ҒЫЛЫМИ-ТЕХНИКАЛЫҚ БАҒДАРЛАМАСЫ

OR11465447 ҒЫЛЫМИ-ТЕХНИКАЛЫҚ БАҒДАРЛАМАСЫ

«Ауыл шаруашылығы дақылдарындағы ауру қоздырғыштарының мониторингі негізінде соңғы өнімнің тұтынушылық сапасына әсер ететін қоздырғыштарды анықтауға арналған сезімталдығы жоғары молекулярлық биологиялық, биохимиялық сынақтарды әзірлеу».

Ғылыми жетекшісі – б.ғ.д., профессор Ысқақов Б.Қ.

Бағдарлама өсімдік ауруларын диагностикалау әдістерін жетілдіруге және шаруашылық маңызы бар өсімдік түрлерінің отандық сорттарын алудың тиімділігін арттыруға, азық-түлік қауіпсіздігі мен ел халқының денсаулығын қамтамасыз ету мәселелерін шешуге, сондай-ақ тауарлық астық пен астықтың әлемдік нарығында бәсекеге қабілеттілігін арттыруға бағытталған. генетикалық биоресурстарды сақтау.

Бағдарламаның мақсаты мен алға қойылған міндеттерді шешу ғылыми зерттеулердің тиімділігін арттыруға және экономиканы әртараптандыруға және еліміздің тұрақты дамуына ғылымның үлесін арттыруға бағытталған.

Бағдарламаның мақсаты — Ауыл шаруашылығы дақылдарындағы (бидай, картоп, алма ағаштары) қоздырғыштарының мониторингі негізінде түпкілікті өнімнің тұтынушылық сапасына әсер ететін қоздырғыштарды анықтау үшін сезімталдығы жоғары молекулалық биологиялық және биохимиялық сынақтарды әзірлеу болып табылады.

Бағдарлама нәтижесінде жаңа білім алынады, жаңа биомаркерлер мен тесттер әзірленеді; өнімнің тұтынушылық сапасын жақсартуға, маңызды өсімдіктердің вирустармен, бактериялармен және саңырауқұлақтармен зақымдалуын ерте диагностикалау әдістерін жетілдіруге көмектесетін ұсыныстар әзірленетін болады, тұқымдық материалдың сапасын арттыру, импортты алмастыруды арттыру және әлемдік нарықта бәсекеге қабілеттілікті арттыру, генетикалық биоресурстарды сақтау, қауіпті фитопатогендердің таралуын болдырмау.

Бидай мен картоп Қазақстан үшін ең маңызды ауыл шаруашылығы дақылдары болып табылады, сондықтан да осы дақылдардың фитопатогенге төзімді сорттарын скрининг әдістерін жетілдіру еліміздегі ауылшаруашылық өнімдерінің шығымдылығын арттыруға және халықтың экономикалық тұрғыдан осал топтарын маңызды өнімдермен қамтамасыз етуге тиіс. Бидай мен картоптың саңырауқұлақ, бактериялық және вирустық аурулары айтарлықтай, 30%-ға дейін өнім жоғалтуына, ал эпифитот жылдарында 70%-ға дейін және одан да көп болатыны белгілі. Асыл тұқымды өсіру процесіне жаңа технологияларды енгізу бидай мен картоптың асыл тұқымды өсіруге перспективалы жаңа линияларын алуға мүмкіндік береді. Тиімді молекулярлық биологиялық және биохимиялық маркерлерді қолдану зиянды тұқым материалын дер кезінде анықтауға мүмкіндік береді.

Қазіргі уақытта алманың жергілікті сорттарын өндіру Қазақстан Республикасы үшін маңызды халықаралық брендке айналып, еліміздің экономикалық және әлеуметтік дамуының маңызды бағыттарының бірі болып табылады. Осыған байланысты, өрт қоздырғышының қауіпті штаммдарын анықтау және таралуының алдын алу қолданыстағы генетикалық әртүрлілікке елеулі зиян келтірмеуге және Қазақстан Республикасының аумағындағы мәдени және жабайы алма ағаштарының генофондын сақтауға мүмкіндік береді.

ҒТБ қолданбалы мәні. Бағдарламаны іске асыру нәтижесінде жаңа технологияларды, тиімді молекулалық-биологиялық және биохимиялық маркерлерді селекция процесіне енгізуге ықпал ететін технологиялар, сынақтар мен ұсыныстар әзірленетін болады, экономикалық маңызды өсімдіктердің жаңа желілерін құру кезінде қаржылық шығындарды азайтуға және эндемикалық биоресурстарды сақтауға ықпал ету.

Негізгі міндеттер. Биотикалық стресс жағдайында өсімдіктерде ақуыз биосинтезінің реттелу механизмдерін зерттеу, дәнді дақылдар дәніндегі полисахаридтің сандық құрамымен β-глюкан синтезі үшін ферменттердің белсенділігін бағалау; бидай дәніндегі Fusarium spp. саңырауқұлағы протеазаларының ақуыздық ингибиторларын анықтау және белок ингибиторларының сандық құрамы мен фитопатогеннің зақымдалуына төзімділік арасындағы байланысты анықтау, жеке картоп вирустарының молекулалық және биологиялық сипаттамаларын анықтау, Қазақстан Республикасында ең кең таралған Erwinia amylovora изоляттарын генотиптеу және ерекше қауіпті генотиптерді таратпау бойынша ұсыныстар әзірлеу үшін анықталған изоляттардың деректер базасын құру.

2021 жылдың 7 айындағы аралық нәтижелер:

Праймерлер диагностика, RT-PCR арқылы теру және картоп вирустарының PVX, PVY, PVM, PVS және PLRV жеке гРНҚ фрагменттерін плазмидтік векторға клондау үшін әзірленді және синтезделді. Қазақстан Республикасының Алматы және Қостанай облыстарының егістіктерінде осы вирустардың таралуы бойынша ағымдағы жағдайға талдау жүргізілді; Отандық бидай сорттарының фуразиоз ауруына төзімділігінің биохимиялық маркерлері ретінде зеңге қарсы ақуыз ингибиторларын анықтау және қолдану жүргізілді;

Қазақстанның оңтүстік-шығысындағы жабайы жеміс-жидек ормандарында өрт күйдіргінің таралуы бойынша ағымдағы жағдай зерттелді, ол Malus sieversii сияқты эндемикалық түрлердің, сондай-ақ розагүлділер көршілес түрлерінің (мысалы, Crataegus spp.) жұқтыру қаупін анықтауға бағытталған, ол инфекцияның резервуары бола алады және Қазақстанның оңтүстік-шығысындағы тау етегіндегі экожүйелердің биоәртүрлілігіне одан әрі қауіп төндіреді.

Бағдарлама аясында өсімдіктердің биотикалық кернеулерге бейімделуінің жаңа молекулалық механизмі, атап айтқанда, шағын рибосомалық суббірлік үшін тірек болып табылатын 18S рРНҚ тұтастығының өзгеруі зерттелуде. Стресс биомаркерлерінің мүлдем жаңа түрі ашылды, атап айтқанда 18S рРНҚ-ның дискретті фрагменттері.

Дәнді дақылдардың 50 отандық сорттары β-глюкан синтезі гендерінің болуына және олардың дәніндегі β-глюкан мөлшерінің деңгейіне сыналған.

Бағдарламаның міндеттерін орындауға келесі тұлғалар қатысады:

3 биология ғылымдарының докторы, 9 биология ғылымдарының кандидаты, 1 ауыл шаруашылығы ғылымдарының кандидаты, 2 Ph.D. докторы, 7 Ph.D. докторант, 29 жас ғалымдар.

2022 жылғы зерттеу нәтижелері:

— Картоп өсімдіктерінің 18 сұрыбында ИФТ және мультиплексті КТ-ПТР әдісімен бес вирусқа талдау жүргізілді. Жергілікті PVS, PVM, PVY изоляттарының геномдық аймақтары клондалған және секвенстелген, филогенетикалық талдау жүргізілді. Регламент әзірленді.

— Fusarium spp. сериндік протеазаларын синтездеу және тазарту шарттары оңтайландырылды. Бидай протеаза ингибиторларының биохимиялық қасиеттері анықталды. Сынақ әзірленіп, бидай сұрыптарының серин протеаза ингибиторларына скрининг жүргізілді.

— Алматы облысындағы жабайы жеміс ормандары мен алма екпелеріне (106 сынама) фитопатологиялық сараптама жүргізілді. E. amylovora 21 изоляттары алынды, олар генотиптелді (олардың барлығы А архетиптік генотипіне жатқызылған). Ұсыныстар берілді.

— Өсімдік 18S рРНҚ фрагментация деңгейін бағалау әдісі жасалды. Далалық сынақтар жүргізілді (картоп және бидай). Вирус және саңырауқұлақтықпен зақымдануда 18S рРНҚ үш фрагментінің түзілуі күшейетіні анықталды. Ереже әзірленді.

— β-глюканның синтезіне жауапты гендерді анықтау үшін бидайдың 50, арпаның 50 және сұлының 50 сұрыптары талданды. Дәнді дақылдардың таңдамалы сұрыптарындаβ-глюканның мөлшері анықталды. Геномдық ДНҚ үлгілерінің жинағы жасалды.

Қолдану саласы: молекулалық биология, өсімдіктер биотехнологиясы, өсімдік шаруашылығы, фитопатология, вирусология, астық тұқымдастыларды сұрыптау.

Тәжірибелік қолданылуы: елдегі картоп, астық тұқымдастылар және жеміс дақылдарының ауруларын бақылаудың тиімділігін арттыру, фитопатогендерге төзімділігі жоғары өсімдіктердің маңызды түрлерінің сұрыптары мен линияларын анықтау үшін селекциялық үдерісті жеңілдету.   

Зерттеудің қолданбалы құндылығы: Отандық картоп сорттарын (фитовирустардың, 18S рРНҚ стресске тәуелді фрагменттерінің құрамы бойынша) және дәнді дақылдардың (саңырауқұлақ протеаза ингибиторларының құрамы және β-глюкан синтезіне қатысатын гендердің болуы үшін) мониторингі кезінде алынған нәтижелер осы дақылдарды өсірумен айналысатын отандық орталықтарға жіберілді. Шаруаларға арналған ережелер, сынақтар, ұсыныстар әзірленіп, шығарылды. Зерттеу нәтижелері селекциялық процестің тиімділігін арттыруға және фитопатогендерге қарсы күрес шараларын жүргізуге ықпал етеді.

Бағдарламаның нәтижелері бойынша келесілер жарияланды:

Web of Science Core Collection, Clarivate Analytics және Scopus дерекқорларына енгізілген журналдардағы мақалалар – 6; БҒСҚК ұсынған журналдардағы мақалалар – 11; ҚР патенттік өтінімдері – 2; зертханалық ережелер, технологиялар, сынақтар – 5

Жарияланған еңбектер тізімі:

— Web of Science Core Collection, Clarivate Analytics және Scopus дерекқорларына енгізілген журналдардағы мақалалар:

1 Karpova O., Alexandrova A., Nargilova R., Ramazanova M., Kryldakov R., Iskakov B.. AtDREB2A gene expression under control of the inducible promoter and virus 5’-untranslated regions improves tolerance to salinity in Nicotiana tabacum // International Journal of Biology and Biomedical Engineering. – 2021. – Vol. 15. – P. 260-274. https://doi.org/10.46300/91011.2021.15.32. (Scopus: 15%; CiteScore 0,6; SJR 0,149).

2 Alexandrova A., Karpova O., Kryldakov R., Golyaev V., Nargilova R., Iskakov B., Pooggin M.M. Virus Elimination from Naturally Infected Field Cultivars of Potato (Solanum tuberosum) by Transgenic RNA Interference // International journal of molecular sciences. — 2022. – Vol.23, No.14. – P. 8020. https://doi.org/10.3390/ijms23148020.  (Scopus: 85%. WoS – Q1. IF — 6.009).

3  Eliby S., Bekkuzhina S., Kishchenko O., Iskakova G., Kylyshbayeva G., Jatayev S., Soole K., Langridge P., Borisjuk N., Shavrukov Y. Developments and prospects for doubled haploid wheat // Biotechnology advances. – 2022. – Vol. 60. – P. 108007. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2022.108.  (Scopus: 98%. WoS – Q1. IF — 14.23).

4  Zhigailov A.V., Stanbekova G.E., Nizkorodova A.S., Galiakparov N.N., Gritsenko D.A., Polimbetova N.S., Halford N.G., Iskakov B.K. Phosphorylation of the alpha-subunit of plant eukaryotic initiation factor 2 prevents its association with polysomes but does not considerably suppress protein synthesis. Plant Science. 2022; 317: 111190; https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2022.111190. (Scopus: 92%; WoS – Q1; IF 4,729).

5 Maltseva E.R., Zharmukhamedova G.A., Jumanova Zh.K., Naizabayeva D.A., Berdygulova Zh.A., Dmitriyeva K.A., Soltanbekov S.S., Argynbayeva A.M., Skiba Y.A., Malakhova N.P., Rezzonico F., Smits T.H.M. Assessment of fire blight introduction in the wild apple forests of Kazakhstan //  Biodiversity. – 2022. https://doi.org/10.1080/14888386.2022.2141880. (Scopus: 50%. WoS – Q3. IF 0.607).

6  Zhigailov A.V., Nizkorodova A.S., Sharipov K.O., Polimbetova N.S., Iskakov B.K. Glyphosate treatment mediates the accumulation of small discrete 5′- and 3′-terminal fragments of 18S rRNA in plant cells // Vavilovskii Zhurnal Genetiki I Selektsii. – 2023. – Т. 27, № 2. – C.93-98. https://doi.org/10.18699/VJGB-23-13 (Scopus: 46%, WoS – Q3, IF 0.9).

БҒСҚК ұсынған отандық журналдардағы мақалалар:

• Жигайлов А.В., Акбергенов Р.Ж., Полимбетова Н.С. Исследование роли РНК-интерференции в регуляции дискретной фрагментации 18S рРНК растений // Вестник КазНУ // Серия биологическая и медицинская. – 2022. – №2 (91). – С. 128-137. https://doi.org/10.26577/eb.2022.v91.i2.011.
• Alexandrova A., Yeriskina Y., Nargilova R., Kryldakov R., Tokbergenova Z., Pooggin M., Iskakov B., Karpova O. Genome sequence analysis, RT-PCR diagnostics and construction of viral protein-expressopn cassetes for Kazakh isolate of Ordinary and Andean strains of potato Virus S. Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2022. – Vol.2. – P. 72-82. https://doi.org/10.11134/btp.2.2022.10.
• Малахова Н.П., Скиба Ю.А., Тезекбаева Б.К., Хасейн А., Дмитриева К.Д., Ромашкин В.Н., Жармухамедова Г.А., Джуманова Ж.К., Мальцева Э.Р. Распространенность Erwinia amylovora на дикорастущих и культурных яблоневых деревьях рода Malus на период 2021 года // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2022. – №.2. – С. 62-71. https://doi.org/10.11134/btp.2.2022.9.
• Кузовлев В.А., Абайлдаев Ә.О., Шарипов К.О., Хакимжанов А.А.Очистка и характеристика α-амилазы и протеазы фитопатогенного гриба Fusarium graminearum // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2022. – №3. – С. 3-13. https://doi.org/10.11134/btp.3.2022.1.
• Магазова А.Р., Аширбеков Е.Е., Абайлдаев А.О., Саткен Қ.С., Балмуханова А.М., Аканов Ж.А., Балмуханова А.В., Шарипов К.О. Полиморфизм BglII гена ITGA2 у пациентов с диабетической ретинопатией в казахстанской популяции // Наука и Здравоохранение. – 2022. – Т.24, № 2. – С. 63-70. DOI 10.34689/SH.2022.24.2.008.
• Абдолла Н., Абидкулова К.Т., Ыдырыс Ә., Мухитдинов Н.М. Алматы облысының агробиостанция жағдайда өсiрiлген Linaria vulgaris Mill дәрiлiк өсiмдiгiнiң фитохимиялық құрам ерекшелiгi // Вестник КазНУ. Серия экологическая. – 2022. – №3. – С. 70-80. https://doi.org/10.26577/EJE.2022.v72.i3.07.
• Nizkorodova A.S., Maltseva E.R., Naizabayeva D.A., Skiba Yu.A., Alexandrova A.M., Nargilova R.M. Universal primers and fluorescent probe detect reference 18S rRNA gene in all vertebrates // Experimental Biology. – 2022. – №3. – P. 121-129. https://doi.org/10.26577/eb.2022.v92.i3.010.
• Кузовлев В.А., Абайлдаев Ә.О., Хакимжанов А.А. Активность и компонентный состав защитных белков в зерне и проростках пшеницы, ячменя и овса // Вестник КазНУ. Серия биологическая. – 2022. – № 3. – С. 109-120. https://doi.org/10.26577/eb.2022.v92.i3.09.
• Абайлдаев Ә.О., Кузовлев В.А., Хакимжанов А.А. Оптимизация питательной среды для продукции протеазы фитопатогенным грибом Fusarium graminearum и характеристика фермента // Вестник Карагандинского университета. Сер. «Биол. Мед. География». – 2022. – №3. – С.7-17 https://doi.org/10.31489/2022BMG3/7-15
• Исмагулова Г., Байжуманова С., Искакова Г., Байсапарова Д., Мендеш А., Тусипова А., Скиба Ю., Мальцева Э., Найзабаева Д., Есимбекова М., Мукин К. Дәнді дақыл сорттарының β-глюкан синтезіне жауапты гендардің скринингі // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2022. – №4. – С.75-82 – https://doi.org/10.11134/btp.4.2022.10.

Халықаралық ғылыми конференциялардағы баяндамалары:

• Байжуманова С.С., Исмагулова Г.А., Искакова Г.А., Байсапарова Д. О., Мендеш А.М., Тусипова А.А., Саби А.Б. Характеристика сортов ячменя на наличие генов синтеза β-глюкана / Тезис доклад VII Международной научной конференции «Современное состояние, проблемы и перспективы аграрной науки», 3-7 октября 2022 г. Севастополь, РФ.

Патенттік қорғау құжаттары:

• «55 нуклеотидті 5′-терминалды фрагментті анықтау арқылы өсімдік жасушаларында 18S рРНҚ жасырын дискретті фрагментация дәрежесін бағалау әдісі» ҚР патентіне өтінім (авторлары: Жигайлов А.В., Искаков Б.К., Полимбетова Н.С., Қорылдақов Р.В.) 2021/0677.1 от 04.11.2021.
• «М, S, Y, X картоп вирустары мен жапырақ бұйра вирусын бір мезгілде диагностикалау әдісі» Қазақстан Республикасының патентіне өтінім (авторлары: Карпова О.В., Александрова А.М., Крылдаков Р.В., Наргилова Р.М., Ерискина Е.А., Рамазанова М., Исқақов Б.К.) 2021/0735.1 от 03.12.2021.

Зертханалық тәртіптемелер, технологиялар, сынақтар:

1) Технология: «Қазақстанның жекелеген аймақтарындағы картопты вирустық инфекциялардың эпидемиологиялық жағдайын бағалау технологиясы». Алматы 2022. (бекітілді: 29.04.2022, №2 хаттама).

2) Зертханалық тәртіптеме: «Кері транскрипцияны және мультиплексті полимеразды тізбекті реакцияны қолдана отырып, бес картоп вирусының (PVX. PVY, PVM, PVS, PRLV) диагностикасы». Алматы 2022. (бекітілді: 29.04.2022, №3 хаттама).

3) Зертханалық тәртіптеме: «Өсімдіктің биотикалық стрессінің маркері ретінде 18S рРНҚ дискретті фрагментация деңгейін бағалау биотехнологиясы». Алматы 2022. (бекітілді: 29.04.2022, №4 хаттама).

4) Rosaceae тұқымдасының эндемикалық өсімдіктері арасында өрт күйдіргінің таралуының алдын алу бойынша практикалық ұсыныстар. Алматы 2022. (бекітілді: 21.09.2022, №5 хаттама).

5) Бидай дәнінің Fusarium-мен зақымдалуына төзімділігін биохимиялық тексеру. Алматы 2022. (бекітілген: 21.09.2022, №6 хаттама).