ipbbkz@gmail.com
+ 7 (727) 394 75 62
HomeAP 14870612 (руководитель Абугалиева С.И.)

AP 14870612 (руководитель Абугалиева С.И.)

Краткая информация о проекте

(2022-2024 г.г.)

Наименование проекта: ИРН AP14870612 «Изучение генетического разнообразия видов рода Tulipa L., произрастающих в Казахстане».

Актуальность. Tulipa L., группа многолетних геофитных однодольных, один из крупнейших родов семейства Liliaceae, большое экономическое, цветоводческое, экологическое значение, культурную ценность во многих регионах мира. Большинство видов встречается в горных территориях, 17 видов произрастает в степях и прилегающих пустынях и полупустынях. Многие виды подвержены антропогенному воздействию, 18 видов включены в Красную Книгу Казахстана. Использование современных молекулярно-генетических и геномных технологий с привлечением биоинформатики позволяет наряду с традиционными ботаническими методами уточнять таксономию и изучать филогенетические и эволюционные связи дикорастущих видов растений.

Цель проекта: Изучить внутри- и межвидовое генетическое разнообразие дикорастущих видов тюльпанов Казахстана с использованием SSR-маркеров, определить филогенетические связи видов по нуклеотидным последовательностям маркеров ДНК-баркодирования и хлоропластных геномов с использованием геномных технологий нового поколения, а также фитохимические особенности широкораспространенных видов тюльпанов.

Ожидаемые результаты:

  1. Будут собраны популяции видов тюльпанов, определена видовая принадлежность, составлены и оцифрованы гербарии.
  2. Будут изучены филогенетические связи видов Tulipa на основе генетического разнообразия хлоропластных геномов.
  3. Будут анализированы филогенетические связи представителей рода Tulipa с помощью маркеров ядерного и хлоропластного генома.
  4. Будет изучен уровень внутри- и межвидового генетического разнообразия видов Tulipa Казахстана, определена структура популяций.
  5. Широкораспространенные виды тюльпанов будут изучены по вторичным метаболитам.
  6. База данных «Биоразнообразие флоры Казахстана» будет пополнена данными по ботаническим сборам, по молекулярно-генетическим данными депонированных нуклеотидных последдовательностей хлоропластных геномов и данных ДНК-баркодирования видов рода Tulipa.

Научный руководитель проекта: С.И. Абугалиева, главный научный сотрудник, доктор биологических наук, профессор. В 2017-2022 гг. опубликовано в соавторстве 40 научных статей, включая 29 статей в рецензируемых зарубежных научных изданиях, индексируемых в Web of Science (https://www.webofscience.com/wos/author/record/2577530) и/или Scopus (H-index=8, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6507029042), 11 в журналах, рекомендованных Комитетом по обеспечению качества в сфере образования и науки (КОКСОН) МОН РК.

Члены исследовательской группы:  

Е.К. Туруспеков, к.б.н., профессор, заведующий лабораторией молекулярной генетики. Имеет >100 научных публикаций, включая 40 в рецензируемых международных изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science (https://www.webofscience.com/wos/author/record/1523020) с процентилем по CiteScore в базе Scopus (H-index 14, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57197860996), 27 статей в 2017-2022 гг.); 41 в изданиях КОКСОН, соавтор 4 монографий, 4 научно-методических рекомендаций, базы данных.

 Ш.С. Альмерекова, старший научный сотрудник, PhD-доктор (2018, геоботаника). Соавтор 35 научных трудов, в т.ч. 12 статей, включая 7 статей в рецензируемых изданиях, индексируемых в Web of Science (H-index=4, https://www.webofscience.com/wos/author/record/9617158) и Scopus (H-index=4, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57196952712), и 7 статей в журналах, КОКСОН МОН РК.

А.Ы. Амалова, магистр (геоботаника), научный сотрудник, соавтор 5 статей (H-index 2, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57213623570) в Scopus/WoS, и 3 статьи в КОКСОН.

М.М. Ермагамбетова, магистр, PhD-докторант, младший научный сотрудник, имеет  1 статью в Scopus/WoS.

Т.С. Подзорова, бакалавр, лаборант ИББР, магистрант 2-го года КазНУ им. аль-Фараби,, ORCID ID  0000-0002-9521-5754.

 Список публикаций и патентов исполнителей проекта за период 2017-2022 гг.

  1. Abugalieva S., Volkova L., Genievskaya Y., Ivaschenko A., Kotukhov Y., Sakauova G., Turuspekov Y. (2017). Taxonomic assessment of Allium species from Kazakhstan based on ITSand matK markers. BMC Plant Biology (IF=4.96, квартиль-Q1; SJR=1.378, процентиль-87), 17(2), 51-60. doi: 10.1186/s12870-017-1194-0;
  2. Turuspekov Y., Genievskaya Y., Baibulatova A., Zatybekov A., Kotuhov Y., Ishmuratova M., Imanbayeva A., Abugalieva S. (2018). Phylogenetic taxonomy of Artemisia L. species from Kazakhstan based on matK analyses. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B: Natural, Exact, and Applied Sciences (Latvia) (SJR=0.168, процентиль-39), 72(1), 29. https://doi.org/10.1515/prolas-2017-0068
  3. Almerekova S., Mukhitdinov N., Abugalieva S. (2017). Phylogenetic study of the endemic species Oxytropis almaatensis (Fabaceae) based on nuclear ribosomal DNA ITS sequences. BMC Plant Biology (IF= 4.96, квартиль-Q1; SJR=1.378, процентиль-87), 17(1), 1-9. https://doi.org/10.1186/s12870-017-1128-x
  4. Almerekova S., Shchegoleva N., Abugalieva S., Turuspekov Y. (2020). The molecular taxonomy of three endemic Central Asian species of Ranunculus (Ranunculaceae). PloS one (IF=3.788, квартиль-Q2; SJR=0.990, процентиль-92), 15(10), e0240121. https://doi.org/10.1371/journal.pone.024012;
  5. Almerekova, S., Abugalieva, S.*, Mukhitdinov, N. (2018). Taxonomic assessment of the Oxytropis species from South-East of Kazakhstan. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii= Vavilov Journal of Genetics and Breeding. (SJR=0.188, процентиль-38), 22(2), 285-290.
  6. Genievskaya Y., Abugalieva S., Zhubanysheva A., Turuspekov Y. (2017). Morphological description and DNA barcoding study of sand rice (Agriophyllum squarrosum, Chenopodiaceae) collected in Kazakhstan. BMC Plant Biology (IF=4.96, квартиль-Q1; SJR=1.378, процентиль-87), 17(1), 1-8. https://doi.org/10.1186/s12870-017-1132-1;
  7. Özek G.; Schepetkin I.A.; Yermagambetova M.; Özek T.; Kirpotina L.N.; Almerekova S.S.; Abugalieva S.I.; Khlebnikov A.I.; Quinn M.T. (2021) Innate Immunomodulatory Activity of Cedrol, a Component of Essential Oils Isolated from Juniperus Species. Molecules (IF=4.588, квартиль-Q2; SJR=0.990, процентиль-74), 26, 7644.
  8. Turuspekov Y., Abugalieva S., Ermekbayev K., Sato K. (2014). Genetic characterization of wild barley populations (Hordeum vulgare ssp. spontaneum) from Kazakhstan based on genome wide SNP analysis. Breeding Science, (IF= 2.63, квартиль–Q2; SJR=0.799, процентиль-74) 64(4), 399-403.
  9. Sumbembayev A., Abugalieva S., Danilova A., Matveyeva E., Szlachetko D. (2021). Flower morphometry of members of the genus Dactylorhiza Necker ex Nevski (Orchidaceae) from the Altai Mountains of Kazakhstan. Biodiversitas Journal of Biological Diversity (SJR=0.257, процентиль-40), 22(8). https://doi.org/10.13057/biodiv/d220855
  10. Almerekova S., Favarisova N., Turuspekov Y., Abugalieva S.* (2020). Cross-Genera Transferability of Microsatellite Markers and Phylogenetic Assessment of Three Salsola Species from Western Kazakhstan. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B: Natural, Exact, and Applied Sciences (Latvia) (SJR=0.168, процентиль-39), 74 (5), 325-334. https://doi.org/10.2478/prolas-2020-0049.
  11. Амалова А., Курманбаева М., Туруспеков Е., Иващенко А., Абидкулова, К. (2018). Онтогенетическая структура ценопопуляций Tulipa оstrowskiana Regel в Заилийском Алатау. Вестник КазНУ. Серия экологическая, 56(3), 101-114.
  12. Favarisova, N., Kusmangazinov A., Karelova D., Yermagambetova M., Abugalieva S.I. 2020. Optimization of PCR Conditions for Agriophyllum, Haloxylon and Salsola Microsatellite Markers. International Journal of Biology and Chemistry 13 (1):57-68. https://doi.org/10.26577/ijbch.2020.v13.i1.06.
  13. Оразов А.Е., Мухитдинов Н.М., Мырзагалиева А.Б., Туруспеков Е.К., Шрамко Г., Кубентаев С.А. Распространение и характеристика ценопопуляций Amygdalus ledebouriana Schlecht. на территории Нарымского хребта // Вестник КазНУ им. аль-Фараби, Серия биологическая (IF=0.043). 2019. №1(78). С.36-45. DOI: https://doi.org/10.26577/eb-2019-1-1401
  14. Туруспеков Е.К., Абугалиева С.И., Альмерекова Ш.С. Авторское свидетельство о внесении сведений в госреестр прав на объекты, охраняемые авторским правом – на базу данных «Биоразнообразие флоры Казахстана» (№20035 от 01.09.2021), http://www.kazflora.kz/. 

Достигнутые результаты за 2022 г.:

1. Начата работа по выделению и очистке ДНК имеющихся популяций видов Tulipa, произрастающих в Казахстане. На данном этапе выполнения проекта ДНК была выделена из 110 образцов из 6 популяций видов Tulipa, произрастающих в Казахстане.

2. Начаты работы по определению и депонированию нуклеотидных последовательностей ITS маркеров ядерного генома видов рода Tulipa. Начаты работы по депонированию нуклеотидных последовательностей ITS маркеров ядерного генома видов рода Tulipa в международную базу данных NCBI (National Center for Biotechnology Information).

3. Начаты работы по изучению уровня внутри- и межвидового генетического разнообразия популяций эндемичных, редких и исчезающих видов тюльпана Tulipa Казахстана с помощью SSR-маркеров, по определению структуры популяций. На данном этапе выполнения проекта оптимизированы условия ПЦР для SSR-маркеров тюльпанов по температуре отжига праймеров, по концентрации dNTPs (дезоксинуклеозидтрифосфатов) и Mg2+ в реакционной смеси ПЦР. Полученные результаты будут использованы для изучения уровня генетического разнообразия популяций эндемичных, редких и исчезающих видов тюльпанов.

Результаты за 2023 г.:

  1. Начаты работы по сбору популяций видов тюльпанов, определению видовой принадлежности, составлению и оцифровке гербариев. В 2023 году собрано 18 популяций для 8 видов тюльпанов: Tulipa alberti Regel (3), Tulipa buhseana Boiss. (4), Tulipa behmiana Regel (2), Tulipa kolpakowskiana Regel (2), Tulipa greigii Regel (4), Tulipa kaufmanniana Regel (1), Tulipa dasystemon (Regel) Regel (1), Tulipa turkestanica Regel (1) в южном и юго-восточном Казахстане.
  2. Продолжены работы по изучению генетического разнообразия хлоропластного генома эндемичных и редких видов тюльпанов Казахстана с использованием геномных технологий нового поколения. Продолжены работы по изучению филогенетических связей видов Tulipa на основе генетического разнообразия хлоропластных геномов. В 2023 году были проанализированы два краснокнижых вида Tulipa alberti и Tulipa kolpakowskiana. Аннотированные нуклеотидные последовательности хлоропластных геномов видов T. alberti и T. kolpakowskiana были депонированы в международную базу данных NCBI под регистрационными номерами OR456441 и OR456442, соответственно.
  3. Продолжены работы по определению и анализу филогенетических связей представителей видов рода Tulipa Казахстана с помощью ДНК-маркеров баркодирования ядерного и хлоропластного генома. В 2023 году осуществлено депонирование нуклеотидных последовательностей ITS для 7 образцов видов T. alberti, T. kolpakowskiana, T. buhseana (2 образца для данного вида), T. greigii (2 образца для данного вида), T. turkestanica под следующими идентификационными номерами — OP482244, OP482245, OR346250, OR346251, OR346252, OR346253, OR346254. По маркеру matK осуществлено депонирование нуклеотидных последовательностей 5 образцов видов тюльпанов T. alberti, T. kolpakowskiana, T. greigii, T. turkestanica и T. buhseana под следующими регистрационными номерами – OR487142, OR487143, OR487144, OR487145 и OR487146, соответственно. По маркеру rbcL в международную базу данных NCBI были загружены 5 образцов видов тюльпанов Казахстана: T. kolpakowskiana, T. turkestanica, T. buhseana, T. greigii и T. ostrowskiana, согласно следующим регистрационным номерам – OR353397, OR353394, OR353395, OR353396 и OR353398, соответственно.
  4. Продолжены работы по изучению уровня внутри- и межвидового генетического разнообразия популяций эндемичных, редких и исчезающих видов тюльпана Tulipa Казахстана с помощью SSR-маркеров, по определению структуры популяций. В 2023 году осуществлено генотипирование 4 популяций T. buhseana, 2 популяций T. alberti и популяции T. ostrowskiana, с использованием 15 SSR-маркеров (Ca-2572, Ca-3952, Ca-5526, Ca-5553, Ca-6950, Ca-7862, Ca-8508, Ca-13333, Ca-15730, Kn-834, Kn-1412, Kn-2291, Kn-7108, Kn-7480, Kn-30956).
  5. Начаты работы по фитохимическому изучению широкораспространенных видов тюльпанов по вторичным метаболитам. На основе литературных данных, в качестве определяемых веществ были выбраны фенольные соединения, в частности флаваноиды (кумарин, трицин, изорамнетин, рамнетин, кемпферол и кверцитин) и органические кислоты (ванильная и сиреневая кислоты). Проведена оптимизация экстракции вторичных метаболитов для определения веществ на высокоэффективном жидкостном хроматографе (ВЭЖХ).
  6. Начата работа по пополнению базы данных «Биоразнообразие флоры Казахстана» данными по ботаническим сборам, молекулярно-генетическим данным депонированных нуклеотидных последовательностей хлоропластных геномов и данным ДНК-баркодирования видов рода Tulipa.

 

Результаты за 2024 г.:

  1. Завершены работы по сбору популяций видов тюльпанов, определению видовой принадлежности, составлению и оцифровке гербариев. Всего было собрано 50 популяций (864 образца) 18 видов тюльпанов, найденных в регионах Восточного, Западного, Центрального, Южного и Юго-Восточного Казахстана. Была определена видовая принадлежность и выполнена оцифровка составленных гербарных листов видов тюльпанов.
  2. Проведен анализ полных нуклеотидных последовательностей хлоропластных геномов видов T. greigii, T. behmiana, T. brachystemon, T. lemmersii, T. ostrowskiana, T. tetraphylla и T. zenaidae, собранных в Казахстане. Нуклеотидные последовательности пластомов видов T. greigii, T. behmiana, T. brachystemon, T. lemmersii, T. ostrowskiana, T. tetraphylla и T. zenaidae, полученные в этом исследовании, были депонированы в международную базу данных NCBI под следующими номерами PP338772, PP933987, PP061001, PP061002, PP933988, PP933989 и PP061003. соответственно.
  3. Осуществлен анализ филогенетических связей видов рода Tulipa на основе использования ДНК-маркеров баркодирования ядерного и хлоропластного генома. Для построения филогенетического древа были использованы нуклеотидные последовательности маркера ITS, matK и rbcL казахстанских видов тюльпанов. Нуклеотидные последовательности ITS видов T. kolpakowskiana, T. lemmersii, T. zenaidae, и T. tetraphylla были депонированы в базу данных NCBI под регистрационными номерами PQ269144, PQ269145, PQ269146 и PQ269147, соответственно. Нуклеотидные последовательности по маркеру matK были депонированы для 5 образцов 5 видов тюльпанов: T. buhseana (PQ272991), T. alberti (PQ272992), T. greigii (PQ272993), T. lemmersii (PQ272994), и T. zenaidae (PQ272995). По маркеру rbcL были депонированы нуклеотидные последовательности 6 видов тюльпанов: T. alberti (PQ272996), T. brachystemon (PQ272997), T. lemmersii (PQ272998), T. zenaidae (PQ272999), T. behmiana (PQ273000), и T. tetraphylla (PQ273001).
  4. Осуществлен микросателлитный анализ популяций видов T. alberti, T. greigiiи T. buhseana с использованием 15 SSR-маркерам. Для 11 популяциий T. albertiполиморфизм наблюдали по 9 маркерам, для 12 популяций T. greigii – по 13 марккерам, для 5 популяций T. buhseana – по 8 маркерам. была исследована степень и структура генетического разнообразия популяций тюльпанов в Казахстане с применением полиморфных микросателлитных ДНК-маркеров. Результаты, полученные в ходе данного проекта, могут быть использованы для разработки стратегий охраны этих видов в Казахстане.
  5. Завершены работы по фитохимическому изучению широкораспространенных видов тюльпанов по вторичным метаболитам. Экстракция была проведена в трех повторностях из листьев (2 г) тюльпана Грейга и тюльпана Кауфмана из Туркестанской области. Экстракт из листьев тюльпана Кауфмана содержал 0,040 % кумарина, 91,089 % рамнетина, 0,283 % ванильной кислоты и 0,290 % сиреневой кислоты. В экстракте листьев тюльпана Грейга было обнаружено 117,639 % ванильной кислоты. Полученные данные будут использоваться для дальнейшего изучения биологической активности этих соединений. Полученные данные фитохимического анализа внесут вклад помогут в изучении хемосистематики видов тюльпанов.
  6. Завершена работа по пополнению базы данных «Биоразнообразие флоры Казахстана» данными по ботаническим сборам, молекулярно-генетическим данным депонированных нуклеотидных последовательностей хлоропластных геномов и данными ДНК-баркодирования видов рода Tulipa. База данных «Биоразнообразие флоры Казахстана» была пополнена информацией по ботаническим сборам, молекулярно-генетическим данным депонированных нуклеотидных последовательностей маркеров хлоропластного генома и результатами ДНК-баркодирования видов рода Tulipa. Информация по ботаническим сборам включает данные о жизненной форме, общем ботаническом описании, экологии, распространении видов, местах сбора, а также фотографии в естественной среде и гербарных образцов. Кроме того, представлены ссылки на источники. Информация по молекулярно-генетическим данным представлена в виде нуклеотидных последовательностей маркеров хлоропластного генома, депонироавнных в международную базу данных NCBI. База данных была пополнена вышеуказанной информацией для видов T. alberti, T. greigii, T. buhseana, T. behmiana, T. heterophylla, T. regelii, T. ostrowskiana, и T. kolpakowskiana.

 

 Публикации 2024 г.:

 

Список публикаций в рецензируемых зарубежных научных изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science и (или) Scopus

  1. Almerekova S., Yermagambetova M., Ivaschenko A., Turuspekov Y., Abugalieva S. Comparative Analysis of Plastome Sequences of Seven Tulipa (Liliaceae Juss.) Species from Section Kolpakowskianae Raamsd. Ex Zonn and Veldk // International Journal of Molecular Sciences. – 2024. – Vol. 25(14). – P. 7874. https://doi.org/10.3390/ijms25147874 (IF= 5.6, Q1 Biochemistry and Molecular Biology; SJR= 1.179, percentile: 90 — Biochemistry, Genetics and Molecular Biology)
  2. Yermagambetova, M.; Almerekova, S.; Ivashchenko, A.; Turuspekov, Y.; Abugalieva, S. Genetic Diversity of Tulipa alberti and greigii Populations from Kazakhstan Based on Application of Expressed Sequence Tag Simple Sequence Repeat Markers // Plants. – 2024. – Vol.13. – P. 2667. https://doi.org/10.3390/plants13182667 (IF= 4.4, Q1 Plant Sciences; SJR= 0.795, percentile: 86 — Agricultural and Biological Sciences).
  3. Almerekova S., Yermagambetova M., Ivaschenko A., Abugalieva S., Turuspekov Y. Assessment of complete plastid genome sequences of Tulipa alberti Regel and Tulipa greigii Regel species from Kazakhstan// Genes. – 2024. (IF= 3.3, Q2 Plant Sciences; SJR= 0.817, percentile: 53 — Genetics) (на рецензии).

 

Статьи в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСОН:

Yermagambetova M.M., Almerekova S.S., Ivaschenko A.A., Abugalieva S.I. Genetic diversity and population structure of Tulipa buhseana using simple sequence repeat markers // Experimental Biology. №3 (100) – 2024. – P. 69-82. https://doi.org/10.26577/bb.2024.v100.c3.06

        

Каталог

Туруспеков Е.К., Ишмуратова М.Ю., Альмерекова Ш.С., Ермагамбетова М.М., Абугалиева С.И. «Каталог эндемичных, редких, исчезающих и дикорастущих хозяйственно-ценных видов растений Казахстана. 3. Центральный Казахстан» – Алматы: Piramida Group, 2024. – 172 с.

 

Тезисы на международных конференциях:

  1. Almerekova S., Yermagambetova M., Turuspekov Y., Abugalieva S. Comparative analysis of complete plastome sequences of Tulipa L. (Liliaceae Juss.) species from Kazakhstan // XX Международный ботанический конгресс Мадрид 2024 (XX International Botanical Congress Madrid 2024): Сборник устных докладов. – Мадрид: Испания, 2024 – С. 486. (устный доклад).
  2. Abugalieva S., Almerekova Sh., Yermagambetova M., Turuspekov Y. Genetic divesity of wild plant species of Kazakhstan // International Conference on Plant Biology and Biotechnology (ICPBB 2024): Материалы межд. конф. / под общей редакцией Е.К. Туруспекова, С.И. Абугалиевой. – Алматы: ИББР, 2024 – 19 с. (устный доклад).
  3. Almerekova S., Yermagambetova M., Ivaschenko A.A., Turuspekov Y., Abugalieva S. The comparative assessment of complete plastid sequences of Tulipa L. (Liliaceae Juss.) species from Kazakhstan // International Conference on Plant Biology and Biotechnology (ICPBB 2024): Материалы межд. конф. / под общей редакцией Е.К. Туруспекова, С.И. Абугалиевой. – Алматы: ИББР, 2024 – 20 с. (устный доклад).
  4. Almerekova S., Yermagambetova M., Ivaschenko A.A., Turuspekov Y., Abugalieva S. Plastid genome sequencing of Tulipa species from Kazakhstan: insights into genomic structure, repeats, nucleotide diversity, and phylogenetic relationships. Материалы Межд. конф. «Astana Biotech 2024». Симпозиум «Региональная флора Казахстана: разнообразие, генетика и охрана». 12-13 сентября 2024, Астана, НЦБ, Казахстан. (устный доклад).
  5. Abugalieva S., Almerekova Sh., Yermagambetova M., Turuspekov Y. Genetic diversity and digital documentation of Kazakhstan’s flora. Материалы Межд. конф. «Astana Biotech 2024». Симпозиум «Региональная флора Казахстана: разнообразие, генетика и охрана». 12-13 сентября 2024, Астана, НЦБ, Казахстан. (устный доклад).

 

Доклады на конференциях: (с указанием формы доклада)

  1. Альмерекова Ш.С. – устный доклад на XX Международном ботаническом конгрессе, Мадрид, Испания, 2024.
  2. Абугалиева С.И. – устный доклад на международной практической конференции «International Conference on Plant Biology and Biotechnology (ICPBB 2024)», Алматы, Казахстан, 2024.
  3. Альмерекова Ш.С. – устный доклад на международной практической конференции «International Conference on Plant Biology and Biotechnology (ICPBB 2024)», Алматы, Казахстан, 2024.
  4. Абугалиева С.И. – устный доклад на Международной конференции Astana Biotech 2024, Астана, Казахстан, 2024.
  5. Альмерекова Ш.С. – устный доклад на Международной конференции Astana Biotech 2024, Астана, Казахстан, 2024.