ipbbkz@gmail.com
+ 7 (727) 394 75 62
HomeAP 09259168 (жетекшісі Туруспеков Е.К.)

AP 09259168 (жетекшісі Туруспеков Е.К.)

Жоба туралы қысқаша ақпарат

(жобаның ұзақтығы 36 ай, 2021-2023 ж.ж.)

  Жобаның атауы: ЖТН AP09259168 «Қазақстанда күздік бидай селекциясының тиімділігін арттыру үшін өнімділік және дән сапасы белгілерінің толық геномдық ассоциативтік талдауы».

Қазақстан 12 миллион гектар аумақта бидай өсіріп, осы өнімді экспорттаушы әлемдегі жетекші елдердің бірі болып табылады. Қоршаған ортаның шектеуші факторларына байланысты жаздық бидайдың орташа өнімділігі сирек 1.3 т/га-дан асса, жыл сайын 500 мың га аумақта өсірілетін күздік бидайдың орташа өнімділігі 1.8-2.0 т/га құрайды. Осыған байланысты жұмсақ бидайдың күздік түрі бойынша селекциялық-генетикалық зерттеулерді күшейтуге ерекше назарды 1) әлемнің басқа елдері мен өңірлерінен күздік бидайдың перспективалы генетикалық ресурстарын селекциялық схемаларда белсенді пайдалануға, және 2) жаңа геномдық технологияларды қоса алғанда, молекулалық генетиканың қазіргі заманғы әдістерін енгізуге аудару қажет.

Бұл жобаның мақсаты Қазақстанда Triticum aestivum L. молекулалық селекциясын дамыту үшін ассоциацияларды толық геномдық талдау (АТГТ) негізінде күздік бидайдың өнімділігі мен сапасының құнды белгілерінің гендерін іздеу болып табылады.

Жоба 2018 жылы Қазақстан, Алматы қаласында халықаралық семинар шеңберінде құрылған бидай селекциясы жөніндегі орталық-азиялық бастамасы (БСОАБ) жұмысының логикалық жалғасы болып табылады. Бұл жобада Түркістан және Алматы облысы ҒЗИ далалық жағдайларында зерттелетін, SSD (single seed descent немесе бір тұқымдық шығу тегі) әдісін қолдану негізінде күздік бидайдың 289 сорты мен линияларынан (Орталық және Батыс Азиядан 200 үлгі және Еуропадан 89 үлгі) тұратын БСОАБ гомозиготты коллекциясын қалыптасты. БСОАБ қалыптасқан коллекция Оңтүстік және Оңтүстік-шығыс Қазақстанда дәннің өнімділігі мен сапасын айқындайтын күрделі сандық белгілер кешені бойынша зерттелетін болады. Зерттеулер нәтижесінде, БСОАБ коллекциясы Axiom (Affymetrix компаниясы) платформасында, 35 мың SNP маркерлерін қолдана отырып генотиптеледі. Алынған деректер ассоциацияларды толық геномдық талдау (АТГТ) үшін әртүрлі қолданбалы бағдарламаларды пайдалану негізінде дәннің өнімділігі мен сапасын айқындайтын күрделі сандық белгілердің гендерін анықтау үшін пайдаланылатын болады. Жобаның соңғы кезеңінде күздік бидай селекциясында пайдалану үшін зерттелген шаруашылық-құнды белгілерге жаңа ақпараттық ДНҚ-маркерлері жасалады.

  Жобаның мақсаты: Қазақстанда Triticum aestivum L. молекулалық селекциясын дамыту үшін ассоциацияларды толық геномдық талдау (АТГТ) негізінде күздік бидайдың өнімділігі мен сапасының құнды белгілерінің гендерін іздеу.

  Күтілетін нәтижелер:

  1. Орталық және Батыс Азия мен Еуропадан алынған 289 үлгіден тұратын күздік бидайдың БСОАБ коллекциясы құрылады. Коллекция Affymetrix платформасына негізделген 35 мың SNP-маркерлерін пайдаланып генотиптеледі.
  2. Оңтүстік және Оңтүстік-Шығыс Қазақстан жағдайында күздік бидай БСОАБ коллекциясының өнімділік белгілеріне фенотиптік бағалау жүргізіледі.
  3. Коллекцияның өзгермелілігі Оңтүстік (КАШТС) және Оңтүстік-Шығыс Қазақстан жағдайында өсірілген күздік жұмсақ бидай үлгілерінің астық сапасының белгілері бойынша зерттеледі.
  4. Орталық және Батыс Азиядан келген күздік бидай үлгілерін кластерлеу 35К SNP-маркерлерін пайдалана отырып генотиптеуді қолдану және әлемдік бидай коллекциясы үлгілерімен салыстыру негізінде жүзеге асырылады. БСОАБ-коллекциясындағы белгілі негізгі бидай гендерінің алуантүрлілік деңгейі анықталды
  5. Өнімділік пен дән сапасын анықтайтын гендер SNP-маркерлері мен сандық белгілер арасындағы байланыстарды іздеу үшін АТГТ әдістемесін және әртүрлі статистикалық әдістерді қолдану негізінде анықталады.
  6. Анықталған SNP-маркерлерінің маңыздылығы әртүрлі генетикалық материалдарды зерттеу және өсімдік дамуының әртүрлі кезеңдеріндегі бидай үлгілері үшін кері транскрипциясы бар ПТР негізінде расталады.

  Жобаның ғылыми жетекшісі:

  Туруспеков Ерлан Кенесбекович, молекулалық генетика зертханасының меңгерушісі, биология ғылымдарының кандидаты, профессор. Web of Science деректер базасында (H-index 12, Researcher ID: C-3458-2011) индекстелетін және/немесе Scopus базасында (Хирш индексі 14, Scopus Author ID: 57197860996) CiteScore бойынша процентильі бар рецензияланатын халықаралық басылымдардағы 50 мақаланы, оның ішінде 2016-2021 жылдардағы 29 мақаланы қоса алғанда 100 аса ғылыми жарияланымдардың бірлескен авторы. ORCID https://orcid.org/0000-0001-8590-1745

  Зерттеу тобының мүшелері:

  Абугалиева С.И., бас ғылыми қызметкер, биология ғылымдарының докторы, профессор. >100 мақаланың (Web of Science (ResearcherID: M-6690-2015) және/немесе Scopus (H-index 8, Scopus Author ID: 6507029042) деректер базасында индекстелетін рецензияланатын шетелдік ғылыми басылымдардағы 37 мақала); БҒСБК журналдарындағы 50 мақала; 6 монография, жаздық жұмсақ бидай, жаздық және күздік арпа сорттары бойынша 5 ғылыми-әдістемелік ұсынымдардың бірлескен авторы.

Ануарбек Ш.Н., ғылыми қызметкер, магистр, 20 астам ғылыми еңбегі, оның ішінде 6 мақаласы (WoS және Scopus (H-index 3, Scopus Author ID: 57192177334) рецензияланатын журналдарда 5; БҒСБК журналдарында 3 мақала), 2 патент (пайдалы модель), 1 ғылыми-әдістемелік ұсынымдар, т. б. бар. ORCID https://orcid.org/0000-0002-8673-9820

  Амалова А.Ы., кіші ғылыми қызметкер, PhD-докторант, 5 мақаланың бірлескен авторы (2 WoS, H-index 2, ResearcherID: AAO-1156-2020), Scopus Author ID: 57213623570; БҒСБК 3). ORCID https://orcid.org/0000-0002-7903-3467

  Шетелдік ғалым-кеңесші: Профессор Саймон Гриффис, Джон Иннес орталығы, Норвич, Ұлыбритания. Web of Science және Scopus (H-index 34 Scopus Author ID: 7102341547) деректер базасында индекстелетін >100 мақаласы бар.

   2015-2020 жылдардағы жоба орындаушыларының жарияланымдары мен патенттерінің тізімі:

  1. Turuspekov Y., Plieske J., Ganal M., Akhunov E., Abugalieva S. (2017) Phylogenetic analysis of wheat cultivars in Kazakhstan based on the wheat 90K single nucleotide polymorphism array. Plant Genetic Resources: Characterisation and Utilisation (IF=0.792, Q4, SJR=0.312, percentile: 43). 15(1):29-35. DOI: https://doi.org/10.1017/S1479262115000325.
  2. Turuspekov Y., Baibulatova A., Yermekbayev K., TokhetovaL., Chudinov V., SeredaG., Ganal M.W, Griffiths S., Abugalieva S. (2017). GWAS for plant growth stages and yield components in spring wheat (Triticum aestivum) harvested in three regions of Kazakhstan. BMC Plant Biology (IF=4.311, Q1; SJR=1.687, percentile 92). 17(S1):51-61. DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-017-1131-2.
  3. Turuspekov Y., Ormanbekova D., Rsaliev A., Abugalieva S. (2016) Genome-wide association study on stem rust resistance in Kazakh spring barley lines. BMC Plant Biology (IF=4.311, Q1, SJR=1.687, percentile 92). 16(1):13-21. DOI: https://doi.org/1186/s12870-015-0686-z.
  4. Anuarbek S, Abugalieva S, Pecchioni N, Laidò G, Maccaferri M, Tuberosa R, Turuspekov Y. (2020) Quantitative trait loci for agronomic traits in tetraploid wheat for enhancing grain yield in Kazakhstan environments. PloSONE (IF=3.337, Q2; SJR=1.100, percentile 89). 15(6): e0234863. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234863
  5. Genievskaya Y., Fedorenko Y., Sarbayev A., Amalova А., Abugalieva S., Griffiths S., Turuspekov Y. (2019). QTL mapping of adult-plant resistance to leaf and stem rusts in Pamyati Azieva × Paragon mapping population of common spring wheat. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii (SJR=0.147, percentile 31). 23(7):887-895. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ19.563.
  6. Almerekova S., Sariev B., Abugalieva A., Chudinov V., Sereda G., Tokhetova L., Ortaev A., Tsygankov V., Blake T., Chao S., Genievskaya Y., Abugalieva S., Turuspekov Y.* (2019). Association mapping for agronomic traits in six-rowed spring barley from the USA harvested in Kazakhstan, PlosONE (IF=3.337, Q2; SJR=1.100, percentile 89). 14(8):e0221064. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221064.
  7. Anuarbek S., Abugalieva S., Turuspekov Y.* (2019). Validation of bread wheat KASP markers in durum lines in Kazakhstan, Proceeding of the Latvian Academy of Sciences. Section B (SJR=0.137, percentile 31). 73(5):462-465. DOI: https://doi.org/10.2478/prolas-2019-0071.
  8. Genievskaya Y., Almerekova S., Sariev B., Chudinov V., Tokhetova L., Sereda G., Ortaev A., Tsygankov V., Blake T., Chao S., Sato K., Abugalieva S., Turuspekov Y.* (2018). Marker-trait associations in two-rowed spring barley accessions from Kazakhstan and the USA, PlosONE (IF=3.337, Q2; SJR=1.100, percentile 89). 13(10):e0205421. DOI: http://doi.org/10.1371/journal.pone.0205421
  9. Farré, A., Sayers, L., Leverington-Waite, M., Goram, R., Orford, S., Wingen, L., C. Mumford & Griffiths, S*. (2016). Application of a library of near isogenic lines to understand context dependent expression of QTL for grain yield and adaptive traits in bread wheat. BMC plant biology, (IF= 3.67, Q1) 16(1):161.
  10. Griffiths, S.*, Wingen, L., Pietragalla, J., Garcia, G., Hasan, A., Miralles, D., … & Snape, J. (2015). Genetic dissection of grain size and grain number trade-offs in CIMMYT wheat germplasm. PloSONE (IF=2.776 Q2; SJR=1.100, percentile 90) 10(3).

  2021 жылдағы нәтижелер:

  1. SSD әдісін қолдана отырып, Орталық және Батыс Азия мен Еуропадан алынған 289 үлгіден тұратын күздік бидайдың БСОАБ-коллекциясы құрылды.
  2. Қалыптасқан коллекция халықаралық жобаға қатысушы профессор Саймон Гриффитс (Джон Иннес орталығы, Ұлыбритания) ұсынған Affymetrix платформасының 35 мың SNP-маркерлері арқылы генотиптелді.
  3. Республиканың екі облысында – оңтүстігінде (Түркістан облысы) және оңтүстік-шығысында (ҚазЕжӨШҒЗИ, Алматы облысы) екі рандомизацияланған қайталанымда өсірілген күздік жұмсақ бидай коллекциясына фенологиялық және фенотипикалық бақылаулар 2020- 2021 ж.ж. орындалды. КАШТС және ҚазЕжӨШҒЗИ өсірілген күздік жұмсақ бидай үлгілерінің дән сапасының белгілерін бағалау басталды.
  4. Коллекция үлгілерінің филогенетикалық байланыстары зерттелді және Орталық және Батыс Азиядан (200 сорттар мен линиялар) алынған күздік бидай үлгілерін кластерлеу 35K SNP-маркерлерін пайдалана отырып, SNP-генотипін қолдану және әлемдік бидай коллекциясы үлгілерімен салыстыру негізінде жүзеге асырылды (>600).
  5. 2020-2021 жылдары Алматы және Түркістан облыстарында далалық жағдайда өсірілген Орталық және Батыс Азияның 200 сорттары мен линиялары және Еуропа, Америка және Австралиядан 89 шетелдік сорттар мен линияларды біріктіретін күздік жұмсақ бидайының коллекциясы ассоциацияларына толық (АТГТ) геномдық талдау 10481 полиморфты SNP маркерлерін пайдалана отырып жүргізілді. Алматы облысы жағдайында 127 СБЛ (бейімделгіштік бойынша 47 және өнімділік үшін 80), Түркістан облысында зерттелген сипаттамалар бойынша 52 СБЛ анықталды. Анықталған СБЛ 14-і плейотропты әсер көрсетті

  Конференциялардағы, семинарлардағы баяндамалар (баяндама формасын көрсете отырып):

  1. Turuspekov Y. Deployment of SNP genotyping in wheat genetics and breeding projects of Kazakhstan // Training Webinar on Acquisition, Conservation, Exchange and Safety Duplication of Plant Genetic Resources in OIC Member Countries – ASIA”. — 13-14 July 2021- Islamabad, Pakistan. (ауызша баяндама).

  Бұқаралық ақпарат құралдарында:

Проф. Туруспеков Е.К. –Хабар 24 телеарнасында – #Наука #СельскоеХозяйство #Семена – «Как наука переживает тяжелые времена в сельском хозяйстве | Наука» бағдарламасы. https://youtu.be/sO8f-auMBeU

2022 жылдағы нәтижелер:

  1. 2021-2022 ж. ж. еліміздің екі өңірінде — оңтүстік (Түркістан облысы) және оңтүстік – шығысында (ҚазЕжӨШҒЗИ, Алматы облысы) екі рандомизацияланған қайталанымда күздік жұмсақ бидай коллекциясына фенологиялық және фенотиптік бақылаулар жүргізілді.
  2. Алматы облысы жағдайында өсірілген күздік жұмсақ бидай үлгілерінің дән сапасының белгілеріне келесідей көрсеткіштер бойынша бағалау жүргізілді: дән мөлдірлігі, ұнның құрамындағы ақуыз және ұнның күлділігі, балауыз мөлшері, балауыздың деформация индексі, сірке қышқылының 2 % ерітіндісіндегі тұнуы.
  3. 2021-2022 жылдары 289 үлгіден тұратын Алматы және Түркістан облыстарында далалық жағдайда өсірілген күздік жұмсақ бидайының коллекциясы ассоциацияларына толық (АТГТ) геномдық талдау 10481 полиморфты SNP маркерлерін пайдалана отырып жүргізілді. Алматы облысы жағдайында 78 сандық белгі локутары (СБЛ, бейімделгіштік бойынша 62 және өнімділік үшін 16), Түркістан облысында зерттелген сипаттамалар бойынша 80 СБЛ (бейімделгіштік белгілері бойынша 57 және өнімділік үшін 23)  анықталды. Анықталған СБЛ тоғызы плейотропты әсер көрсетті.
  4. Өсімдік дамуының әртүрлі кезеңдеріндегі бидай үлгілері үшін анықталған кері транскрипциялық ПТР негізіндегі SNP-маркерлерінің маңыздылығын растауға байланысты қосымша жұмыстар үшін ДНҚ мен РНҚ бөлу және тазарту жұмыстары аяқталды.