ipbbkz@gmail.com
+ 7 (727) 394 75 62
HomeAP23485118 (руководитель Туруспеков Е.К.)

AP23485118 (руководитель Туруспеков Е.К.)

Краткая информация о проекте

(2024-2026 г.г.)

 

Наименование проекта: ИРН AP23485118 «Ассоциативное картирование локусов устойчивости ячменя к сетчатой пятнистости и ринхоспориозу на ювенильной и взрослой стадиях развития растения».

Актуальность. Ячмень – вторая по важности зерновая культура в Казахстане. В частности, яровой ячмень занимает 2,2 млн га посевных площадей и представляет 15,4% от общего валового сбора зерновых в стране (2022 г.). На урожайность и качество зерна ячменя влияет множество факторов среды, однако, одной из основных причин снижения урожая является низкая устойчивость отечественных сортов к грибным болезням, включая сетчатую пятнистость и ринхоспориоз. Поражение посевов ячменя данными патогенами приводит к снижению числа и качества зерен в колосе, а в годы с обильными осадками может привести к потерям урожая до 40%. Устойчивость к этим болезням обусловливается генетически, однако, на данный момент в Казахстане углубленные исследования по полногеномному анализу ассоциаций устойчивости ячменя к данным двум болезням не проводились. В связи с вышесказанным, в проектной заявке предлагается изучить генетические особенности устойчивости мировой коллекции двурядного ярового ячменя, состоящей из 194 зарубежных и 82 отечественных сортов и линий, к двум опасным грибным болезням: сетчатой пятнистости и ринхоспориозу. Вышеупомянутая коллекция 276 зарубежных и отечественных образцов ячменя была ранее генотипирована по 9000 SNP (single nucleotide polymorphism, однонуклеотидный полиморфизм) маркерам. В данном проекте запланировано увеличение числа SNP-маркеров за счет генотипирования по 50000 SNP, а также использование современной методики генетического картирования, полногеномного анализа ассоциаций (ПГАА), основанного на поиске ассоциаций между вариациями фенотипа (уровня устойчивости) и данными генотипирования – полиморфными SNP-маркерами. В ходе выполнения проекта, коллекция ячменя и сорта-стандарты будут изучены в двух регионах страны – Алматинская и Жамбылская области. В данном междисциплинарном проекте будут объединены усилия генетиков и фитопатологов Казахстана для поиска новых генетических факторов устойчивости к двум болезням, а также разработать набор новых ДНК-маркеров для отбора и оценки перспективных линий, которые являются одновременно устойчивыми к сетчатой пятнистости и ринхоспориозу, а также с высокими урожайностью и качеством зерна.

Цель проекта: Поиск и генетическое картирование новых локусов количественных признаков, связанных с устойчивостью ячменя к сетчатой пятнистости и ринхоспориозу.

Ожидаемые результаты:

1) Оценка устойчивости образцов мировой коллекции ячменя к двум типам пятнистостей на стадиях проростков и взрослого растения. Будут выделены перспективные линии с устойчивостью к сетчатой пятнистости и ринхоспориозу.

2) Будет осуществлен анализ генетического разнообразия и структуры популяции в коллекции двурядного ячменя с использованием данных генотипирования по 50000 SNP-маркерам.

3) Образцы ячменя казахстанской селекции будут охарактеризованы с помощью микросателлитных ДНК-маркеров, сцепленных с генами устойчивости к ринхоспориозу и сетчатой пятнистости.

4) Будут локализованы новые ЛКП, связанные с устойчивостью ячменя к сетчатой пятнистости и ринхоспориозу на основе методики ПГАА.

5) Будет создан набор ДНК-маркеров генов и ЛКП устойчивости ячменя к изучаемым болезням и отобраны перспективные линии, несущие аллели устойчивости к ринхоспориозу и сетчатой пятнистости.

 Научный руководитель проекта: Е.К. Туруспеков, заведующий лабораторией молекулярной генетики ИББР, кандидат биологических наук, профессор. Главное направление исследований: применение геномных технологий в селекции зерновых культур. Имеет многолетний опыт работы в области молекулярной генетики и селекции, в том числе в научных центрах Японии, Великобритании и Америки. Являлся научным руководителем 4 грантов и 4 проектов по линии МНВО и МСХ РК. Опубликовано в соавторстве более 100 научных статей, включая 64 статьи в рецензируемых зарубежных научных изданиях, индексируемых в Web of Science (https://www.webofscience.com/wos/author/record/1719056) и/или Scopus (Индекс Хирша 16, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57197860996), более 30 в журналах, рекомендованных КОКНВО МНВО РК. Соавтор 7 монографий, 5 научно-методических рекомендаций, сортов яровой мягкой пшеницы (3), ярового и озимого ячменя (6, включая 2 районированных), 2 патентов на полезную модель. Е. К. Туруспеков является членом редколлегий 7 отечественных и зарубежных научных журналов. Награжден нагрудным знаком «За заслуги в развитии науки Республики Казахстан» (2014 г.). Обладатель диплома «Лидер науки» от Thomson Reuters и АО «НЦГНТЭ» (2015 г.); стипендиат государственной научной стипендии для ученых и специалистов, внесших выдающийся вклад в развитие науки и техники Республики Казахстан (2018). Победитель конкурса Министерства науки и высшего образования РК «Лучший научный работник» 2022 года.

 Члены исследовательской группы:  

Гениевская Ю.А., 1996 г.р. (молодой ученый), научный сотрудник ИББР, PhD, имеет 8-летний опыт работы (генетика устойчивости к болезням, ПГАА), соавтор 18 статей, индексируемых в WoS, Scopus (H-index-9, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57196939730), из них 10 по теме проекта; 5 в изданиях КОКНВО; соавтор 1 монографии, 1 научно-методической рекомендации и 1 патента на полезную модель. Руководитель проекта в рамках научно-технической программы BR18574149 (2023-2024). Стажировалась в Университете Оксфорда и Джон Иннес Центре (Великобритания).

Әнуарбек Ш.Н., 1992 г.р. (молодой ученый), старший научный сотрудник ИББР, PhD, имеет 11-летний опыт работы (генотипирование, ПГАА), соавтор 9 научных статей: 6 в рецензируемых изданиях Web of Science и Scopus (H-index–5,  https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57192177334), 3 в изданиях КОКНВО; соавтор 1 научно-методической рекомендации, 3 Патентов на полезную модель. Проходила научные стажировки в научных центрах Италии.

Рсалиев А.С., кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории фитосанитарной безопасности НИИПББ, заместитель генерального директора АО «Холдинг «QazBioPharm». Специалист в области фитопатологии, защиты растений и микологии. Научные интересы связаны с определением состава популяции биотрофных и гемибиотрофных болезней растений на территории Казахстана, изучением устойчивости зерновых культур к грибным заболеваниям, формированием коллекции возбудителей фитопатогенов и генофонда семян зерновых культур. Прошел зарубежные стажировки в Китае, Турции и России. Автор более 160 научных работ, в том числе 16 статей в зарубежных журналах, индексируемых в WoS и Scopus (H-index-9, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57196940818), 6 авторских свидетельств на патенты и инновационные патенты Республики Казахстан и 2 монография.

Мауленбай А.Д., 1994 г.р., магистр (молодой ученый), специалист в области молекулярной биологии и фитопатологии, заведующая лабораторией фитосанитарной безопасности НИИПББ. Прошла научную стажировку в Ахенском Университете прикладных наук (Германия, 2017) во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (Россия, 2022), в Региональном исследовательском центре ржавчины зерновых культур (RCRRC) (Измир, Турция 2022). Индекс Хирша–2 (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57219199798).

Курымбаева Н.Д., 1989 г.р., магистр, молодой специалист в области фитопатологии, и.о. младшего научного сотрудника НИИПББ. Прошла стажировку во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (Россия, 2022).

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

  1. 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. * Association mapping for agronomic traits in six-rowed spring barley from the USA harvested in Kazakhstan // PLoS ONE (IF=3.8, Q1-Multidisciplinary sciences,  https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000485006800052; SJR=0.885, 87-Multidisciplinary, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85070703047&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2019. – V. 14. – No. 8. – P. e0221064. DOI: 10.1371/journal.pone.0221064. Citation index Scopus 11/6, WoS 9/4
  2. 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.*  Marker–trait associations in two–rowed spring barley accessions from Kazakhstan and the USA // PLoS ONE (IF=3.8, Q1-Multidisciplinary sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000447173500073; SJR=0.885, 87-Multidisciplinary, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85054751172&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2018. – V. 3. – № 10. – P. e0205421. DOI: 10.1371/journal.pone.0205421. Citation index Scopus 9/1, WoS 9/2
  3. Genievskaya Y.,Zatybekov A., Abugalieva S., Turuspekov Y.* Identification of quantitative trait loci associated with powdery mildew resistance in spring barley under conditions of southeastern Kazakhstan // Plants (IF=4.8, Q1-plant sciences https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:001017764300001; SJR=0.790, 83-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85164039523&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2023. – V. 12. – P. 2375. DOI: 10.3390/plants12122375. Citation index Scopus 1/1, WoS 0/0
  4. Zatybekov A., Genievskaya Y., Rsaliyev A., Maulenbay A., Yskakova G., Savin T., Turuspekov Y., Abugalieva S. Identification of quantitative trait loci for leaf rust and stem rust seedling resistance in bread wheat using a Genome-wide association study // Plants (IF=4.8, Q1-plant sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000741223600001; SJR=0.790, 83-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85121687724&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2022. – V. 11. – P. 74. DOI: 10.3390/plants11010074. Citation index Scopus 4/3, WoS 2/1
  5. Genievskaya Y,Turuspekov Y, Rsaliyev A., Abugalieva S. Genome-wide association mapping for resistance to leaf, stem, and yellow rusts of common wheat under field conditions of South Kazakhstan // PeerJ (IF=3.1, Q2-Multidisciplinary sciences https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000564039200007; SJR=0.695, 83-General Agricultural and Biological Sciences, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85095435096&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2020. – Vol. 8. – P. e9820. DOI: 7717/peerj.9820. Citation index Scopus 10/5, WoS 11/5
  6. Genievskaya Y.,Pecchioni N., Laidò G., Anuarbek S., Rsaliyev A., Chudinov V., Zatybekov A., Turuspekov Y., Abugalieva S. Genome-wide association study of leaf rust and stem rust seedling and adult resistances in tetraploid wheat accessions harvested in Kazakhstan // Plants (IF=4.8, Q1-plant sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000838871100001; SJR=0.790, 83-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85136983036&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2022. – V. 11. – P.1904. DOI: 10.3390/plants11151904. Citation index Scopus 4/4,  WoS  3/3
  7. Genievskaya Y.,Almerekova S., Abugalieva S., Chudinov V., Blake T., Abugalieva A., Turuspekov Y.* Identification of SNP markers associated with grain quality traits in a barley collection (Hordeum vulgare) harvested in Kazakhstan // Agronomy (IF=4, Q1–Agronomy, Q1–Plant Science https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000872057500001; SJR=0.663, 79-Agronomy and Crop Science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85140439636&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2022. – V. 12. – P. 2431. DOI: 10.3390/agronomy12102431.  Citation index Scopus 2/0,  WoS  2/0
  8. Genievskaya Y., Abugalieva S., Rsaliyev A., Yskakova G., Turuspekov Y.*QTL Mapping for Seedling and Adult Plant Resistance to Leaf and Stem Rusts in Pamyati Azieva × Paragon Mapping Population of Bread Wheat // Agronomy (IF=4, Q1–Agronomy, Q1–Plant Science https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000580345600001; SJR=0.663, 79- Agronomy and Crop Science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85090949261&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2020. – Vol. 10. – No. 9. – P. 1285. DOI: 3390/agronomy10091285. Citation index Scopus 7/4, WoS 7/4
  9. Anuarbek S,Abugalieva S, Pecchioni N, Laidò G, Maccaferri M, Tuberosa R, Turuspekov Y.* (2020) Quantitative trait loci for agronomic traits in tetraploid wheat for enhancing grain yield in Kazakhstan environments // PLoS ONE (IF=3.8, Q1-multidisciplinary sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000544972400052; SJR=0.885, 87-Multidisciplinary, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85087025039&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2020. – Vol. 15. – No. 6. – P. e0234863. DOI:  11371/journal.pone.0234863. Citation index Scopus 18/12, WoS 15/9
  10. Turuspekov Y.*, Ormanbekova D., Rsaliev A., Abugalieva S. Genome-wide association study on stem rust resistance in Kazakh spring barley lines // BMC Plant Biology(IF=5.9, Q1-Plant sciences, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000369816800002; SJR=1.159, 92-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84955312275&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2016. – V. 16. – P. 6. DOI: 10.1186/s12870-015-0686-z Citation index Scopus 41/35, WoS 37/31
  11. Амалова А.Ы., Абугалиева С.И., Туруспеков Е.К. Полезная модель «Способ идентификации селекционно-ценных линий яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) c использованием KASP маркеров» // Национальный Институт Интеллектуальной Собственности МЮ РК. Электронный бюллетень. – 2022 – № 7588. Номер заявки – 2022/0677.2
  12. Бабкенов А.Т., Шелаева Т.В., Каиржанов Е.К., Бабкенов С. А., Утебаев М. У., Туруспеков Е.К., Амалова А.Ы. Патент на селекционное достижение (сорт) пшеницы мягкой яровой «Татьяна» // Национальный Институт Интеллектуальной Собственности МЮ РК. Электронный бюллетень. – 2023 – № 1065. // ТОО «Научно-производственный центр зернового хозяйства им А.И. Бараева»
  13. Пат. 6643 на полезную модель РК, МПК C12Q 1/68 (2018.01), C12Q 1/6806 (2018.01). Способ идентификации высококачественных линий ячменя (HORDEUM VULGARE) с использованием молекулярных маркеров по технологии KASP / Гениевская Ю.А., Альмерекова Ш.С., Абугалиева С.И., Туруспеков Е.К.; заявитель и патентообладатель РГП на ПХВ «Институт биологии и биотехнологии растений» КН МОН РК. – № 2021/0928.2; заявл. 01.10.2021; опубл. 05.11.2021, Бюл. № 44. – 8 с.
  14. Пат. 773 на селекционное достижение (сорт) РК – ячмень яровой «Шахристан» / Тохетова Л.А., Бодык Н., Туруспеков Е.К., Абугалиева С.И., Умирзаков С.И., Шермагамбетов К., Абугалиева А.И., Блейк Т.; заявитель и патентообладатель ТОО КазНИИ рисоводства им Жахаева. – № 2014/002.4, заявл. 03.02.14, Опубл. 28.04.17, Бюл. № 10.
  15. Maulenbay A., Zakarya K., Moldazhanova R., Rsaliyev A. Characterization of tan spot races in Kazakhstan // Agriculture (IF=3.6, Q1-agronomy https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000872081500001; SJR=0.561, 67-Plant science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85141881993&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2022. – Vol. 12(10). – P. 1564. DOI: 10.3390/agriculture12101564.
  16. Rsaliyev A., Yskakova G., Maulenbay A.,Zakarya K., Rsaliyev S. Virulence and race structure of Puccinia graminis sp. tritici in Kazakhstan // Plant Protection Science (IF=1.5, Q3-agronomy, plant science, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000572523800004; SJR=0.290, 52-Agronomy and Crop Science, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85091623332&origin=resultslist&sort=plf-f). – 2020. – Vol.56(4). – P. 275-284. DOI: 10.17221/85/2020-PPS.

Достигнутые результаты за 2024 г.:

  1. Коллекция, включающая 273 сорта и линии ярового двурядного ячменя, была выращена в полевых условиях КазНИИЗиР и на инфекционном фоне в НИИПББ. Коллекция была оценена по устойчивости к сетчатой пятнистости и ринхоспориозу на стадиях проростков и взрослого растения. Выделены перспективные линии ячменя с устойчивостью к сетчатой пятнистости и ринхоспориозу.
  2. Проведен анализ генетического разнообразия и структуры популяции в коллекции двурядного ячменя с использованием данных генотипирования по 50000 SNP-маркерам (Illumina). В результате получены матричные данные по 31834 полиморфным (MAF > 0,05) SNP. Покрытие генома составило 4,54 Gb. Анализ показал кластеризацию образцов по их географическому происхождению.
  3. Осуществлено выделение ДНК коллекции казахстанского ярового ячменя, а также начато ДНК-генотипирование с использованием микросателлитных маркеров, ассоциированных с генами устойчивости к сетчатой пятнистости и ринхоспориозу.
  4. Проведен анализ с использованием фенотипических (оценка устойчивости) и генотипических (матрица SNP) данных и программы GAPIT, позволивший выявить 7 локусов количественных признаков (ЛКП), связанных (P < 0,001) с устойчивостью к сетчатой пятнистости и 6 локусов – для устойчивости к ринхоспориозу на стадии взрослого растения.