ipbbkz@gmail.com
+ 7 (727) 394 75 62
HomeAP 26104353 (руководитель Усенбеков Б.Н.)

AP 26104353 (руководитель Усенбеков Б.Н.)

Краткая информация о проекте

(2025–2027 гг.)

 

Наименование проекта: ИРН АР26104353 «Создание линии риса с повышенным содержанием амилозы с применением маркер-ассоциированной селекции (MAS)».

Актуальность. Проект посвящен созданию перспективных линии риса с повышенным содержанием амилозы на основе маркер-опосредованной селекции. Качество риса в значительной степени определяется его крахмальным составом, который включает амилозу и амилопектин. Содержание амилозы рассматривается как один из ключевых биохимических показателей. В ходе предварительных исследований было установлено, что среди сортов риса, районированных на территории Казахстана, отсутствуют сорта с повышенным содержанием амилозы (>20%). В связи с этим создание новых линий и форм риса с высоким содержанием амилозы для селекции отечественных высокоамилозных сортов представляется актуальной задачей. Маркер-опосредованная селекция (MAS), используемая в данном проекте, позволяет изучить основы повышения качества зерна риса, что ускоряет селекционный процесс и позволяет отбирать перспективные линий с повышенным содержанием амилозы.

Цель проекта: Создание перспективных линии риса с повышенным содержанием амилозы на основе маркер-опосредованной селекции.

Ожидаемые результаты:

  1. Будут отобраны сорта-доноры риса с повышенным содержанием амилозы с использованием MAS.
  2. Будут созданы гибриды F1 генерации между отобранными сортами-донорами признака «повышенное содержание амилозы» и казахстанскими высокоурожайными сортами.
  3. Будут отобраны перспективные линии с повышенным содержанием амилозы и по хозяйственно-ценным признакам среди гибридов F2-F3 генерации.

Научный руководитель проекта: внс., кбн., ассоц. профессор, заведующий лаборатории физиологии и биохимии растений.

Члены исследовательской группы:

внс., PhD Сартбаева Иннабат Абибуллакызы

нс., магистр Мынбаева Дана Омаровна

нс., магистр Курбангалиева Таира Артемовна

лаборант Нурлыбай Балнұр Азилханқызы

Список публикаций исполнителей проекта:

  1. G. Baiseitova, Kh.Berkimbay, D. Mynbayeva, A. Nussupova, A.K.Amirova, B. Usenbekov, Zh. Kulakhmetova, G.Yernazarova, D. Yussayeva, D. Kazkeyev, S. Mukhambetzhanov. Heritability and amylose content in hybrid lines of late-generation rice with colored pericarp // Brazilian Journal of Biology, 2023, vol. 83, e280919; рр. 1-7, (ISSN 1678-4375). https://doi.org/10.1590/1519-6984.280919
  2. А. Amirova, B. Usenbekov*, Kh. Berkimbay, D. Mynbayeva, S. Atabayeva, G. Baiseitova, A. Meldebekova, Zh. Zhunusbayeva, S. Kenzhebayeva and S. Mukhambetzhanov. Selection of rice breeding lines for resistance to biotic and abiotic stresses // Brazilian Journal of Biology, — 2024. — Vol. 84, e282495 | https://doi.org/10.1590/1519-6984.282495 (IF-1.71, Scopus процентиль — 59).
  3. B. Usenbekov, А. Amirova, Z. Zeinalov, A. Meldebekova, D. Mynbayeva, Kh. Berkimbay and T. Kurbangaliyeva. Creation of rice doubled haploids with low amylose content using in vitro anther culture // Brazilian Journal of Biology, — 2024. — Vol. 84, e284946 | https:// https://doi.org/10.1590/1519-6984.284946
  4. Batayeva, D., Labaco, B., Ye, C., Li, X., Usenbekov, B., Rysbekova, A., Dyuskalieva, G., Vergara, G., Reinke, R., Leung, H. Genome-wide association study of seedling stage salinity tolerance in temperate japonica rice germplasm // BMC Genetics, 2018. — Volume 19, Issue 1. 19:2. – P. 1-11. Индекс цитирования-3, Database WOS – Q3 (процентиль издания 57 (Scopus), DOI: 10.1186/s12863-017-0590-7 (IF-2.777);
  5. Sartbayeva I.A., Usenbekov B., Rysbekova A., Kazkeev D., Zhanbyrbayev E., Batayeva D., Berkimbay H., Zhambakin K., Matsuba Sh., Umemoto T. Haplotype Analysis of Wx and Alk Genes and Amylopectin Chain-Length Distribution among Kazakhstan Glutinous Rice Lines //Japan Agricultural research Quaterly (JARQ). – Vol.51, №2. – 2017. – P. 147-153. https://www.jircas.go.jp Индекс цитирования-0, Database WOS – Q4 (процентиль издания 35 (Scopus), DOI: 10.6090/jarq.51.147 (IF-0.567);
  6. A.B. Rysbekova, D.T. Kazkeyev, B.N. Usenbekov, Zh.M. Mukhina, E.A. Zhanbyrbaev, I.A. Sartbaeva, K.Zh. Zhambakin, Kh.A. Berkimbay, D.S. Batayeva. Prebreeding selection of rice with colored pericarp based on genotyping Rc and Pb genes //Russian Journal of Genetics 2017 volume 53, pages 49–58. Индекс цитирования-2, Database WOS – Q4 (IF-0.567), (процентиль издания-7 (Scopus) DOI: 10.1134/S1022795416110119;
  7. D.S. Batayeva, B.N. Usenbekov, A.B. Rysbekova, Zh.M. Mukhina, D.T. Kazkeyev, Ye.A. Zhanbyrbayev, I.A. Sartbayeva, S.V. Garkusha, S.A. Volkova. Estimation and selection of parental forms for breeding kazakhstan salt tolerant rice varieties // Sel’skokhozyaistvennaya Biologiya [Agricultural Biology], 2017, Vol. 52, № 3, p. 544-552. Индекс цитирования-1, процентиль издания-35 (Scopus), doi: 10.15389/agrobiology.2017.3.544eng;
  8. Zhanbyrbayev Y.A., Rysbekova A. B., Usenbekov B. N., Kazkeev D.T., Sartbayeva I.A., Berkimbay Kh.A., Sarsenbayev B. A. and Zelensky G. L. Screening Rice (Oryza Sativa L.) Genetic Resources for Cold Tolerance at the Germination Stage Biosciences Biotechnology Research Asia, December 2016. Vol. 13(4), P 1953-1958. DOI: http://dx.doi.org/10.13005/bbra/2350 (IF-0.134). Индекс цитирования-1, (процентиль издания-11 (Scopus), DOI : http://dx.doi.org/10.13005/bbra/2351;
  9. Амирова А.К., Касымхан К., Баймагамбетова К.К., Бишимбаева Н.К. Использование аллель-специфичных маркеров генов Ppd и Vrn для анализа скороспелых сомаклональных линий пшеницы //Вестник КазНУ, серия биологическая. – 2015. – Том 63. №1. — С. 20-25.
  10. Мынбаева Д.О., Омирбекова Н.Ж., Жунусбаева Ж.К., Жусупова А.И., Бегманова М.О., Амиргалиева А.С. Идентификация генов устойчивости к бурой ржавчине у сортов мягкой пшеницы // Вестник КазНУ, серия биологическая. – 2019- №2 (79) – С. 110-117
  11. Беркимбай Х.А., Усенбеков Б.Н., Мухамбетжанов С.К., Мынбаева Д.О., Aмирова A.K., Оспанова A., Турганова Ч. Структура урожайности генотипов риса с окрашенным перикарпом поздних поколений // «Ізденістер, нəтижелер – Исследования, результаты» Казахского национального аграрного исследовательского университета. – 2024. – №1. – С.46-56. https://doi.org/10.37884/1-2024/05 2304-3334
  12. Усенбеков Б.Н., Мухамбетжанов С.К., Мынбаева Д.О., Aмирова A.K., Беркімбай Х.Ә., Оспанова A., Турганова Ч. Rice (Oryza sativa l.) androgenesis in vitro. // «Вестник» КазНУ им.аль-Фараби. – 2024. – №1. – С.4-11. https://doi.org/10.26577/eb.2024.v98.i1.01
  13. Мынбаева Д.О., Усенбеков Б.Н., Амирова А.К., Жунусбаева Ж.К. Пирикуляриоз риса и методы борьбы // Вестник Карагандинского университет. Серия «Биология. Медицина. География», 2023. № 1 (109). С. 98-109. DOI 10.31489/2023BMG1/98-109

Достигнутые результаты за 2025 г.:

С целью выявления перспективных глютинозных и амилозных сортов для вовлечения в селекционный процесс проведен биохимический и молекулярно-генетический скрининг на содержание амилозы 62 образцов риса, включая районированные сорта и коллекционные сортообразцы.

При анализе изученных образцов риса установлено, что содержание амилозы у них варьирует в пределах от 1,05% (глютинозный сорт риса Казветта) до 30,24% у российского сорта риса Паритет.

Среди изученных сортов риса 14 характеризуются как среднеамилозные. Широко распространенные отечественные (Мадина, Маржан, Арал-202, Ару) и российские сорта риса (ВНИИР 173, Командор, Лиман, Снежинка, Лазурный, Соната, Спринт) относятся к среднеамилозным (содержание амилозы 15-20%). У остальных 25 сортов содержание амилозы варьирует от 20,0 до 30,0%, тем самым они относится к высокоамилозным, что составляет 40% из общего количества изученного материала. Сорта риса с высоким содержанием амилозы такие как, Анаит, Южный, Арборио, Паритет будут использованы как родительские формы для гибридизации и выращены в вегетационных сосудах в три срока (разница по 10 дней) для совмещения времени выметывания и цветения в оранжерейных условиях в следующем году.

Таким образом, в результате комплексной оценки по биохимическим параметрам были подобраны и охарактеризованы перспективные сортообразцы риса для дальнейшей селекции.

Проведен молекулярно-генетический скрининг сортов коллекции ИББР с целью определения гена Waxy с использованием молекулярного маркера WxExon6 (А/С). Данный молекулярный маркер относится к кодоминантным SNP маркерам, который позволяет определить разное аллельное состояние гена Waxy с однонуклеотидным полиморфизмом. Этот SNP представляет собой замену A → C в экзоне 6 (Ex6A/C), изменяющую кодон аминокислоты с серина на тирозин, и связан с промежуточным амилозным составом риса.

Проведена оценка коллекции ИББР, состоящий из 64 сортов и линий на наличие гена Waxy: Южанин,  Виола, Авангард, Айсауле, Алтынай, Анаит, Паритет, Арал-202, Ару, Баканасский, Yir 5825, Янтарь, КС-9, Алмавита, Лазурный, Казветта, Каз-Ер6, , Мавр, Oumochi, Виолетта, Чапсари, Черный рис, Лиман, Лидер, КазНИИР5, Кубань-3, Серпантин, Пак-Ли, Солнечный, Тогускен, Фишт, Командор, , коллекционные образцы 7702, 7689, 7667, 7701, 7684, 7668, 04636, 04468, 03-27, 04470, 7683, ВНИИР 5242, Южный, Маршалл, Аметист, Соната, Изумруд, Регул, ВНИИР 8247, Опытное, Снежинка, ВНИИР 101, УзРос 7-13, Рапан, Атлант, Арболет, Арборио, Новатор, Мадина, Фатима и сортообразцы риса affinis, zomica.

Из изученных образцов наличие Waxy гена отмечено у 21 образца, которые в дальнейшем могут использоваться в качестве сортов-дифференциаторов гена интереса в программе улучшения качества зерна в селекции отечественных сортов риса. Для выявления амилозных сортов использовались определенные глютинозные сорта, такие как Казветта, Чапсари, Виолетта в качестве отрицательного контроля. Результаты электрофоретического анализа при применении SNP-маркера WxExon6 (А/С) показывают отсутствие бэндов у вышеперечисленных образцов, используемых в качестве отрицательного контроля.

Таким образом, проведенный молекулярно-генетический скрининг позволил выявить сорта с различным содержанием амилозы. Cорта с повышенным содержанием амилозы будут использованы в будущем в программе скрещиваний по выведению новых гибридных линий с улучшенным признаком содержания амилозы, контролируемым геном Waxy.

 

Публикации (2025 г.):

Aigul Amirova, Bakdaulet Usenbekov*, Grigoriy Zelensky, Innabat Sartbayeva, Shynar Yrgynbayeva, Yelzada Gabdullina, Sholpan Abzhanova, Bakhyt Alibayeva and Svetlana Turasheva. Using Molecular Markers in Breeding Rice with Colored Pericarp for Blast Resistance. International Journal of Agriculture and Biosciences. https://doi.org/10.47278/journal.ijab/2025.225