Plant bioengineering laboratory

ЛАБОРАТОРИЯ БИОИНЖЕНЕРИИ И РАСТЕНИЙ

Лаборатория основана в 1984 году с целью разработки и усовершенствования клеточных технологий получения и размножения новых форм сельскохозяйственно-ценных растений с заданными свойствами на основе соматической гибридизации и клеточной селекции, а также изучения механизмов устойчивости растений к основным абиотическим и биотическим стрессовым факторам на клеточном уровне. Основатель и первый заведующий лаборатории д.б.н., профессор М.К. Карабаев, с 1998г. лабораторией руководил к.б.н  Ж.К. Жардемали, с 2006г. к.б.н. Ж.Т. Лесова. С 2010г. по настоящее время лабораторией руководит к.б.н. Малахова Н.П.

Направления научной деятельности лаборатории

Основными направлениями работ лаборатории являются разработка фундаментальных и прикладных аспектов биотехнологии и клеточной биологии растений с последующим внедрением результатов научных исследований в сельскохозяйственную практику.

Фундаментальные исследования проводимые в лаборатории

  • Разработка новых методов клеточной селекции для направленного ускоренного селекционного процесса важнейших сельскохозяйственных культур Казахстана.
  • Получение на основе клеточной селекции и соматической гибридизации исходных линий приоритетных сельскохозяйственных растений с повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам выращивания (засоление, засуха, грибные болезни) для создания новых сортов.
  •  Генетическая инженерия растений: получение новых линий пшеницы и картофеля на основе цисгенной технологии.
  • Разработка способов биотехнологического производства элитного безвирусного семенного картофеля для обеспечения семеноводства и расширения зон возделывания  отечественных сортов в Республике Казахстан
  • Разработка технологий клонального микроразмножения редких и эндемичных видов, сортов и форм растений Казахстана для сохранения генофонда ценных видов.
  • Создание банка культур in vitro.

Прикладные аспекты научной деятельности лаборатории

  • Производство оздоровленного посадочного материала картофеля на безвирусной основе, полученного методом in vitro для использования в элитном семеноводстве картофеля.
  • Оздоровление и микроклональное размножение для массового воспроизводства декоративных, кустарниковых и древесных, сельскохозяйственных и редких видов растений Казахстана.
  • Оценка семенного материала картофеля на поражённость вирусными болезнями.

Используемые методы исследования

Различные технологии полимеразной цепной реакции (RAPD, CAPS, SCAR, PT-PCR), клонирование, секвенирование, создание генетических конструкций, синтез олигонуклеотидов, выделение РНК, ДНК и белков из разных объектов, выделение плазмидных ДНК, получение поликлональных антител, электрофорез нуклеиновых кислот и белков, культивирование растительных клеток.

Для проведения научных и прикладных исследований в лаборатории применяются современные и широко используемые методы и подходы  клеточной биологии и биотехнологии, включающие в себя: метод оздоровления растений путем хемо- и термотерапии, метод вычленения апикальных меристем, методы регенерации растений и их микроклонального размножения, методы культуры клеток в условиях in vitro, анализ и отбор безвирусного материала с помощью метода ИФА, методы культивирования растений в условиях in vitro и in vivo.

Научные достижения лаборатории

  •  Под руководством академика Айтхожиной Н.А. и профессора М.К. Карабаева  в  результате проведенных исследований по космической биотехнологии  получены новые сорта картофеля «Тохтар» и «Орбита», устойчивые к широкому спектру стрессовых воздействий окружающей среды (вирусным и грибным заболеваниям, высоким температурам, засухе, засолению). Сорта  «Тохтар» и «Орбита» в настоящее время районированы во всех регионах Казахстана.
  • Впервые в Казахстане в лаборатории биоинженерии растений проведены работы по выделению, культивированию и слиянию мезофильных протопластов культурных и диких форм растений пшеницы и картофеля, и регенерации из них растений.
  • Разработана методика получения соматических гибридов культурных и диких форм картофеля, которая используется для получения гибридов отдаленных видов с хозяйственно ценными признаками.
  • Разработана практическая рекомендация ускоренного получения безвирусных растений картофеля.
  • В лаборатории биоинженерии растений поддерживается коллекция линий картофеля, отобранных по комплексу хозяйственно ценных признаков.
  • Разработана технология использования микроводоросли хлореллы в растениеводстве и биотехнологии в качестве стимулятора роста

Лаборатория принимает участие в исследовательских проектах совместно с другими научными лабораториями ИМБиБ. За последние 5 лет в лаборатории реализовано 7  проектов в рамках ГФ и НТП:

2012 – 2014 гг. Проект ГФ: «Внедрение оздоровленных ускоренным методом биотехнологии  перспективных засухоустойчивых линий картофеля в семеноводческие хозяйства» Программы НТП 0225ГФ «Молекулярно-биологические, биохимические и технологические основы для повышения продовольственной безопасности»

2012 – 2014гг.  Проекты в рамках НТП: «Разработка отечественных геномно-протеомных и клеточных технологий для нужд медицины, сельского хозяйства и охраны окружающей среды Казахстана»:

16Н «Совершенствование технологий клонального микроразмножения луковичных декоративных культур для оздоровления посадочного материала»

17Н «Микроклонирование и культивирование растений саксаула в условиях in vitro для восстановления пустынных экосистем в Казахстане»;

  • 2013 – 2015 гг.    Проект 1477/ГФ: «Получение устойчивых к засухе и засолению линий картофеля методами клеточной селекции и изучение роли антиоксидантной системы в биохимических механизмах формирования устойчивости»
  •   2014 – 2016 гг. Проект: «Создание новых улучшенных линий картофеля с повышенной устойчивостью к фузариозу на основе методов биоинженерии и клеточной селекции растений» в рамках Программы О.0651 «Разработка научных основ повышения устойчивости пшеницы и картофеля к фузариозу и вироидам на основе методов молекулярной и клеточной биологии и создание на их основе исходных линий и диагностикумов для ускоренной селекции»
  • 2015 – 2017 гг. Проект 2194/ГФ: «Создание научных основ биотехнологического производства элитного безвирусного семенного картофеля для обеспечения семеноводства и расширения зон возделывания  отечественных сортов в Республике Казахстан»
  • 2018 – 2020 гг. Проект ГФ АР05136045 «Получение новых линий пшеницы и картофеля на основе применения комплекса инновационных подходов генетической инженерии и клеточных технологий»

Всего за 2010 – 2018гг. по результатам исследований опубликовано 34 научных работы, из них 11 статей, 23 тезиса на конференциях.

Публикации:

  1. Н. П. Малахова,Л. Д. Галиева, А. Хасейн, А. А. Калиева, Ю. А. Скиба // Апробация ускоренного биотехнологического производства элитного семенного картофеля для обеспечения семеноводства в Республике Казахстан //  Известия НАН РК 2018, №1. С. 128-134. IF – 0.039
  2. Аргынбаева А.М., Малахова Н.П., Адырбайқызы Р. Клеточная селекция Solanum Tuberosum L. на солеустойчивость Вестник КазНИТУ – 2017 № 3 (121) С.80-83.
  3. Малахова Н.П., Галиева Л.Д., Хасейн А., Калиева А.А., Тезекбаева Б.К., Мальцева Э.Р. // In vitro селекция клеточных культур картофеля с культуральным фильтратом гриба Fusarium solani//  Известия НАН РК 2016, №1. С.55-63. IF – 0.039
  4. Тезекбаева Б.К., Калиева А.А., Малахова Н.П. // Получение новых засухоустойчивых линий картофеля методом клеточной селекции.// Известия НАН РК 2016, №1. С.140-147. IF – 0.039
  5. Хасейн А., Уткелбаева Н.М., Жумагельдинов Б.К., Малахова Н.П. //  Оценка устойчивости к засолению селективных линий картофеля отечественных сортов.// Известия НАН РК 2016, №1. С.186-192. IF – 0.039
  6. Л.Д. Галиева, Н.П. Малахова, А.А.Калиева // Получение растений-регенерантов новых селекционных линий  картофеля с повышенной устойчивостью к  Fusarium solani // Известия НАН РК 2016, №4. С.98 – 192. IF – 0.039
  7. Н.П. Малахова, Б.К. Жумагельдинов, Хасейн А., Б.К.Тезекбаева, А. А. Калиева,А.Б. Ахметжанова. // Получение новых перспективных линий картофеля с повышенной устойчивостью к засухе на основе клеточных технологий // Известия НАН РК 2014.,№5. С. 64 – 71. . IF – 0.039
  8. А.Ш.Утарбаева, О.В.Чебоненко, А.К.Турсунова, А.Ж.Амиркулова, А.О.Абайлдаев, Н.П.Малахова, А.Хасейн. // Про- и антиоксидантный статус культивируемых in vitro клеток картофеля при селекции на соле- и засухоустойчивость // Известия НАН РК 2014, №5. С.89 – 93. . IF – 0.039
  9. N. Malakhova, B. Zhumageldinov The evaluation of the new potato lines’ drought resistance by peroxidase and superoxide dismutase enzyme activity // FEBS Journal. – 280.- Suppl. 1 – 2013. – P 518.

Патенты лаборатории:

  • Лесова Ж. Т., Айтхожина Н.А., Пралиев К.Д., Ержанов К. Б, Курманкулов Н., Блохина О. М.; Галиева Л. Д.; Султанбаева А.С. Стимулятор роста растений Инновационный патент  №20865 от 25.12.2008 г., 2009 г.
  • Лесова Ж. Т., Айтхожина Н.А., Пралиев К.Д., Ержанов К. Б, Курманкулов Н., Блохина О. М., Галиева Л. Д., Султанбаева А.С. Стимулятор роста растений Инновационный патент  №20864 от 25.12.2008 г., 2009.
  • Лесова Ж.Т., Айтхожина Н.А; Пралиев К. Д.; Ержанов К.Б.; Курманкулов Н.Б.; Егизбаева Т.; Хасейн А., Халымбетова А. Стимулятор роста клеточных культур растений. Инновационный патент  №20868 от 25.12.2008 г,  2009 г.
  • Лесова Ж.Т., Айтхожина Н.А, Пралиев К. Д., Ержанов К.Б., Курманкулов Н.Б., Саидсултанова Ж., Хасейн А. Стимулятор роста клеточных культур растений. Инновационный патент  №20866 от 25.12.2008 г., 2009 г.
  • Мусалдинов Т.Б., Жардемали Ж.К., Хасейн А., Саданов А.К. Применение культурального фильтрата микроводоросли Clorella Vulgaris SP-4 для выделения мезофильных протопластов растений. Заявка №2008253.1(положительное решение) от 05.03.08 г.
Show More
Close