OR 11465424 (руководитель Жамбакин К.Ж.)

Краткая информация о НТП

(продолжительность НТП 2021-2022 г.г.)

 

  Наименование НТП: ИРН OR11465424 «Разработка и внедрение высокоэффективных систем диагностики для идентификации наиболее опасных болезней и повышения генетического потенциала устойчивости сельскохозяйственных культур».

Интенсификация АПК возможна путем возделывания высокопродуктивных и устойчивых к болезням сортов сельскохозяйственных культур, а также путем соответствующего контроля распространения опасных патогенов. Данная программа имеет два направления: 1) Предупреждение болезней путём определения устойчивых к болезням форм  сельскохозяйственных растений методами ДНК технологий, для получения из них устойчивых и продуктивных отечественных сортов; 2) Мониторинг болезней на всех стадиях производства, а так же при ввозе семенного и посадочного материала в Республику Казахстан.

Основными подходами к проведению исследований являются – применение современных  ДНК технологий для определения устойчивых к болезням и урожайных форм сельскохозяйственных культур; применение ДНК технологий для создания  методов детекции болезней; разработка биотехнологий оздоровления посадочного материала от болезней,  применение существующих технологий для мониторинга болезней сельскохозяйственных культур.

Актуальность задач для целей социально-экономического развития  в масштабах Республики Казахстан отражена в следующих государственных стратегических  и программных документах: Послание Главы государства К. Токаева народу Казахстана 2 сентября 2019 г. (Пятый пункт – Развитый агропромышленный комплекс); стратегический план Министерства образования и науки Республики Казахстан на 2017-2021 годы (стратегическое направление 5. Развитие науки).

В результате исследований будут определены ареалы распространения и вредоносность возбудителей бурой ржавчины, желтой ржавчины и пиренофороза пшеницы; определены структуры популяций возбудителей наиболее опасных бактериальных болезней пшеницы; идентифицированы и картированы локусы количественных признаков QTL, ассоциированные с устойчивостью мягкой пшеницы к желтой ржавчине; идентифицированы новые гены и ДНК маркеры  устойчивости твёрдой пшеницы к наиболее опасным грибным болезням; разработаны и внедрены отечественные высокоэффективные системы диагностики наиболее опасных вирусных инфекций;   разработана инновационная биотехнология криотерапии для оздоровления коммерчески ценных ягодных культур от бактериальных и вирусных инфекций; составлена карта распространения вирусов картофеля Y, X, M, S, PLRV по Казахстану.

 

  Цель проекта: разработка биотехнологических подходов на основе ДНК-технологий для эффективной системы мониторинга, идентификации и предупреждения наиболее опасных болезней сельскохозяйственных культур.

  Ожидаемые результаты:

  1. Будет проведена эффективная система мониторинга определения уровня опасности возбудителей Puccinia striiformis West, Puccinia recondita и Pyrenophora tritici-repentis на основе ДНК технологий
  2. Будет проведён мониторинг и разаботана тест система и экспресс-метод определения бактериальных болезней
  3. Будут разработаны тесно сцепленные молекулярные маркеры, ассоциированные с

устойчивостью к желтой ржавчине

  1. Будут определены ДНК маркеры устойчивости к грибным болезням и выделены перспективные устойчивые линии твёрдой пшеницы
  2. Будут разработаны системы диагностики вирусных инфекций сельскохозяйственных культур
  3. Будет разработана технология криотерапии для получения оздоровленного посадочного материала малины
  4. Посредством геномных технологий будет создана карта распространения вирусов картофеля Y, X, M, S, PLRV по Казахстану

 

  Научный руководитель проекта:

Жамбакин Кабыл Жапарович, генеральный директор ИББР, доктор биологических наук, профессор, академик НАН РК, h-index 3, под его научным руководством защищены 4 кандидатские и 3 диссертация PhD.

(https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55331576800; https://app.webofknowledge.com/author/record/3844956)

  Члены исследовательской группы:

Кумарбаева Мадина Талгаровна: образование высшее (специальность Биотехногия), магистр (специальность Защита растений и карантин), PhD докторант (специальность Агрономия), опыт научной работы 8 лет соответствует профилю научного проекта, h-index 1.

Сапахова Загипа Бейсеновна, Ведущий научный сотрудник лаборатории Селекции и биотехнологии, PhD, h-index 3, под его научным руководством защищены 3 магистрские диссертации и руководитель 2 PhD докторантов.  Author ID в Scopus — 56046815800, Researcher ID Web of Science — M-6615-2015, ORCID ID — 0000-0002-8007-5066, Research Gate: Zagipa Sapakhova.

  https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56046815800

Кохметова Алма Мырзабековна: образование высшее (специальность Агрономия), доктор биологических наук (специальность Генетика), профессор, член-корреспондент НАН РК, опыт научной работы составляет 42 года, оответствует профилю научного проекта, h-index 4, под её научным руководством защищены 1 кандидатская и 4 PhD докторские диссертации.

(https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=36010765900)

Абугалиева Сауле Изтелеуовна: образование высшее (специальность Биология), доктор биологических наук (специальность Генетика), профессор (специальность Биология), опыт научной работы составляет 34 года, соответствует профилю научного проекта, h-index 7, под её научным руководством защищена 1 диссертация PhD.

(https://www2.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6507029042; https://app.webofknowledge.com/author/#/record/2577530)

Гриценко Диляра Александровна: образование высшее (специальность Биотехнология), магистр (специальность Биология), PhD (специальность Биология), опыт научной работы составляет 12 лет, соответствует профилю научного проекта, h-index 3.

(https://publons.com/researcher/2424463/dilyara-gritsenko/)

Кушнаренко Светлана Вениаминовна: образование высшее (специальность Биохимия), кандидат биологических наук (специальность Физиология растений), ассоциированный профессор (специальность Биология), опыт научной работы составляет 35 лет, соответствует профилю научного проекта, h-index 8, под ее научным руководством защищены 1 кандидатская и 2 PhD диссертации.

(https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6507153914; Web of Science ID M-6616-2015).

  Дауров Диас Ламзарович: бакалавр (специальность Биотехнология), магистр (специальность Биотехнология), опыт научной работы 7 лет соответствует профилю научного проекта, h-index 1,

(https://www.scopus.com/authid/detail.uri?origin=resultslist&authorId=57201666405&zone= ;   https://app.webofknowledge.com/author/record/35819805?lang=ru_RU&SID=F5UIG1R9xCKg1bvOMMo)

 

  Список публикаций и патентов исполнителей проекта за период с 2015 по 2020 гг.

  1. Zhambakin, K., Zhapar, K. Current status and prospects of plant biotechnology in Kazakhstan. Plant Biotechnology Report 14177–184 (2020).  DOI:10.1007/s11816-020-00601-0, IF-1.259, Q-3, процентиль-64
  2. Daurov D., Zhapar K., Daurova A., Volkov D., Bakbergenova M., Tolegenova D., Shamekova M., Zhambakin K. Production of virus-free sweet potato planting material for the southeast of Kazakhstan. International journal of agriculture and biology 20 (4) : 851-856, 2018. DOI:17957/IJAB/15.0576. IF (WoS)  – 0.82, Q-3, процентиль (Scopus)-56
  3. Daurova Ainash, Daurov Dias, Volkov Dmitriy, Aibek Karimov, Zhandos Abai, Daniyar Raimbek,Kuanish Zhapar, Kabyl Zhambakin, Malika Shamekova.  Mutagenic treatment of microspore-derived embryos of turnip rape (Brassica rapa) to increase oleic acid content. Plant Breeding. 2020; 00:1–7.   DOI:10.1111/pbr.12830, IF (WoS)  – 1.251, Q -3, процентиль (Scopus) – 62
  4. Daurov, D., Daurova, A., Karimov, A. Tolegenova, D., Volkov, D., Raimbek D., Zhambakin K.,Shamekova M. Determining Effective Methods of Obtaining Virus-Free Potato for Cultivation in Kazakhstan. Am.J.PotatoRes. 97, 367–375 (2020). DOI:10.1007/s12230-020-09787-z IF (WoS) -1.085, Q-3, процентиль (Scopus) -57
  5. Daurova A, Daurov D, Volkov D, Zhapar K, Raimbek D, Shamekova M, Zhambakin K. Doubled haploids of interspecific hybrids between Brassica napus and Brassica rapa for canola production with valuable breeding traits. OCL 27: 45. DOI:10.1051/ocl/2020041; SiteCoreScopus-2.8, процентиль – 70

 

  1. Kokhmetova, A., Sharma, R., Rsaliyev, S., Galymbek, K., Baymagambetova, K., Ziyaev, Z., & Morgounov, A. Evaluation of Central Asian wheat germplasm for stripe rust resistance // Plant Genetic Resources.-2017.-1-7. DOI:10.1017/S1479262117000132. WOS,  IF 0.792. Квартиль WOS 2018г. Q4
  2. 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. PLoS ONE (IF=3.337, Q2; SJR=1.100, percentile-89). 15(6): e0234863. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234863
  3. Genievskaya Y, Turuspekov Y, RsaliyevA, Abugalieva S. (2020). Genome-wide association mapping for resistance to leaf, stem, and yellow rusts of common wheat under field conditions of South Kazakhstan. PeerJ (IF=2.81, Q2; SJR=0.995, percentile-84) 8:e9820 https://doi.org/10.7717/peerj.9820
  4. Deryabina N.D., Gritsenko D., Galiakparov N.N. (2017). Molecular aspects of plant viruses’ movement through plants.  Eurasian journal of applied biotechnology. Vol.2, 2017.  1-10. DOI: 10.11134/btp.2.2017.3
  5. Romadanova N.V., Mishustina S.A., Gritsenko D.A., Omasheva M.Y., Galiakparov N.N., Reed B.M., Kushnarenko S.V. Cryotherapy as a method for reducing the virus infection of apples (Malus) // Cryo-Letters. – 2016. – V. 37, No. 1. – P. 1-9. PMID: 26964019  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26964019 IF 0,694; Q 4
  6. Romadanova N.V., Kushnarenko S.V., Karasholakova L.N. Development of a common PVS2 vitrification method for cryopreservation of several fruit and vegetable crops // In vitro Cellular & Developmental Biology – Plant. – 2017. – V. 53 (4). – P. 382-393. DOI:10.1007/s11627-017-9849-y IF 1,454; Q 3
  7. Daurov, D., Daurova, A., Karimov, A. Tolegenova, D., Volkov, D., Raimbek D., Zhambakin K.,Shamekova M. Determining Effective Methods of Obtaining Virus-Free Potato for Cultivation in Kazakhstan. Am.J.PotatoRes. 97, 367–375 (2020). DOI:10.1007/s12230-020-09787-z, IF (WoS) -1.085, Q-3, процентиль (Scopus) -57
  8. Daurov D., Zhapar K., Daurova A., Volkov D., Bakbergenova M., Tolegenova D., Shamekova M., Zhambakin K. Production of virus-free sweet potato planting material for the southeast of Kazakhstan. International journal of agriculture and biology 20 (4) : 851-856, 2018. DOI:17957/IJAB/15.0576. IF (WoS)  – 0.82, Q-3, процентиль (Scopus)-56

 

  Достигнутые результаты в 2021 г.

Определен ареал распространения, развития и вредоносности возбудителей Puccinia striiformis West, Puccinia recondita и Pyrenophora tritici repentis в северном и южном регионах страны.

Собраны образцы дикорастущих и сельскохозяйственных злаковых    культур   на севере Казахстана и идентифицированы бактериозы с использованием последовательностей ITS региона рДНК, заражающих злаковые культуры. Идентифицированы тандемные повторы в геномах возбудителей чёрного и базального бактериозов и разработана ПЦР тест система для их анализа.

Проведено фенотипирование и генотипорование казахстанской популяции рекомбинантных инбредных линий пшеницы на устойчивость к Puccinia striiformis.

Проведены полевые и лабораторные исследования мировой коллекции твердой пшеницы (250 образцов).

Проведен биоинформатический анализ геномов наиболее опасных 5 вирусов яблони, 3 вирусов винограда, 3 вирусов малины, 5 вирусов картофеля, 2 вирусов томата, 2 вирусов пшеницы. Выполнен дизайн высокоспецифичных праймеров, и сформированы мультиплексные системы обнаружения вирусов.

Создана рабочая коллекция 10 сортов малины in vitro и выполнено тестирование сортов малины на четыре вируса.

Проведен сбор семенных клубней картофеля и растительного материала со складов семеноводческих и товарных хозяйств и полей картофелеводческих регионов Казахстана. Начат анализ на присутствие вирусов картофеля Y, X, M, S, PLRV в собранном материале.

2 статьи в журналах с импакт фактором в базе WoS и Scopus, 1 статья в реферируемом журнале, признанном КОКСОН МОН РК, а также 6 тезисов в международных конференциях и 1 патент.

 

  Публикации по результатам исследований

Патент Республики Казахстан на полезную модель № 6332 от 20.08.2021. Турдиев Т.Т., Ковальчук И.Ю., Мухитдинова З.Р., Фролов С.Н., Рымханова Н.Қ., Белғожаев Е.М., Бессчетнов А.П. «Способ получения посадочного материала малины in vitro».

  Статьи в зарубежных журналах:

  1. Kokhmetova, A.; Rsaliyev, A.; Malysheva, A.; Atishova, M.; Kumarbayeva, M.; Keishilov, Z. Identification of Stripe Rust Resistance Genes in Common Wheat Cultivars and Breeding Lines from Kazakhstan. Plants 2021, 10, 2303. https://doi.org/10.3390/plants10112303. БД Web of Science; Q1, IF 3.935, процентиль Scopus 56.
  2. Kokhmetova, A.; Kumarbayeva, M.; Atishova, M.; Nehe, A..; Riley, I.T..; Morgounov A. Identification of high-yielding wheat genotypes resistant to Pyrenophora tritici-repentis (tan spot) // Euphytica. – 2021. – Vol. 217. – P. 97. DOI:org/10.1007/s10681-021-02822-y, БД Web of Science; Q2, IF 2.181.

  Статья в реферируемом журнале, признанном КОКСОН МОН РК — Сантай Б.Ә., Турдиев Т.Т., Рымханова Н.Қ., Жумабаева Б.А. Таңқурай сорттарын in vitro жағдайда клонды микрокөбейту ерекешеліктері // Доклады Национальной Академии Наук Республики Казахстан. – 2021. – Т. 3. – С. 57-63.

 

Статьи и тезисы в материалах зарубежных и местных  конференций:

  1. Кушнаренко С.В. Создание криобанка гермоплазмы растений в Казахстане: 15 летний опыт работы // В сб. Сохранение и воспроизводство генетических ресурсов для устойчивого сельского хозяйства и обеспечения продовольственной безопасности в масштабах ОИС. Матер. конф. 25 мая 2021 г., Нур-Султан, 2021. – С. 67-70.
  2. Турдиев Т.Т., Ковальчук И.Ю., Фролов С.Н., Рымханова Н.Қ., Гриценко Д.А., Кушнаренко С.В. Создание криогенной коллекции безвирусных сортов малины // Тез. докл. II Межд. науч. практ. конф. «Геномика и современные биотехнологии в размножении, селекции и сохранении растений», Ялта, 13-15 октября, 2021 г. – 2021.
  3. Ромаданова Н.В., Толеген А.Б., Кушнаренко С.В. Оздоровление растительного материала методами биотехнологии для сооздания коллекций in vitro и сохранения генофонда // Тез. докл. II Межд. науч. практ. конф. «Геномика и современные биотехнологии в размножении, селекции сохранении растений», Ялта, 13-15 октября, 2021 г. – 2021.
  4. Сантай Б.Ә., Трудиев Т.Т., Рымханова Н.Қ. In vitro жағдайда клонды микрокөбейту жолымен алынған таңқурай сорттары мен үлгілерінің бейімделуін арттыру // Матер. межд. науч. конф. студентов и молодых ученых «Фараби әлемі», Алматы, 6-8 апреля 2021 г. – 2021. – С. 322.
  5. Pozharskiy A.S., Gritsenko D.A// Evolution of MLO-like proteins in flowering plants // Plant Genetics, Genomics, Bioinformatics, and Biotechnology (PlantGen2021), The 6th International Scientific Conference– 2021 – P.178.
  6. Жамбакин К.Ж., Кохметова А.М., Гриценко Д.А., Галиакпаров Н.Н., Дауров Д.Л., Шамекова М.Х. Проблема мониторинга развития болезней сельскохозяйственных культур в казахстане // International scientific and practical conference “Aspects and innovations of enviromental biotechnology and bioenergy” . Almaty, – 2021. – P.18-21

 

    Доклады на конференциях

  • Устный доклад Кушнаренко С.В. на Training Webinar on Acquisition, Conservation, Exchange, and Safety Duplication of Plant Genetic Resources in OIC Member Countries, Pakistan, 21 September 2021.
  • Пленарный доклад (Ромаданова Н.В.) и 2 секционных доклада (Ромаданова Н.В., Турдиев Т.Т.) на II Межд. науч. практ. конф. «Геномика и современные биотехнологии в размножении, селекции и сохранении растений», Ялта, 13-15 октября, 2021 г.
  • Устный доклад Кушнаренко С.В. на конференции Сохранение и воспроизводство генетических ресурсов для устойчивого сельского хозяйства и обеспечения продовольственной безопасности в масштабах ОИС, 25 мая 2021 г., Нур-Султан.
  • Kumarbayeva М.Т. International Symposium 2021 “Problems and prospects for the participation of women scientific and innovative development of agriculture”, organized by CBSPRI, 24 March, 2021, Tashkent, Uzbekistan.
  • Kumarbayeva M.Т. International Winter School Training Course “Plant production management”, 15-17 February, 2021, Almaty.
  • 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. (устный доклад)
  • Turuspekov Y. Application of SNP genotyping Illumina arrays in spring wheat projects for stress resistance in conditions of Kazakhstan // The 6th international conference PlantGen2021, Novosibirsk, June 14-18, 2021. (устный доклад)