ipbbkz@gmail.com
+ 7 (727) 394 75 62
HomeAP 22787867 (руководитель Кумарбаева М.Т.)

AP 22787867 (руководитель Кумарбаева М.Т.)

Краткая информация о проекте

(2024-2026 г.г.)

 Наименование проекта: ИРН AP22787867 «Молекулярный скрининг и идентификация изолятов нечувствительных к стробулириновым фунгицидам с внешним ингибитором хинона Qol в популяции Pyrenophora tritici-repentis пшеницы».

Актуальность. Желтая пятнистость пшеницы, возбудителем которой является Pyrenophora tritict-repentis (Ptr), является наиболее агресивной среди листовых болезней пшеницы как во всем мире, так и в Казахстане. При благоприятных условиях для развития болезни потери урожая достигают 50-65%. Возросшее значение желтой пятнистости пшеницы в последние годы обусловлено увеличением посевных площадей пшеницы при сочетании прямого посева (no-till) и монокультуры; отсутствием сортов пшеницы, устойчивых к болезням и появление новых рас Ptr; использованием неэффективных фунгицидов, что обеспечило географическое распространение патогена на больших площадях. В ситуации, использование фунгицидов стало одним из наиболее важных инструментов, помогающих снизить потери урожая. Против желтой пятнистости широко используются стробилуриновые фунгицидов с внешним ингибитором хинона Qol, однако недостаточно исследований, в которых сообщается о чувствительности наиболее агрессивных изолятов Ptr к фунгицидам. В Казахстане исследования, направленные на изучение чувствительности изолятов Ptr к фунгицидам, ранее не проводились. Широкое применение стробулириновых фунгицидом против листовых пятнистостей нуждается в изучении его механизма, т.е. существует необходимость понять характер устойчивости к стробулириновым фунгицидам. В связи с этим молекулярный скрининг и идентификация изолятов нечувствительных к стробулириновым фунгицидам Qol в популяции Pyrenophora tritici-repentis пшеницы является актуальной проблемой.

 Цель проекта: Молекулярный скрининг и идентификация изолятов нечувствительных к стробулириновым фунгицидам с внешним ингибитором хинона Qol в популяции Pyrenophora tritici-repentis пшеницы.

Ожидаемые результаты:

  1. Идентификация возбудителя желтой пятнистости на пшеницы в Алматинской, Костанайской и Акмолинской областях. Создание коллекции моноконидиальных изолятов возбудителя желтой пятнистости P. tritici-repentis.
  2. Молекулярный скрининг моноконидиальных изолятов P. tritici-repentis на наличие генов хитин-синтазы CHS-1, внутреннего транскрибируемого спейсера ITS и генов токсинообразования ToxA и ToxB.
  3. Изучение эффектов фунгицидов с внешним ингибитором хинона Qol на устойчивость генотипов пшеницы в зависимости от наличия в них Tsn1 и Tsc2 генов устойчивочти к желтой пятнистости.

 Научный руководитель проекта: PhD, старший научный сотрудник ИББР, Кумарбаева Мадина Талгаровна.

 Члены исследовательской группы:  

  1. Кеишилов Ж.С. – научный сотрудник
  2. Харіпжанова Айдана – PhD, мнс.
  3. Болатбекова А.А. – PhD докторант, мнс.
  4. Жанузак Д. – мнс.
  5. Бахытулы К. – мнс.

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

  1. 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. –  – Vol. 6. – P. 243-257. IF – 2.08. WOS Q2. Scopus: percentile 65.
  2. Kokhmetova A., Rathan N.D., Sehgal D., Malysheva A., Kumarbayeva M., Atishova M., Bolatbekova A., Krishnappa G., Gultyaeva E., Kokhmetova A., Keishilov Zh., Bakhytuly K. QTL mapping for seedling and adult plant resistance to stripe and leaf rust in two winter wheat populations // Frontiers in Genetics. – 2023. – Vol. 14. DOI: 10.3389/fgene.2023.1265859. IF – 3.7. WOS Q2. Scopus: percentile 53.
  3. Malysheva A., Kokhmetova A., Urazaliev R., Kumarbayeva M., Keishilov Z., Nurzhuma M., Bolatbekova A., Kokhmetova A. Phenotyping and Identification of Molecular Markers Associated with Leaf Rust Resistance in the Wheat Germplasm from Kazakhstan, CIMMYT and ICARDA // Plants. – 2023. – Vol. 12(15). – P. 2786. DOI: 10.3390/plants12152786. IF – 4.5. WOS Scopus: percentile 83.
  4. Kokhmetova A.M, Rsaliyev S., Atishova M.M, Kumarbayeva M.T, Malysheva A., Keishilov Z., Zhanuzak D., Bolatbekova A. Evaluation of wheat germplasm forresistanceto leaf rust (Puccinia triticina) and identificationofthe sources of Lr resistance genes using molecular markers // Plants. – 2021. – Vol. 10(7). – P. 1484. DOI: 10.3390/plants10071484. IF – 3.935. WOS Scopus: percentile 56.
  5. Kokhmetova A., Kumarbayeva M., Atishova M. Identification of high-yielding wheat genotypes resistant to Pyrenophora tritici-repentis (tan spot) // Euphytica. – 2021. – Vol. 217. – P. 97. DOI:10.1007/s10681-021-02822-y IF 1.84.WOS Q2. Scopus: percentile 74.
  6. Kokhmetova A.M, Rsaliyev A., Malysheva A.A, Atishova M., Kumarbayeva M.T, Keishilov Z. Identification of StripeRust Resistance Genes inCommon WheatCultivars and BreedingLines from Kazakhstan // Plants. – 2021. – Vol. 10(11). – P. 2303. DOI: 3390/plants10112303 IF –3.935. WOS Q1. Scopus: percentile 56.
  7. Kokhmetova A., Sehgal D., Ali S., Atishova M., Kumatbayeva M., Leonova I., Dreisigacker S. Genome-wide association study of tan spot resistance in a hexaploid wheat collection from Kazakhstan // Frontiers in Genetics. – 2021. – Vol. 11. – P. 581214. IF – 4.7. WOS Q2. Scopus: percentile 53.
  8. Kumarbayeva M.T., Kovalenko N.M., Kremneva O.Yu., Atishova M.N., Keishilov Zh.S., Malysheva A.A., Zhanuzak D.K., Bolatbekova A.A., Kokhmetova A.M. Identification of Wheat Samples for Resistance to Toxins of Pyrenophora Tritici-Repentis (Ptr) // International Journal of Biology and Chemistry. – 2022. – Vol. 15(1). – P. 64-72. DOI: 10.26577/ijbch.2022.v15.i1.07. IF – 0.3. WOS Q4.
  9. Malysheva A.A., Kokhmetova A.M., Kumarbayeva M.T., Zhanuzak D.K., Bolatbekova A.A., Keishilov Zh.S., Gultyaeva E.I., Kokhmetova A.M., Tsygankov V., Dutbayev Y.B., Dubekova S.B. Identification of Carriers of Puccinia Striiformis Resistance Genes in the Population of Recombinant Inbred Wheat Lines // International Journal of Biology and Chemistry. – – Vol. 15(1). – P. 4-10. DOI: 10.26577/ijbch.2022.v15.i1.01. IF – 0.3. WOS Q4.
  10. Kokhmetova A., Kovalenko N.V., Kumarbayeva M. Pyrenophora tritici-repentis population structure in the Republic of Kazakhstan and identification of wheat germplasm resistant to tan spot // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2020. – Vol. 24. – P. 722-729. IF – 0.9. WOS Q3. Scopus: percentile
  11. 6Kokhmetova A., Atishova M., Kumarbayeva M., Leonova I. Phytopathological screening and molecular marker analysis of wheat germplasm from Kazakhstan and CIMMYT for resistance to tan spot // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2019. – Vol. 23(7). – P. 879-886. DOI:10.18699/VJ19.562. IF – 0.9. WOS Q4. Scopus: percentile
  12. Кохметова А.М., Кейшилов Ж.С., Ғалымбек Қ., Кумарбаева М.Т. Қазақстанда өсірілетін бидай сорттарының пиренофороз Pyrenophora tritici-repentis ауруына төзімділігіне фитопатологиялық скрининг жүргізу // «Ізденістер, нәтижелер-Исследования, результаты», –Алматы, 2019. – №2. – С.213-218.
  13. Кумарбаева М.Т., Кохметова А.М., Ғалымбек К., Кейшилов Ж.С., Рсалиев А.С. Генетико-селекционное и фитопатологическое изучение устойчивости к пиренофорозу образцов пшеницы. Вестник Науки Казахского Агротехнического Университета. №3(102) 2019. С. 47-57.
  14. Кохметова. А.М., Кеишилов. Ж.С., Ғалымбек. Қ., Кумарбаева М.Т. Қазақстанда өсірілетін бидай сорттарының пиренофороз Pyrenophora tritici-repentis ауруына төзімділігіне фитопатологиялық скрининг жүргізу // Ізденістер, нəтижелер – Исследования, результаты – 2019. № 2 (82). — С.213-218.
  15. Кейшилов Ж.С., Кохметова А.М., Маденова А.К., Кумарбаева М.Т., Жигитбекова А.Д. Күздік бидай коллекциясының пиренофорозға (Pyrenophora tritici-repentis) төзімділігін бағалау // «Ізденістер, нәтижелер-Исследования, результаты», –Алматы, 2020. – №2. –Б.128-135.
  16. Кумарбаева М.Т. Кохметова А.М., Рсалиев А.С. Фитопатологический скрининг на устойчивость к пиренофорозу и оценка хозяйственно-ценных признаков образцов озимой мягкой пшеницы // «Ізденістер, нәтижелер-Исследования, результаты», –Алматы, 2020. – №2. –С.247-252.
  17. 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
  18. Keishilov Zh.S., Kokhmetova A.M., Kumarbaeva M.T., Bolatbekova A.A., Malysheva A.A., Kokhmetova A.M. 2022. Monitoring of leaf rust (puccinia recondita) of spring wheat in northern Kazakhstan 2019-2021 // Herald of science of S. Seifullin KazATU. 1(112): 930. DOI: 10.51452/kazatu.2022.1(112).930
  19. Kumarbayeva, M.K., A.M. Kokhmetova, N.M. Kovalenko, O.Yu. Kremneva, M.N. Atishova, Zh.S. Keishilov, A.A. Malysheva, D.K. Zhanuzak, A.A. Bolatbekova, and A.M. Kokhmetova. “Identification of Wheat Samples for Resistance to Toxins of Pyrenophora Tritici-Repentis (Ptr)”. International Journal of Biology and Chemistry 15 (1):64-72. https://doi.org/10.26577/ijbch.2022.v15.i1.07.
  20. Malysheva, A.A., A.M. Kokhmetova, M.K. Kumarbayeva, D.K. Zhanuzak, A.A. Bolatbekova, Zh.S. Keishilov, E.I. Gultyaeva, A.M. Kokhmetova, V. Tsygankov, Y.B. Dutbayev, and S.B. Dubekova. “Identification of Carriers of Puccinia Striiformis Resistance Genes in the Population of Recombinant Inbred Wheat Lines”. International Journal of Biology and Chemistry 15 (1):4-10. https://doi.org/10.26577/ijbch.2022.v15.i1.01.
  21. Kokhmetova, A., Malysheva, A., Kumarbayeva, M., Bolatbekova, A., & Kokhmetova, A. 2022. Evaluation of the wheat recombinant inbred lines for resistance to leaf rust. Научный журнал «Доклады НАН РК», (2), 48–60. https://doi.org/10.32014/2022.2518-1483.147
  22. Кеишилов, Ж.С., Кохметова, А.М., Кумарбаева, М.Т., Жанузақ, Д.К., Рсалиев, Ш.С. Бидайдың сары тат (Puccinia striiformis f.sp. tritici) ауруына Алматы облысы бойынша 2019–2021 жылдары жүргізілген мониторингі // Вестник Карагандинского университета. Серия «Биология. Медицина. География». – 2022. – Vol. 2. – №. 106. – P. 82-88. DOI31489/2022BMG2/82-88
  23. Кумарбаева М.Т., Кохметова А.М., Кеишилов Ж.С., Малышева А.А., Болатбекова А.А. Идентификация источников устойчивости к желтой ржавчине (Puccinia striiformis westend f. sp. tritici) пшеницы в коллекции озимых образцов //– Ізденістер, нәтижелер – Исследования, результаты. – 2023. – №2 (98). – С. 89-101. DOI https://doi.org/10.37884/2-2023/09
  24. Кеишилов Ж.С., Кохметова А.М., Кумарбаева М.Т., Малышева А.А., Бахытұлы Қ. Бидайдың септориоз (Septoria tritici) ауруына алматы облысы бойынша 2022 жылы жүргізілген мониторингі //– Ізденістер, нәтижелер – Исследования, результаты. – 2023. – №2 (98). – С. 225-235. DOI https://doi.org/10.37884/2-2023/22
  25. Малышева А.А., Кохметова А.М., Кумарбаева М.Т., Кейшилов Ж.С., Дубекова С. Молекулярно-генетический скрининг Lr-генов устойчивости у образцов мягкой яровой пшеницы в условиях юговостока Казахстана // Ізденістер, нәтижелер – Исследования, результаты. – 2023. – №3 (99). – С. 92-99. (КОКСНВО).
  26. Жанузак Д.К., Кумарбаева М.Т., Болатбекова А., Бахытулы К., Кохметова А.М. Идентификация носителей генов устойчивости к желтой ржавчине на основе молекулярного скрининга образцов яровой пшеницы // Ізденістер, нәтижелер – Исследования, результаты. – 2023. – №3 (99). – С. 136-145. (КОКСНВО).
  27. Кumarbayeva М.Т., Кokhmetova А.М., Мalysheva A.A., Bolatbekova А.А., Кokhmetova А.М. Identification of sources of resistance to Septoria tritici in winter wheat germoplasm // Ізденістер, нәтижелер-Исследования, результаты. – 2023. – №4(100). – P. 57-62 (КОКСНВО).
  28. Кеишилов Ж.С., Кохметова А.М., Кумарбаева М.Т., Дутбаев Е.Б., Харіпжанова А.І., Дабабат А.А. Жаздық жұмсақ бидай үлгілерінің puccinia recondita және bipolaris sorokiniana ауру қоздырғыштарына төзімділігін фитопотологиялық бағалау // «Ізденістер, нәтижелер-Исследования, результаты», –Алматы, 2024. № 2 – 122-134 бет. (ККСОН МОН РК). DOI: https://doi.org/10.37884/2-2024/12
  29. Кеишилов Ж.С., Кохметова А.М., Кумарбаева М.Т., Болатбекова А.А.,Нұржұма М.Н. Қазақстанның солтүстік және оңтүстік облыстары бойынша, бидайдың пиренофороз (pyrenophora tritici-repentis) ауруына жүргізілген мониторингі // «Ізденістер, нәтижелер-Исследования, результаты», –Алматы, 2024. № 2 – 74-84 бет. (ККСОН МОН РК). DOI: https://doi.org/10.37884/2-2024/08
  30. Бахытулы К., Кохметова А.М., Умирзакова А.Т., Кулиев А.С., Кумарбаева М.Т., Кеишилов Ж.С. (2024). Мониторинграспространения Juglans regia L. в южных и юго-восточных регионах Казахстана и морфологическое изучение плодов грецкого ореха // Ізденістер нәтижелер-Исследования, результаты. – №4. – 2024.

Достигнутые результаты за 2024 г.:

  1. Проведен мониторинг распространения и развития желтой пятнистости в основных зерносеющих регионах страны (в Алматинской, Туркестанской, Костанайской и Акмолинской областей), с целью идентификации возбудителя желтой пятнистости. Осуществлен сбор инфекционного материала и выделены в чистую культуру моконидиальные изоляты tritici-repentis. Создана коллекция моноконидиальных изолятов Ptr, охарактеризован расовый состав и определена вирулентность изолятов с использованием канадских сортов-дифференциаторов.
  2. Проведен фитопатологический скрининг и фенологические наблюдения коллекции образцов пшеницы на стадии взрослого растения в полевых условиях Алматинской области. Проведены фенологические наблюдения и оценка линий пшеницы по основным элементам продуктивности.
  3. Проведено выделение моноконидиальных изолятов tritici-repentis (Ptr) в чистую культуру и морфологическая идентификация изолятов. В рамках исследования было проведено выделение моноконидиальных изолятов Ptr в чистую культуру. Создана коллекция из 107 чистых культур моноконидиальных изолятов P. tritici-repentis, для дальнейших исследований, включая тесты патогенности и молекулярную характеристику.

 

Публикации (2024 г.):

 

  1. Кеишилов Ж.С., Кохметова А.М., Кумарбаева М.Т., Болатбекова А.А.,Нұржұма М.Н. Қазақстанның солтүстік және оңтүстік облыстары бойынша, бидайдың пиренофороз (pyrenophora tritici-repentis) ауруына жүргізілген мониторингі // «Ізденістер, нәтижелер-Исследования, результаты», –Алматы, 2024. № 2 – 74-84 бет. (ККСОН МОН РК). DOI: https://doi.org/10.37884/2-2024/08 КОКНВО
  2. Kumarbayeva М, Kokhmetova A., Keishilov Zh. Identification of promising wheat lines resistant to tan spot (Pyrenophora tritici-repentis) using breeding and molecular methods. ICPBB 2024, Р. 67. (Almaty, Kazakhstan). тезис

 

Результаты за 2025 г.

Проведен молекулярный скрининг моноконидиальных изолятов P. tritici-repentis на наличие генов хитин-синтазы CHS-1, внутреннего транскрибируемого спейсера ITS и генов токсинообразования ToxA и ToxB.

  1. В результате молекулярного скрининга все изученные изоляты P. tritici-repentis (100%) показали наличие гена «домашнего хозяйства» CHS-1 с ампликоном размером 275 п.н., что подтвердило качество выделенной ДНК и пригодность изолятов для ПЦР-анализа. Анализ ITS-последовательностей выявил у 76 изолятов фрагмент около 700 п.н. с 99% идентичностью P. tritici-repentis, что подтвердило их видовую принадлежность; амплификация с праймерами PTM отсутствовала, исключая P. teres f. maculata.

Скрининг генов токсинообразования показал наличие гена ToxA у 53 изолятов (69,7%) и гена ToxB у 6 изолятов (7,9%). Таким образом, в популяции P. tritici-repentis выявлено широкое распространение гена ToxA при низкой частоте ToxB, что уточняет генетическую структуру и потенциальную вирулентность изученных изолятов.

  1. В лабораторных условиях изучена чувствительность изолятов Pyrenophora tritici-repentis к стробилуриновым фунгицидам группы QoI (азоксистробин, пираклостробин) и триазольному фунгициду пропиконазолу. Все изоляты продемонстрировали дозозависимое снижение роста мицелия при увеличении концентрации препаратов.

Для азоксистробина среднее ингибирование роста мицелия составило 23,0–48,4% в диапазоне концентраций 0,01–100 мкг/мл. Значения EC₅₀ варьировали от 2,03 до 6,91 мг/л, что указывает на сниженную чувствительность и наличие изолятов с признаками устойчивости к QoI-фунгицидам. Отмечена значительная межизолятная вариабельность: от высокочувствительных до форм с частичным сохранением роста даже при максимальных дозах.

Пропиконазол проявил значительно более высокую биологическую активность: ингибирование роста мицелия достигало 83,1%, а у большинства изолятов наблюдалось полное подавление роста при 10–100 мкг/мл. Значения EC₅₀ находились в диапазоне 0,04–1,15 мг/л, что свидетельствует о высокой чувствительности популяции патогена, хотя у отдельных изолятов отмечены признаки частичной устойчивости.

В целом результаты показывают, что QoI-фунгициды менее эффективны против роста мицелия Ptr по сравнению с пропиконазолом, а выявленная вариабельность чувствительности подчеркивает необходимость мониторинга резистентности и ротации фунгицидов для эффективного контроля пиренофороза.

  1. В ходе исследования было проведено размножение изолятов Pyrenophora tritici-repentis и получен инокулюм для создания искусственного инфекционного фона с последующим фитопатологическим скринингом пшеницы в полевых и лабораторных условиях. Инфекционный фон формировали с использованием колонизированных зерен овса и природно инфицированной соломы.

Полевые оценки в вегетационный период 2025 года показали, что в условиях выраженной атмосферной засухи проявление желтой пятнистости на естественном инфекционном фоне было минимальным, что свидетельствует о возрастной устойчивости большинства исследованных образцов. Индекс NDVI варьировал от 0,20 до 0,69, что отражает стрессовое состояние растений вследствие дефицита влаги и высоких температур. Фенологические показатели составили 200–212 дней до колошения, высота растений — 40–95 см.

На стадии проростков выявлены существенные различия в вирулентности изолятов Ptr. Изоляты из Алматинской области (KZ-11-S-IF-KIZ-2024 и KZ-7-S-ZHAM-2024) проявили среднюю и высокую вирулентность с оценками 1,0–3,6 балла, тогда как изолят из Костанайской области (KZ-6-N-KOS-2024) характеризовался низкой вирулентностью (1,0–3,5 балла, преимущественно 1–2). Установлена достоверная корреляция между выраженностью симптомов и генотипическими особенностями изолятов и сортов пшеницы (r = 0,63; p < 0,001).

Полученные результаты подтверждают наличие региональных различий по вирулентности P. tritici-repentis и подчеркивают важность комплексной оценки устойчивости пшеницы на разных этапах онтогенеза и при использовании изолятов различного происхождения.

 

Публикации 2025 г.

Статьи в рецензируемом отечественном издании с ненулевым импакт-фактором (рекомендованном КОКСНВО МНВО РК)

  1. Кейшилов Ж., Кохметова А., Кумарбаева М., Нуржума М., Бахытулы К. (2025). Мониторинг распространения и развития пиренофороза (Pyrenophora tritici-repentis) яровой пшеницы в северных областях Казахстана. Izdenister Natigeler, 2(106), 121–131. https://doi.org/10.37884/2-2025/12
  2. Kumarbayeva M.T., Kokhmetova A.M., Keishilov Zh.S., Bolatbekova A.A., Bakhytuly K, Kovalenko N.M. (2025). Identification of new sources of disease resistance in wheat. Izdenister Natigeler, 3 (107). https://doi.org/10.37884/3-2025/30
  3. Кейшилов Ж., Кохметова А., Кумарбаева М., Болатбекова А.А., Бахытұлы Қ. Определение устойчивости сортов озимой пшеницы к пиренофорозу (Pyrenophora tritici-repentis) в Алматинской и Туркестанской областях. Наука и образование, научно-практический журнал Западно-Казахстанского аграрно-технического университета имени Жангир хана, т. 3, вып. 3 (80), с. 32–43, сентябрь 2025 г. DOI: https://doi.org/10.52578/2305-9397-2025-3-3-32-43

 

  

Тезисы международной конференции (с указанием формы доклада)

  1. Кумарбаева М. Т., Кохметова A. М., Лапочкина И. Ф., Коваленко Н. М., Зеленева Ю. В., Кейшилов Ж., Болатбекова А., Бахытулы К., Харiпжанова А. Идентификация гермоплазмы пшеницы, устойчивых к пиренофорозу (Pyrenophora tritici-repentis) с использованием генетико-селекционных и молекулярных методов. V Международная научно-практическая конференция «современные проблемы иммунитета растений к вредным организмам». СПБ: ФГБНУ ВИЗР, 2025.–35 с