ipbbkz@gmail.com
+ 7 (727) 394 75 62
HomeAP23490860 (руководитель Абугалиева СИ)

AP23490860 (руководитель Абугалиева СИ)

Краткая информация о проекте

(2024-2026 г.г.)

 

Наименование проекта: ИРН AP23490860 «Биоразнообразие дикорастущих видов рода Allium в южном и юго-восточном Казахстане».

Актуальность. Allium L. является одним из наиболее крупных родов в трибе Allieae Dumort., и включает в себя более 1000 видов. Первичным центром биоразнообразия рода является Центральная Азия, включая Казахстан. В Казахстане насчитывается не менее 127 видов рода Allium, не менее 29 из которых являются эндемичными. В Красной Книге дикорастущей флоры Казахстана перечислены 12 видов, произрастающих на юге, юго-востоке, и востоке страны. Луки имеют широкое хозяйственное значение, являются пищевыми и лекарственными растениями, и широко используются в медицине, промышленности и садоводстве. Вместе с этим, ввиду многочисленности рода, сложной генетической структуры, вызванной различной плоидностью и различным числом основных хромосом, и сложности определения морфологических признаков, имеются трудности в таксономической идентификации видов рода. Также, род постоянно пополняется новыми обнаруженными видами. К примеру, в 2021 году было описано 5 новых эндемичных видов лука для флоры Казахстана. Следовательно, имеется необходимость в уточнении систематики рода луков, растущих на территории Казахстана, с использованием современных молекулярно-генетических и геномных методов, включая полное секвенирование пластидных геномов. Наиболее информативными инструментами в изучении генетического разнообразия и молекулярной таксономии растений являются высоко полиморфные микросателлитные ДНК-маркеры (SSR-simples sequence repeats), универсальные ДНК-баркоды, и сравнительно недорогие методы определения полных последовательностей хлоропластных геномов. Вторичные метаболиты, производные растений, играют важную роль в адаптации к различным стрессовым условиям. Актуально изучение биохимического разнообразия широко распространенных видов рода Allium на основе анализа вторичных метаболитов.

Изучение генетического разнообразия дикорастущих видов рода Allium, произрастающих на территории южного и юго-восточного Казахстана, имеет огромную важность для сохранения биологического разнообразия, понимания эволюции и адаптации растений к изменчивым условиям среды и разработки эффективных стратегий управления и сохранения природных ресурсов.

 

Цель проекта: Изучить генетическое разнообразие дикорастущих видов рода Allium, произрастающих на территории южного и юго-восточного Казахстана.

 

Ожидаемые результаты:

  1. Осуществлен сбор растений популяций дикорастущих видов лука и пополнена коллекция ДНК, собранных на территории южного и юго-восточного Казахстана.
  2. Будет осуществлен количественный и качественный анализ вторичных метаболитов широкораспространенных видов луков, собранных на территории южного и юго-восточного Казахстана.
  3. Будет определена структура популяций и изучено внутри- и межвидовое генетическое разнообразие казахстанских видов рода Allium.
  4. Будет осуществлено определение нуклеотидных последовательностей ДНК-маркеров ядерного и хлоропластного генома видов Allium, и реконструировано филогенетическое древо рода.
  5. Будет определена полная нуклеотидная последовательность хлоропластных геномов некоторых видов рода Allium, собранных в южном и юго-восточном Казахстане.
  6. Будет осуществлено пополнение БД «Биоразнообразие флоры Казахстана» информацией по распространению и генетическому разнообразию видов рода Allium.

 

Научный руководитель проекта: С.И. Абугалиева, главный научный сотрудник, доктор биологических наук (генетика), профессор (биология). Имеет многолетний опыт работы в области молекулярной генетики. В соавторстве опубликовано более 100 научных статей, включая 73 статей в рецензируемых зарубежных научных изданиях, индексируемых в Web of Science (H-index = 12, https://www.webofscience.com/wos/author/record/450734) и/или Scopus (H-index = 14, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6507029042&origin=recordpage), более 25 статей в журналах, рекомендованных Комитетом по обеспечению качества в сфере науки и высшего образования (КОКСНВО) МНВО РК. Соавтор 6 монографий, 5 научно-методических рекомендаций, 4 патентов на полезную модель. Соавтор 3 сортов ячменя, 2 сортов пшеницы, 1 сорта сои. Награждена нагрудным знаком «За заслуги в развитии науки Республики Казахстан» (2017). Профессор Абугалиева – стипендиат государственной научной стипендии для ученых и специалистов, внесших выдающий вклад в развитие науки и техники Республики Казахстан (2018 г.). Обладатель Диплома «Лидер науки» от компании Thomson Reuters и АО «НЦТИ» (2015). Лучший научный сотрудник 2022 года (Конкурс министерства науки и высшего образования Республики Казахстан).

 

Члены исследовательской группы:  

Ш.С. Альмерекова, PhD (геоботаника), ведущий научный сотрудник, соавтор более 40  научных статей, включая 25 статей в рецензируемых изданиях, индексируемых в Web of Science (https://www.webofscience.com/wos/author/record/2003633)  и Scopus (H-index – 8, https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57196952712),  из них 20 статей связанных с изучением дикорастующей флоры Казахстана. Прошла стажировки в научных центрах Германии, Испании, Венгрии, и Южной Кореи. Награждена Почетной грамотой Министерства науки и высшего образования (2022 г.). Стипендиат государственной научной стипендии для талантливых молодых ученых (2021 г.).

А.Ы. Амалова, PhD (биология), научный сотрудник, имеет 7-летний стаж работы в области молекулярной генетики. Специальность магистратуры – геоботаника. Соавтор 22 статей из них 9 в базе Scopus/WoS (H-index=4 в базе Web of Science (https://www.webofscience.com/wos/author/record/2003632) и H-index=3 Scopus (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57213623570) и 5 КОКСОН), стажировалась в научных центрах Англии и Литвы.

М.М. Ермагамбетова, PhD (геоботаника), научный сотрудник, имеет 5-летний опыт работ по ботанике и генетике популяций дикорастущих видов растений. Соавтор более 20 научных публикаций, включая 14 статей, индексируемых в Scopus H-index 5 (Scopus https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57381827100), и Web of Science. Стажировалась в научных центрах Китая, Венгрии, Англии, и Южной Кореи.

 

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

  1. Yermagambetova M., Almerekova S., Turginov O., Sultangaziev O., Abugalieva S., Turuspekov Y. Genetic Diversity and Population Structure of Juniperus seravschanica collected in Central Asia // Plants (IF=4.8, Q1-Plant Sciences; SJR=0.790, percentile: 83 – Plant Sciences). – 2023. – Vol. 12. – N. 16. – P. 2961. doi: 10.3390/plants12162961
  2. Yermagambetova M., Abugalieva S., Turuspekov Y., Almerekova S. Illumina sequencing data of the complete chloroplast genome of rare species Juniperus seravschanica (Cupressaceae) from Kazakhstan // Data in Brief (IF= 1, Q3- Multidisciplinary Sciences, SJR= 0.258, percentile: 72 – Multidisciplinary). – 2023. – Vol. 46. – P. 108866.
  3. Abugalieva S., Volkova L., Genievskaya Y., Ivaschenko A., Kotukhov Y., Sakauova G., Turuspekov Y. Taxonomic assessment of Allium species from Kazakhstan based on ITS and matK markers // BMC Plant Biology (IF=5.9, Q1 – Plant sciences; SJR=1.159, percentile: 92-Plant Science). – 2017. – Vol.17 (2). – Р.51-60. DOI: 10.1186/s12870-017-1194-0
  4. Almerekova S., Yermagambetova M., Abugalieva S., Turuspekov Y. The complete chloroplast genome sequencing data of Juniperus sabina (Cupressaceae Bartl.) from Kazakhstan. Data in Brief (IF= 1.1, Q3 Multidisciplinary sciences; SJR= 0.131, percentile: 72- Multidisciplinary). – 2022. – Vol.45. – P.108644. DOI: 10.1016/j.dib.2022.108644
  5. Ермагамбетова М.М., Абугалиева С.И., Туруспеков Е.К., Альмерекова Ш.С. Конспект рода Juniperus, произрастающего в Казахстане. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding (Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции) (SJR= 0.160, percentile: 6 — Plant Science, Agricultural and Biological Sciences). – 2022. – T.183. – №3. – С. 161-170. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2022-3-161-170
  6. Yermagambetova M.M., Almerekova S.S., Krekova Y., Abugalieva S.I., Turuspekov Y.K. Genetic variation in populations of Picea schrenkiana et CA Mey. based on simple sequence repeat markers. Moscow University Biological Sciences Bulletin (SJR= 0.189, percentile: 42 — General Agricultural and Biological Sciences, Agricultural and Biological Sciences). – 2022. – Vol. 77(2). – P. 76-83. DOI : 10.3103/S0096392522020134
  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. Innate Immunomodulatory Activity of Cedrol, a Component of Essential Oils Isolated from Juniperus Species // Molecules (IF= 4.9, Q2 Biochemistry & Molecular Biology; SJR= 0.705, percentile: 83- Chemistry (miscellaneous), Chemistry) – 2021. – Vol. 26. – P. 7644. https://doi.org/10.3390/molecules26247644
  8. Sumbembayev, A. A., Abugalieva, S. I., Danilova, A. N., Matveyeva, E. V., & Szlachetko, D. L. A flower morphometry of members of the genus Dactylorhiza Necker ex Nevski (Orchidaceae) from the Altai Mountains of Kazakhstan // Biodiversitas (SJR= 0.327, percentile: 51 — Plant Science). – 2021. – Vol. 22(8). – P. 3545-3555 DOI: 10.13057/biodiv/d220855
  9. Almerekova, S., Shchegoleva, N., Abugalieva, S., & Turuspekov, Y. The molecular taxonomy of three endemic Central Asian species of Ranunculus (Ranunculaceae) // PLoS ONE (IF=3.8, Q2 – Multidisciplinary sciences; SJR=0.885, percentile: 87 – Multidisciplinary). – 2020. – Vol.15(10). – P. e0240121 doi: 10.1371/journal.pone.0240121
  10. Almerekova S., Favarisova N., Turuspekov Y., Abugalieva S. * 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 (SJR=0.143, percentile: 29-Multidisciplinary). – 2020. – Vol. 74. – No. 5. – P. 325-334. doi: 10.2478/prolas-2020-0049
  11. Genievskaya Y., Karelova D., Abugalieva S., Zhao P., Chen G., Turuspekov Y. SSR-based evaluation of genetic diversity in populations of Agriophyllum squarrosum and Agriophyllum minus Fisch. & Mey. collected in South-East Kazakhstan // Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of genetics and Breeding (IF=0.9, Q3 – Agriculture,Multidisciplinary sciences; SJR=0.223, percentile: 46 –General Agricultural and Biological Sciences). – 2020. – Vol. 24. – No. 7. – P. 697-704. DOI: 10.18699/VJ20.664.
  12. Альмерекова Ш.С., Абугалиева С.И., * Мухитдинов Н.М. Taxonomic assessment of the Oxytropis species from South-East of Kazakhstan // Vavilov Journal of Genetics and Breeding (Вавиловский журнал генетики и селекции) (IF=0.9, Q3 – Agriculture,Multidisciplinary sciences; SJR=0.223, percentile: 46 –General Agricultural and Biological Sciences) – 2018. – Т. 22(2). – С.285-290. DOI: http://dx.doi.org/10.18699/VJ18.362
  13. Turuspekov , Genievskaya Y., Baibulatova A., Zatybekov A., Kotuhov Y., Imanbayeva A., Abugalieva S.* Phylogenetic taxonomy of Artemisia L. species from Kazakhstan based on matK analyses // Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. (SJR=0.127, percentile: 19-Multidisciplinary). – 2018. – Vol. 72, Issue 1, P. 29-37, ISSN (Online) 1407-009X, DOI: https://doi.org/10.1515/prolas-2017-0068.
  14. Genievskaya Y., Abugalieva S., Zhubanysheva A., Turuspekov Y. Morphological description and DNA barcoding study of sand rice (Aqriophyllum squarrosum, Chenopodiaceae) collected in Kazakhstan // BMC Plant Biology (IF=5.761, Q1 – Plant sciences; SJR=1.159, percentile: 92-Plant Science). – 2017. – Vol.17 (S.1). – Р. 1-8. doi: 10.1186/s12870-017-1132-1
  15. Almerekova Sh., Mukhitdinov N., Abugalieva S. Phylogenetic study of the endemic species Oxytropis almaatensis (Fabaceae) based on nuclear ribosomal DNA ITS sequences // BMC Plant biology (IF=5.9 Q1 – Plant sciences; SJR=1.159, percentile: 92-Plant Science). – 2017. – Vol.17 (Suppl.1). – Р. 19-27. doi.org/10.1186/s12870-017-1128-x;
  16. 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/.
  17. 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

 

Достигнутые результаты за 2024 г.:

  1. Начат сбор растений популяций дикорастущих видов лука и пополнение коллекции ДНК, собранных на территории южного и юго-восточного Казахстана. В результате экспедиционных выездов в регионы южного и юго-восточного Казахстана собран листовой материал 79 образцов 6 видов (7 популяций) луков. Оформленный и отсканированный гербарный материал депонирован в базу данных по биоразнообразию дикорастущей флоры Казахстана ИББР KazFlora.
  2. Начато определение структуры популяций и изучение внутри- и межвидового генетического разнообразия казахстанских видов рода Allium. Изучение внутри- и межвидового генетического разнообразия видов рода Allium, собранных на территории южного и юго-восточного Казахстана осуществлено с помощью SSR-маркеров. Проводились работы по экстракции ДНК, оптимизации условий ПЦР и анализ образцов собранных популяций луков с помощью SSR-маркеров.

Начато определение нуклеотидных последовательностей ДНК-маркеров ядерного и хлоропластного генома видов Allium, и реконструирование филогенетического древа рода. Начато определение нуклеотидных последовательностей ДНК-маркеров ядерного и хлоропластного генома видов Allium. Для ядерного генома был выбран маркер ITS, а для хлоропластного генома – маркеры matK и rbcL. Осуществлено изучение 2 видов по маркерам ITS, matK и rbcL.

 

Результаты проекта за 2025 год

В 2025 году в рамках проекта проведены комплексные полевые, молекулярно-генетические и биохимические исследования дикорастущих видов рода Allium.

  Полевые исследования и формирование коллекции. В 2025 году были собраны природные популяции 12 видов дикорастущего лука (Allium), включая A. caesium, A. eriocoleum, A. inconspicuum, A. inops, A. karataviense, A. protensum, A. turkestanicum, A. atrosanguineum, A. montanostepposum, A. oreoprasum, A. tianschanicum и A. tulipifolium. Всего обследовано 24 популяции, собрано 506 образцов растительного материала, что позволило существенно расширить генетическую коллекцию проекта.

  Биохимические исследования. Проведена сушка листового материала широко распространённых видов A. karataviense и A. turkestanicum с целью последующего изучения биохимического разнообразия. Выполнен анализ литературных источников для определения целевых соединений и выбора оптимальных методик. Получены экстракты из листового материала указанных видов.

  Микросателлитный (SSR) анализ. Проведено генотипирование: двух популяций Allium montanostepposum с использованием 13 SSR-маркеров, из которых 5 оказались полиморфными; пяти популяций Allium karataviense с использованием 21 SSR-маркера, из которых 10 выявили полиморфизм. Полученные данные будут использованы для оценки внутри- и межвидового генетического разнообразия видов рода Allium, изучаемых в рамках проекта.

  Секвенирование ДНК-маркеров ядерного и хлоропластного геномов. Продолжены работы по анализу нуклеотидных последовательностей ядерного (ITS) и хлоропластных (matK, rbcL) ДНК-маркеров. В 2025 году проведено секвенирование образцов 8 видов Allium, включая A. montanostepposum, A. karataviense, A. turkestanicum, A. eriocoleum, A. inconspicuum, A. inops, A. protensum и A. tulipifolium.

  Анализ хлоропластных геномов. Осуществлено секвенирование и аннотация хлоропластных геномов видов A. microdictyon, A. atrosanguineum, A. korolkowii и A. sabulosum. В каждом геноме аннотировано 133 гена, включая белок-кодирующие, тРНК и рРНК гены. Полученные данные планируется использовать для сравнительного анализа структуры хлоропластных геномов и реконструкции филогенетических связей внутри рода Allium.

 

Информация для потенциальных пользователей

Полученные в ходе проекта данные представляют интерес для специалистов в области ботаники, молекулярной генетики, систематики и биотехнологии растений. Сформированная коллекция дикорастущих видов рода Allium, результаты SSR-генотипирования, секвенирования ядерных и хлоропластных ДНК-маркеров, а также аннотированные хлоропластные геномы могут быть использованы для оценки генетического разнообразия, уточнения таксономического статуса и реконструкции филогенетических связей внутри рода. Биохимические экстракты и аналитические данные перспективны для дальнейших фитохимических и фармакогностических исследований. Результаты проекта могут применяться в фундаментальных и прикладных научных исследованиях, образовательном процессе и при подготовке научных публикаций и последующих исследовательских программ.

Публикации 2025 г.

Тезисы международной конференции (с указанием формы доклада)

  1. Abugalieva S., Almerekova Sh., Yermagambetova M., Turuspekov Y. Characterization of the plastid genomes of Allium species from Kazakhstan // The 11th International Conference on Agricultural and Biological Sciences (ABS 2025). Matsue, Japan, July 21-24, 2025. (постер)
  2. Ibraimov A., Almerekova S., Abugalieva S. Complete plastome sequence of Allium microdictyon and its characteristics. // 3rd International Symposium on the Frontiers of Plant Diversity Conservation Research on the Pan-Third Pole Region (PDCR 2025): Материалы международного симпозиума / под общей редакцией проф. Е.К. Туруспекова, проф. С.И. Абугалиевой. – Алматы: ИББР, 2025. – с. 52. (постер)