ipbbkz@gmail.com
+ 7 (727) 394 75 62
HomeАР22785823 (руководитель Амалова А.Ы.)

АР22785823 (руководитель Амалова А.Ы.)

Краткая информация о проекте

(2024-2026 г.г.)

 

Наименование проекта: ИРН АР22785823 «Идентификация ДНК-маркеров и генов, ассоциированных с признаком «прорастание на корню» в коллекции мягкой пшеницы Triticum aestivum L.».

Несмотря на относительно низкий уровень продуктивности, мягкая пшеница, выращенная в Казахстане, ценится на мировом рынке благодаря высокому качеству зерна. Однако, фермеры в стране зачастую сталкиваются с проблемой прорастания зерна в колосе или предуборочного прорастания из-за обильных дождей, которые выпадают к моменту сбора урожая. Проросшее зерно имеет низкие показатели качества зерна и не пригодно для переработки в муку. Повышенная влажность также может способствовать развитию плесени в зерне и накоплению в нем токсинов. Проблема прорастания на корню (ПНК) является одной из причин снижения урожайности, в дополнение к воздействию биотических и абиотических факторов. ПНК предопределяет семена непригодными для использования в следующем посевном сезоне, что влечет негативное воздействие на продовольственную безопасность страны. ПНК широко распространена во всех ведущих зерносеющих регионах, как Канада, страны Европы, Австралия, Китай, США, Япония. ПНК это сложный количественный признак, контролируемый рядом различных генов. Для идентификации локусов количественных признаков (ЛКП) используют разные методологии картирования с применением двуродительских картирующих популяций и методологии полногеномного анализа ассоциаций (ПГАА) при изучении коллекций с различным происхождением. В настоящее время, в исследованиях по мягкой пшенице идентифицировано множество ЛКП, связанных с устойчивостью к ПНК в различных регионах мира.

Цель проекта: идентифицировать гены и ДНК-маркеры, связанные с признаком «прорастание на корню» у мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) на основе использования методологии полногеномного анализа ассоциаций.

Ожидаемые результаты:

  1. Оценен уровень фенотипической вариабельности коллекции мягкой пшеницы по признаку ПНК, компоненты урожайности и признаки адаптивности. Будут идентифицированы образцы коллекции мягкой пшеницы с продолжительным временем покоя у семян.
  2. Оценен уровень фенотипической вариабельности коллекции мягкой пшеницы по признаку ПНК в лабораторных условиях.
  3. Оценить генетическое разнообразие коллекции мягкой пшеницы с использованием известных специфических генов, связанных с признаком ПНК.
  4. Идентифицированы новые гены и ДНК-маркеры мягкой пшеницы, ответственные за устойчивость к ПНК, на основе использования результатов фенотипирования и генотипирования коллекции мягкой пшеницы с различным географическим происхождением и ПГАА.
  5. Создан набор KASP-маркеров, связанных с устойчивостью к ПНК у мягкой пшеницы. Будут подтверждены результаты идентификации генов, связанных с устойчивостью к ПНК на основе KASP-генотипирования коллекции местных сортов и линий мягкой пшеницы.

Научный руководитель проекта:

Амалова Акерке Ыкласкызы PhD (биология), старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики Института биологии и биотехнологии растений (ИББР) КН МНВО РК. Она имеет 7-летний опыт работы в области молекулярной генетики и селекции зерновых культур. Амалова А.Ы. является соавтором более 22 научных работ, в том числе 7 статей в ведущих научных изданиях, входящих в базы данных Web of Science (H-index 4; ResearcherID: AAO-1156-2020) и Scopus (H-index 3; Scopus ID: 57213623570). Она является соавтором Патента (полезная модель), сорта мягкой пшеницы.

 

Члены исследовательской группы:

Ш.С. Альмерекова, PhD, ведущий научный сотрудник, имеет 11-летний стаж, соавтор более 35 научных статей, включая 18 статей в рецензируемых изданиях, индексируемых в Web of Science (ResearcherID: AAO-1157-2020)  и Scopus (H-index – 7, Scopus ID: 57196952712),  из них 7 статей по теме. Соавтор монографии, учебного пособия, методических указаний, полезной модели.  Соавтор сорта ячменя. Прошла стажировки в научных центрах Германии, Испании, Венгрии.

Ю.А. Гениевская, PhD, научный сотрудник, имеет 7-летний опыт, соавтор 22 статей (17 в рецензируемых журналах, WoS (ResearcherID: AAF-2410-2019) и Scopus (H-index 7, Scopus ID: 57196939730), из них 12 по теме проекта. Соавтор монографии, методических указаний, полезной модели. Соавтор сорта ячменя. Стажировалась в Университете Оксфорда (2019 г.) и Джон Иннес Центр (2022 г.) (Великобритания).

А.Е. Кремпа, магистр, младший научный сотрудник, имеет 4-летний опыт, соавтор 7 статей, 4 из них в рецензируемых журналах, WoS ResearcherID: CBM-3140-2022), (H-index 1, Scopus ID: 57969501500). Стажировалась в Сибирском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте (Россия).

А.М. Бураходжа, магистр, лаборант, имеет 3-летний опыт. Соавтор 2 статей, 1 из них в рецензируемом журнале в базах WoS/Scopus.

Н.Ж. Муратбек, бакалавр, лаборант.

 

Список публикаций и патентов исполнителей проекта за период 2018-2023 г.г.

  1. Amalova A., Yessimbekova M., Ortaev A., Rsaliyev S., Griffiths S., Burakhoja A., Turuspekov Y., Abugalieva, S. (2023) Association mapping of quantitative trait loci for agronomic traits in a winter wheat collection grown in Kazakhstan // Agronomy (IF= 3.7, Q1 y; SJR= 0.663, percentile: 79). Vol. 13. P. 2054. DOI:10.3390/agronomy13082054
  2. Amalova A., Yermekbayev K., Griffiths S., Winfield M.O., Morgounov A., Abugalieva S., Turuspekov Y. (2023) Population structure of modern winter wheat accessions from Central Asia // Plants (IF= 3.7, Q1; SJR= 0.663, percentile: 83). Vol.; 12(12). 2233. DOI:10.3390/plants12122233
  3. Amalova, A., Abugalieva S, Babkenov A., Babkenova S., Turuspekov Y. (2021). Genome-wide association study of yield components in spring wheat collection harvested under two water regimes in Northern Kazakhstan. PeerJ (IF= 2.7, Q2; SJR= 0.695, percentile: 83-) 9:e11857. DOI:10.7717/peerj.11857.
  4. Amalova A., Yermekbayev K., Griffiths , Abugalieva S., Babkenov A., Fedorenko E.,  Abugalieva A., Turuspekov Y. Identification of quantitative trait loci of agronomic traits in bread wheat using a Pamyati Azieva × Paragon mapping population harvested in three regions of Kazakhstan // PeerJ (IF= 2.7, Q2; SJR= 0,695, percentile: 83). – 2022. – Vol. 10. – P. e14324 DOI:10.7717/peerj.14324
  5. Amalova A., Abugalieva S., Chudinov V., Sereda G.,  Tokhetova L., Abdikhalyk A., Turuspekov Y. QTL mapping of agronomic traits in common wheat using the UK Avalon × Cadenza reference mapping population grown in Kazakhstan // PeerJ (IF= 2.7, Q2; SJR= 0.695, percentile: 83). – 2021 – Vol 9. – P. e10733. DOI: 10.7717/peerj.10733
  6. Amalova A.Y., Yessimbekova M.A., Ortaev A.K., Baimagambetova M.M., Burakhoja A.M., Abugalieva S.I., Turuspekov Y.K. Phenotypic variation of winter wheat collection from Central Asia harvested in Kazakhstan // Вестник КазНУ.Серия биологическая. – 2023. – № 3 (96). – P.82-90 https://doi.org/10.26577/eb.2023.v96.i3.06
  7. Amalova A.Y., Genievskaya, Y., Abugalieva, S., Chudinov, V., & Turuspekov, Y. Validation of marker-trait associations in six-rowed barley lines bred in Kazakhstan // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2022. – № 4. – P. 40-48.
  8. Amalova A.Y., Turuspekov Y.K. Agronomic performance of common wheat nested association mapping (NAM) population in Kazakhstan // Eurasian Journal of Ecology (Вестник КазНУ, Серия экологическая). – 2021. – Vol. 67 (2). – P. 58-67. https://doi.org/10.26577/EJE.2021.v67.i2.06
  9. Yermekbayev K., Griffiths S., Chhetry M., Leverington-Waite, M., Orford, S., Amalova, A., Abugalieva S., Turuspekov Y. (2020). Construction of a Genetic Map of RILs Derived from Wheat ( aestivum L.) Varieties Pamyati Azieva × Paragon Using High-Throughput SNP Genotyping Platform KASP-Kompetitive Allele Specific PCR // Russian Journal of Genetics (IF=0.6, квартиль-Q4, SJR=0.180, процентиль-7) 56(9):1090-1098. DOI: 10.1134/S102279542009015X.
  10. Genievskaya Y., Fedorenko Y., Sarbayev A., Amalova A., Abugalieva S., Griffiths S., Turuspekov Y. Identification of QTLs for resistance to leaf and stem rusts in bread wheat (Triticum aestivum) using a mapping population of «Pamyati Azieva×Paragon» // Вавиловский журнал генетики и селекции (Percentile -46, SJR=0.223). – 2019. – Vol. 23(7). – P. 887-895 DOI 10.18699/VJ19.563
  11. Amalova A., Yermekbayev K., Griffiths S., Abugalieva S., Turuspekov Y. Phenotypic variation of common wheat mapping population Pamyati Azieva x Paragon in south-east of Kazakhstan // International Journal of Biology and Chemistry. IJBCH-D-19-00008. – 2019. – Vol. 12, N.1. – P. 11-17. https://doi.org/10.26577/ijbch-2019-i1-3
  12. Genievskaya Y.A., Amalova A.Y., Ydyrys A.A., Sarbayev A.T., Griffith S., Abugalieva S.I., Turuspekov Y.K. Resistance of common wheat (Triticum aestivum) mapping population Pamyati Azieva × Paragon to leaf and stem rusts in conditions of South-East Kazakhstan // Eurasian Journal of Ecology (Вестник КазНУ, Серия экологическая). 2019. — №4(61). – P. 14-23. https://doi.org/10.26577/EJE.2019.v61.i4.02
  13. 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, PLoS ONE (IF=3.7 Q2; SJR=0.885, 87). 14(8):e0221064. DOI: 10.1371/journal.pone.0221064.
  14. Genievskaya Y, Turuspekov Y, Rsaliyev A, 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= 2.7, Q2; SJR= 0.695, percentile: 83) 8:e9820. DOI: 10.7717/peerj.9820.
  15. 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. PLoS ONE (IF=3.7 Q2; SJR=0.885, 87) 3(10): e0205421. DOI: 10.1371/journal.pone.0205421.
  16. Shuliko, N. N., Khamova, O. F., Timokhin, A. Y. Y., Boiko, V. S., Tukmacheva, E. V., & Krempa, A. (2022). Influence of long-term intensive use of irrigated meadow-chernozem soil on the biological activity and productivity of the arable layer. Scientific Reports (IF= 4.9, Q2; SJR= 0.973, percentile: 92), 12(1), 14672.)
  17. Genievskaya, Y., Zatybekov, A., Abugalieva, S., & Turuspekov, Y. (2023). Identification of Quantitative Trait Loci Associated with Powdery Mildew Resistance in Spring Barley under Conditions of Southeastern Kazakhstan // Plants (IF= 3.7, Q1; SJR= 0.663, percentile: 83). 12(12), 2375. DOI: 3390/plants12122375
  18. Zatybekov, A. Genievskaya Y, Rsaliyev A, Turuspekov Y, Abugalieva S. (2022). Identification of quantitative trait loci for leaf rust and stem rust seedling resistance in bread wheat using a genome-wide association study // Plants (IF= 3.7, Q1; SJR= 0.663, percentile: 83) 11(1):74. DOI: 10.3390/plants11010074.

 

Результаты за 2024 г.г.:

  1. Проведена оценка фенологической и фенотипической вариабельности коллекции мягкой пшеницы, выращенной в двух регионах Казахстана — на севере (Костанайская область) и на юго-востоке (Алматинская область). Исследованы признаки адаптивности, компоненты урожайности и проявление признака «прорастание на корню» (ПНК). Семь образцов продемонстрировали устойчивость к ПНК по результатам лабораторных экспериментов.
  2. Для оценки генетического разнообразия коллекции мягкой пшеницы была выделена ДНК из 90 образцов, и начато генотипирование по специфическим генам, связанным с цветом зерна, периодом покоя семян и устойчивостью к ПНК. Кроме того, ДНК банк пополнился 20 образцами коллекции местных сортов и линий мягкой пшеницы для дальнейшего генотипирования и апробации KASP-маркеров, связанных с устойчивостью к ПНК.
  3. В результате полногеномного анализа ассоциаций было идентифицировано 98 локусов количественных признаков (ЛКП) для исследуемых признаков в условиях Алматинской области и 75 ЛКП в условиях Костанайской области.