Краткая информация о проекте
(2021-2023 г.г.)
Наименование проекта: ИРН AP14869967 «Картирование генетических факторов, детерминирующих устойчивость к Septoria nodorum, на основе полногеномного исследования ассоциаций в коллекции гексаплоидной пшеницы».
Актуальность. В Казахстане Septoria nodorum (SNB) представляет серьезную проблему для пшеницы, потери урожая в период эпифитотий могут достигать 40-50%. Селекция на устойчивость растений-хозяев остается наиболее экономичной, эффективной и экологически чистой стратегией борьбы с болезнью. Эффективные комбинации генов устойчивости лучше всего достигаются на основе маркерной селекции. Создание генотипов, устойчивых к SNB, зависит от понимания механизмов резистентности хозяина и выявления генов устойчивости к болезни. Исследование полногеномных ассоциаций (GWAS) является одним из передовых подходов молекулярной и геномной селекции, обеспечивающих картирование с высокой разрешающей способностью. Идентификация новых QTL и геномных регионов, связанных с устойчивостью к SNB, позволит углубить понимание природы устойчивости к болезни. В Проекте будет применен подход GWAS с использованием технологии секвенирования нового поколения DArTseq™, являющейся новой и современной в области молекулярной селекции растений. По сравнению с SSR маркерами, DArT-маркеры имеют преимущества в отношении стоимости и времени генотипирования. Однако, высокоэффективная DArT-технология на сегодняшний день в Казахстане недостаточно широко используется. Хотя септориоз представляет потенциальную опасность и вредоносность, GWA-исследования, посвященные выявлению геномных областей, связанных с устойчивостью к септориозу в казахстанской гермоплазме, не проводились.
Цель проекта: «Картирование генетических факторов, детерминирующих устойчивость к Septoria nodorum, на основе полногеномного исследования ассоциаций (GWAS) в коллекции гексаплоидной пшеницы из Казахстана».
Ожидаемые результаты:
На основе использования современного метода GWAS будет осуществлен поиск новых генетических факторов (QTL и ДНК-маркеров), детерминирующих устойчивость к септориозу; исследована генетическая структура популяции, будут идентифицированы носители ценных аллелей для их маркерной интрогрессии в новые сорта пшеницы. Будут идентифицированы перспективные линии и сорта пшеницы, устойчивые к изолятам и селективным токсинам гриба, характеризующиеся проростковой и полевой устойчивостью к септориозу в 2- контрастных регионах Казахстана.
Научный руководитель проекта: д.б.н. (генетика), профессор, член-корреспондент НАН РК, заведующая лабораторией генетики и селекции ИББР, Национальный координатор Европейской Биотехнологической Ассоциации (EBTNA) по Казахстану. Опыт работы связан с изучением устойчивости к болезням с использованием технологии «Marker Assisted Selection» (MAS) и ассоциациативного картирования для повышения эффективности селекции на устойчивость к болезням. С 2015г. была руководителем и исполнителем 6 проектов, финансированных МОН и МСХ РК. Под ее руководством защищены 1 кандидатская, 4 PhD-докторские, 12 магистерских диссертаций, выполняется 1 PhD-диссертация. Индекс Хирша 9 (https://apps.webofknowledge.com/CitationReport.do?product=UA&search_mode=CitationReport&SID=E3DXTybnUxKUdPwFTe1&page=1&cr_pqid=1&viewType=summary). Имеет более 300 публикаций, в т.ч. индексируемых БД WOS и Scopus. WOS-ID: M-6618-2015; Scopus-ID: 36010765900; ORCHID-ID:0002-0186-7832.
Члены исследовательской группы:
Руководитель НИР: Кохметова А.М., д.б.н. (генетика), профессор, член-корреспондент НАН РК, заведующая лабораторией генетики и селекции ИББР, Национальный координатор Европейской Биотехнологической Ассоциации (EBTNA) по Казахстану. Опыт работы связан с изучением устойчивости к болезням с использованием технологии «Marker Assisted Selection» (MAS) и ассоциациативного картирования для повышения эффективности селекции на устойчивость к болезням. С 2015г. была руководителем и исполнителем 6 проектов, финансированных МОН и МСХ РК. Под ее руководством защищены 1 кандидатская, 4 PhD-докторские, 12 магистерских диссертаций, выполняется 1 PhD-диссертация. Индекс Хирша 9 (https://apps.webofknowledge.com/CitationReport.do?product=UA&search_mode=CitationReport&SID=E3DXTybnUxKUdPwFTe1&page=1&cr_pqid=1&viewType=summary). Имеет более 300 публикаций, в т.ч. индексируемых БД WOS и Scopus. WOS-ID: M-6618-2015; Scopus-ID: 36010765900; ORCHID-ID:0002-0186-7832.
Исполнители:
Кумарбаева Мадина Талгаровна, магистр (6М081100 – Защита и карантин растений), окончила PhD-докторантуру (6D080100 —Агрономия), НС; h-index: 4; ResearcherID: AAQ-3647-2020; OrcID: 0000-0002-5588-6772 Scopus ID: 5721361957;
Кейшилов Женыс Советханулы, магистр (6М081100 – Защита растений и карантин), НС; h-index: 2; ResearcherID: DWX-6746-2022; OrcID: 0000-0003-2126-6951; Scopus ID: 57221382183;
Жанузак Данна Комеккызы, магистр (6М070100 – Биотехнология), МНС; h-index: 1; ResearcherID: ABE-9520-2021; Scopus ID: 57226127734; OrcID: 0000-0002-2252-0870;
Болатбекова Ардак Айдыновна, магистр (6M060800 – экология); МНС; h-index: 1; ResearcherID: CHB-6750-2022; Scopus ID: 57226105668;
Малышева Ангелина Александровна, магистр (7M05109 – биотехнология); МНС; h-index: 2; ResearcherID: ABE-9732-2021; OrcID: 0000-0002-9840-9570; Scopus ID: 57226102193;
Кохметова Асия Мырзабековна, (08.00.05 – экономика торговли); OrcID: 0000-0003-0119-0849;
Бахытулы Канат, магистр (7M05109 – биотехнология); OrcID: 0000-0001-6084-0480.
Список публикаций и патентов исполнителей проекта за период 2017-2022 гг.
1. Kokhmetova A, Rsaliyev A, Malysheva A, Atishova M, Kumarbayeva M, Keishilov Z. 2021. Identification of Stripe Rust Resistance Genes in Common Wheat Cultivars and Breeding Lines from Kazakhstan // Plants. 10(11):2303. DOI: 10.3390/plants10112303 Scopus: percentile 56.
2. Kokhmetova A, Rsaliyev S, Atishova M, Kumarbayeva M, Malysheva A, Keishilov Z, Zhanuzak D, Bolatbekova A. 2021. Evaluation of Wheat Germplasm for Resistance to Leaf Rust (Puccinia triticina) and Identification of the Sources of Lr Resistance Genes Using Molecular Markers // Plants. 10(7):1484. DOI:10.3390/plants10071484 IF 3.935. WOS. Q1. Scopus: percentile 56.
3. Kokhmetova A., Kumarbayeva M., Atishova M. 2021. Identification of high-yielding wheat genotypes resistant to Pyrenophora tritici-repentis (tan spot) // Euphytica. 217:97. DOI:10.1007/s10681-021-02822-y IF 1.84. WOS. Q2. Scopus: percentile 71.
4.Madenova A.K., Kokhmetova A.M., Atishova M.N. et al. 2019. Identification of carriers of resistance to common bunt (Tilletia caries) of winter wheat // Research on Crops.20(4):782-790.DOI:10.31830/2348-7542.2019.115. Scopus, Q3. SJR 0.21. Scopus: percentile 18.
5.Kokhmetova A., Kremneva O.,Volkova G., Atishova M., Sapakhova Z. 2017. Evaluation of wheat cultivars growing in Kazakhstan and Russia for resistance to tan spot // Journal of Plant Pathology. 99(1):161-167. DOI:10.4454/jpp.v99i1.3812. IF 1.041. WOS. Q3. Scopus: percentile 31.
6. Galymbek K., Kokhmetova A.M., Akan K., Madenova A.K., Atishova M.N. 2017. Identification of germplasm of wheat on leaf rust (Puccinia recondita Rob. Ex Desm. F.sp. tritici)//Ecology, Environment and Conservation. 23(2):1211-1218. Scopus, Q4. SJR 0.14.
7. Кохметова А.М., Али С., Сапахова З., Атишова М.Н. 2018. Идентификация генотипов-носителей устойчивости к токсинам пиренофороза Ptr ToxA и Ptr ToxB Pyrenophora tritici-repentis в коллекции мягкой пшеницы//Вавиловский журнал генетики и селекции. 22(8):978¬-986. DOI:10.18699/VJ18.440. Scopus, Q4. SJR 0.15. 31-й процентиль.
8. A.Kokhmetova, M.Atishova, M.Kumarbayeva, Leonova I. 2019. Phytopathological screening and molecular marker analysis of wheat germplasm from Kazakhstan and CIMMYT for resistance to tan spot//Вавиловский журнал генетики и селекции. 23(7):879-886. DOI:10.18699/VJ19.562. Scopus, Q4. SJR 0.15. 31-й процентиль.
9.Kumarbayeva M., Kokhmetova A., Kovalenko N., Atishova M., Keishilov Zh., Aitymbetova K. Characterization of Pyrenophora tritici-repentis (tan spot of wheat) Races in Kazakhstan // Phytopathologia Mediterranea. – 2022(1). (Принята в печать) IF — 2.08, WOS. Q2, Scopus: процентиль 65.
10. Кеишилов Ж. С., Кохметова A.M., Кумарбаева M.T., Болатбекова A.A., Малышева A.A., Кохметова A.M. Жаздық бидайдың қоңыр тат (Puccinia recondita) ауруына солтүстік қазақстанда жүргізілген мониторингі 2019-2021 // Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина. – 2022. – №. 1(112). – Б. 930. DOI: 10.51452/kazatu.2022.1(112).930 КОКСОН 10. Keishilov Zh.S., Kokhmetova A.M.,
11. Kumarbaeva M.T., Kokhmetova A.M., Keishilov Zh.S., Chudinov V., Zhanuzak D.K. 2022. Disease monitoring to determine the level of spread and development of the pathogen pyrenophora tritici-repentis in Kazakhstan // Herald of science of S. Seifullin KazATU. 1(112): 906. DOI:10.51452/kazatu.2022.1(112).906(КОКСОН).
12.Kumarbayeva M., Kokhmetova A., Kovalenko N., Atishova M., Keishilov Zh., Aitymbetova K. Characterization of Pyrenophora tritici-repentis (tan spot of wheat) Races in Kazakhstan // Phytopathologia Mediterranea. – 2022(1). (Принята в печать) IF — 2.08, WOS. Q2, Scopus: процентиль 65.
Достигнутые результаты за 2022 г.:
Изучена реакция гермоплазмы пшеницы на устойчивость к расам и хозяин-специфичным токсинам, продуцируемым грибом S. nodorum. Выявлена гермоплазма пшеницы, устойчивая к расам S. nodorum: отобрано 107 генотипов (48,6%), устойчивых к расе Sn2K и 113 генотипов (51,4%), устойчивых к расе Sn5K. Идентифицировано 154 генотипа, нечувствительных к токсину ToxA и 72 генотипа, устойчивых токсину ToxB. Проведена полевая оценка гермоплазмы пшеницы в 2 контрастных регионах Казахстана (Алматинская и Костанайская области) на устойчивость взрослых растений к S. nodorum. В Костанайской области выделено 30 образцов пшеницы с высокой полевой устойчивостью к S. nodorum болезни. В Алматинской области на естественном фоне отобрано 85 имунных генотипов, и 55 устойчивых к септориозу. На искусстввенном фоне иммунными проявили себя сорта Severyanka, KR12-9011, Almaly/GF92, Samgay, а устойчивыми — Karaspan, Mereke 75, Saratovskaya 29, Stb — 7, Yr2/Octyabrina, Bayandy, Mayra, Pamyati Azieva, Kokbiday.
