IPbb
О проекте
BR18574099 Изучение молекулярно-генетических и клеточных процессов для повышения устойчивости к болезням и продуктивности сельскохозяйственных культур
Настоящая программа направлена на:
  • идентификацию ДНК маркеров для определения отличимости, однородности и стабильности сортов зерновых культур;
  • поиск новых ДНК маркеров продуктивности и устойчивости к болезням для ускоренного создания и семеноводства конкурентоспособных и высокопродуктивных сортов мягкой пшеницы;
  • разработку эффективных технологий для получения безвирусного посадочного материала ягодных культур и семенного картофеля;
  • разработку молекулярно-генетических систем ускоренного обнаружения карантинных патогенов и вредителей для предотвращения завоза опасных штаммов, изолятов и рас, а также их выявление в садах и полях страны;
  • выявление генетического разнообразия карантинных объектов в разных регионах страны, определение высокопатогенных штаммов и рас, изучение влияния окружающей среды на уровень генетической гетерогенности, а также предсказание вектора эволюции патогенов.
Основными подходы к проведению исследований
  • Подход
    • изучение молекулярной генетики зерновых культур, бактерий, вызывающих карантинные болезни (Candidatus Liberibacter solanacearum и Erwinia amylovora) и насекомых вредителей (азиатский подвид непарного шелкопряда);
  • Подход
    • изучение роста и развития растений при микроклональном размножении растений картофеля и ягодных культур при различных условиях культивирования.
Будут получены следующие результаты
  • 1
    • стандарты ДНК-генотипирования зерновых культур для определения оригинальности и однородности новых сортов пшеницы и ячменя;
    • технология получения семенного картофеля (материнские растения, их клоны и микроклубни);
  • 2
    • идентифицированы и внедрены новые ДНК-маркеры устойчивости к болезням и продуктивности мягкой пшеницы для ускоренного создания и семеноводства конкурентоспособных и высокопродуктивных сортов;
    • биотехнология ускоренного in vitro размножения растений жимолости, голубики, ежевики;
  • 3
    • рекомендации по внедрению информативных ДНК-маркеров, ассоциированных с устойчивостью к грибковым патогенам в селекционный процесс зерновых культур;
    • технология перевода растений из условий in vitro в контейнерную культуру и получения элитного посадочного материала;
    • получены и внедрены в лабораторию фитосанитарного контроля высокочувствительные молекулярно-генетические системы ускоренной идентификации карантинных патогенов и вредителей растений.
Актуальность
Актуальность решаемых задач для целей социально-экономического развития в масштабах Республики Казахстан отражена в следующих государственных стратегических и программных документах: стратегический план развития РК до 2025; стратегический план развития РК до 2050; Послание Главы государства К. Токаева народу Казахстана 2 сентября 2019 г; послание Главы государства К. Токаева народу Казахстана. «Казахстан в новой реальности: время действий» 1 сентября 2020 г.
Вышеуказанные результаты позволят:
  1. Селекционерам ускорить и удешевить процесс выведения сортов;
  2. В процесс сортоиспытания сортов зерновых культур внедрить генетические маркеры для определения отличимости, однородности и стабильности;
  3. Внедрить в семеноводство высокоэффективную технологию получения семенного картофеля;
  4. Внедрить в питомниководство Казахстана технологии получения безвирусного посадочного материала ягодных культур;
  5. Лабораториям фитосанитарных служб Казахстана контролировать распространение карантинных фитопатогенов и вредителей путем своевременного их обнаружения в полях и садах, а также в импортном посадочном материале, при использовании разработанных высокочувствительных молекулярно-генетических систем ускоренной идентификации.
Применения
Полученные результаты в ходе реализации программы применимы в области селекции, молекулярной генетики, биологии и биотехнологии растений, биоинформатике, растениеводстве и фитосанитарной безопасности.
Результаты по разработке производства безвирусного посадочного материала, а также молекулярно-генетической системы ускоренной идентификации карантинных патогенов и вредителей будут иметь высокий потенциал для коммерциализации.
Публикации
  • 1
    Научные публикации руководителя НТП:
    1. Sapakhova Z., Islam K.R, Toishimanov M., Zhapar K., Daurov D., Daurova A., Raissova N., Kanat R., Shamekova M., Zhambakin K. Mulching to improve sweet potato production. Journal of Agriculture and Food Research. 2024. Vol. 15. 101011. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101011.
    2. Toishimanov M., Abilda Z., Daurov D., Daurova A., Zhapar K., Sapakhova Z., Kanat R., Stamgaliyeva Z., Zhambakin K., Shamekova M. Phytoremediation Properties of Sweet Potato for Soils Contaminated by Heavy Metals in South Kazakhstan. Applied Sciences. 2023. Vol. 13. 9589. https://doi.org/10.3390/app13179589.X
    3. Sapakhova Z., Raissova N., Daurov D., Zhapar K., Daurova A., Zhigailov A., Zhambakin K., Shamekova M. Sweet Potato as a Key Crop for Food Security under the Conditions of Global Climate Change: A Review. Plants. 2023. Vol. 12. 2516. https://doi.org/10.3390/plants12132516.
    4. Gritsenko D., Daurova A., Pozharskiy A., Nizamdinova G., Khusnitdinova M., Sapakhova Z., Daurov D., Zhapar K., Shamekova M., Kalendar R., Zhambakin K. Investigation of mutation load and rate in androgenic mutant lines of rapeseed in early generations evaluated by high-density SNP genotyping. Heliyon. 2023. Vol. 9(3). e14065. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e14065.
    5. Daurov D., Argynbayeva A., Daurova A., Zhapar K., Sapakhova Z., Zhambakin K., Shamekova M. Monitoring the Spread of Potato Virus Diseases in Kazakhstan. American Journal of Potato Research. 2023. Vol. 100(1). P. 63-70. https://doi.org/10.1007/s12230-022-09895-y.
    6. Daurov D., Zhambakin K., Shamekova M. Phytoremediation as a way to clean technogenically polluted areas of Kazakhstan. Brazilian Journal of Biology. 2023. Vol. 83. e271684. https://doi.org/10.1590/1519-6984.271684.
    7. Daurova A., Daurov D., Zhapar K., Volkov D., Sapakhova Z., Shamekova M., Zhambakin K. Improvement of Breeding-Valuable Traits of Rapeseed (Brassica napus) using Mutagenesis. International Journal of Agriculture and Biology. 2022. Vol. 28(4). P. 219-227. https://doi.org/10.17957/IJAB/15.1973.
    8. Daurova A., Daurov D., Volkov D., Karimov A., Abai Z., Raimbek D., Kuanish Z., Zhambakin K., Shamekova M. Mutagenic treatment of microspore-derived embryos of turnip rape (Brassica rapa) to increase oleic acid content. Plant Breeding. 2020. Vol. 139 (5). P. 916-922. DOI: 10.1111/pbr.12830.
    9. Daurov D., Daurova A., Karimov A. Tolegenova D., Volkov D., Raimbek D., Zhambakin K., Shamekova M. Determining Effective Methods of Obtaining Virus-Free Potato for Cultivation in Kazakhstan. American Journal of Potato Research. 2020. Vol. 97. P. 367–375. 10.1007/s12230-020-09787-z.
    10. Zhambakin K., Zhapar K. Current status and prospects of plant biotechnology in Kazakhstan. Plant Biotechnology Report. 2020. Vol. 14 (2). P. 177-184. DOI:10.1007/s11816-020-00601-0, IF-2.406.
    11. Daurova A., Daurov D., Volkov D., Zhapar K., Raimbek D., Shamekova M., Zhambakin K. Doubled haploids of interspecific hybrids between Brassica napus and Brassica rapa for canola production with valuable breeding traits. OCL - Oilseeds and fats, Crops and Lipids. 2020. Vol. 27. 45. https://doi.org/10.1051/ocl/2020041.
    12. Daurov D., Zhapar K., Daurova A., Volkov D., Bakbergenova M., Tolegenova D., Shamekova M., Zhambakin K. Production of virus-free sweet potato planting material for the southeast of Kazakhstan. International journal of agriculture and biology. 2018. Vol. 20 (4). P. 851-856. https://doi.org/10.17957/IJAB/15.0576.
    13. Sartbaeva, I.A., Usenbekov, B.N., Rysbekova, A.B., Mukhina Zh.M., Kazkeev D.T., Zhambakin K.Zh., Zhanbyrbaev E.A., Berkimbai Kh.A., Akhmetova D.S., Meldebekova A.A. Obtaining of Doubled Haploid Lines for Selection of Glutinous Rice. Biotekhnologiya. 2018. 34 (2). P. 26-36. https://doi.org/10.21519/0234-2758-2018-34-2-26-36.
    14. Sartbayeva I., Usenbekov B., Rysbekova A., Kazkeyev D., Zhanbyrbayev Y., Batayeva D., Berkimbay K., Zhambakin K., Matsuba S., Umemoto T. Haplotype analysis of Wx and Alk genes and amylopectin chain-length distribution among Kazakhstan glutinous rice lines. Japan Agricultural Research Quarterly. 2017. Vol. 51(2). P. 147-153. https://doi.org/10.6090/jarq.51.147.
    15. Kalendar R., Muterko A., Shamekova M., Zhambakin K. In silico PCR tools for a fast primer, probe, and advanced searching. Methods in Molecular Biology. 2017. 1620. P. 1-31. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7060-5_1.
  • 2
    Научные публикации исследовательской группы:
    1. Zatybekov A., Genievskaya Y., Rsaliyev A., 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 2022. Vol. 11(1). 74. https://doi.org/10.3390/plants11010074.
    2. Amalova A., Abugalieva S., Babkenov A., Babkenova S., Turuspekov Y. Genome-wide association study of yield components in spring wheat collection harvested under two water regimes in Northern Kazakhstan. PeerJ 2021. Vol. 9. e11857. https://doi.org/10.7717/peerj.11857.
    3. 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 2020. Vol. 8. e9820. https://doi.org/10.7717/peerj.9820.
    4. Anuarbek S., Abugalieva S., Pecchioni N., Laidò G., Maccaferri M., Tuberosa R., Turuspekov Y. Quantitative trait loci for agronomic traits in tetraploid wheat for enhancing grain yield in Kazakhstan environments. PLoS ONE 2020. Vol. 15(6). e0234863. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234863.
    5. 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 2019. Vol. 14(8). e0221064. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221064.
    6. Kumarbayeva M., Kokhmetova A., Kovalenko N., Atishova M., Keishilov Z., Aitymbetova K. Characterization of Pyrenophora tritici-repentis (tan spot of wheat) races in Kazakhstan. Phytopathologia Mediterranea. 2022. Vol. 61(2). P. 243-257. https://doi.org/10.36253/phyto-13178.
    7. Kokhmetova A., Rsaliyev S., Atishova M., Kumarbayeva M., Malysheva A., Keishilov Z., Zhanuzak D., Bolatbekova A. Evaluation of wheat germplasm for resistance to leaf rust (Puccinia triticina) and identification of the sources of Lr resistance genes using molecular markers. Plants. 2021. Vol. 10(7). 1484. https://doi.org/10.3390/plants10071484.
    8. Kokhmetova A., Kumarbayeva M., Atishova M. Identification of high-yielding wheat genotypes resistant to Pyrenophora tritici-repentis (Tan spot). Euphytica. 2021. Vol. 217. 97. https://doi.org/10.1007/s10681-021-02822-y.
    9. Kokhmetova A., Rsaliyev A., Malysheva A., Atishova M., Kumarbayeva M., Keishilov Z. Identification of stripe rust resistance genes in common wheat cultivars and breeding lines from Kazakhstan. Plants. 2021. Vol. 10(11). 2303. https://doi.org/10.3390/plants10112303.
    10. Kokhmetova A.M., Ali Sh., Sapakhova Z., Atishova M.N. Identification of genotypes-carriers of resistance to tan spot Ptr ToxA and Ptr ToxB of Pyrenophora tritici-repentis in common wheat collection. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii. 2018. Vol. 22(8). Р. 978-986. https://doi.org/10.4454/jpp.v99i1.3812.
    11. Kokhmetova A., Kremneva O., Volkova G., Atishova M., Sapakhova Z. Evaluation of wheat cultivars growing in Kazakhstan and Russia for resistance to tan spot. Journal of Plant Pathology. 2017. Vol. 99(1). Р. 161–167. https://doi.org/10.4454/jpp.v99i1.3812.
    12. Kushnarenko S., Aralbayeva M., Rymkhanova N., Reed B.M. Initiation pretreatment with Plant Preservative MixtureTM increases the percentage of aseptic walnut shoots. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant. 2022. Vol. 58. P. 964-971. https://doi.org/10.1007/s11627-022-10279-4.
    13. Kushnarenko S., Romadanova N., Aralbayeva M., Zholamanova S., Alexandrova A., Karpova O. Combined ribavirin treatment and cryotherapy for efficient Potato virus M and Potato virus S eradication in potato (Solanum tuberosum L.) in vitro shoots. In vitro Cellular & Developmental Biology – Plant. 2017. Vol. 53 (4). P. 425-432. https://doi.org/10.1007/s11627-017-9839-0.
    14. Romadanova N.V., Kushnarenko S.V., Karasholakova L.N. Development of a common PVS2 vitrification method for cryopreservation of several fruit and vegetable crops. In vitro Cellular & Developmental Biology – Plant. 2017. Vol. 53 (4). P. 382-393. https://doi.org/10.1007/s11627-017-9849-y.
    15. Romadanova N.V., Kushnarenko S.V., Karasholakova L.N. Development of a common PVS2 vitrification method for cryopreservation of several fruit and vegetable crops // In vitro Cellular & Developmental Biology – Plant. 2017. Vol. 53 (4). P. 382-393. https://doi.org/10.1007/s11627-017-9849-y.
    16. Amirova A., Dossymbetova S., Rysbayeva Y., Usenbekov B., Tolegen A., Ydyrys A. Multiple plant regeneration from embryogenic calli of Paulownia tomentosa (Thunb.) Steud. Plants. 2022. Vol. 11(8). 1020. https://doi.org/10.3390/plants11081020.
    17. Kovalchuk I., Mukhitdinova Z., Turdiyev T., Madieva G., Akin M., Eyduran E., Reed B.M. Modeling some mineral nutrient requirements for micropropagated wild apricot shoot cultures. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2017. Vol. 129 (2). P. 325-335. https://doi.org/10.1007/s11240-017-1180-0.
    18. Sapakhova Z., Irkitbay A., Madenova A., Suleimanova G. Mitigation effect of salicylic acid on wheat (Triticum aestivum L.) under drought stress. Research on Crops. 2022. Vol. 23(2). P. 267-275. https://doi.org/10.31830/2348-7542.2022.037.
    19. Madenova A., Sapakhova Z., Bakirov S., Galymbek K., Yernazarova G., Kokhmetova A., Keishilov Z. Screening of wheat genotypes for the presence of common bunt resistance genes. Saudi Journal of Biological Sciences. 2021. Vol. 28(5). P. 2816-2823. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2021.02.013.
    20. Daurov D., Daurova A., Karimov A. Tolegenova D., Volkov D., Raimbek D., Zhambakin K., Shamekova M. Determining Effective Methods of Obtaining Virus-Free Potato for Cultivation in Kazakhstan. American Journal of Potato Research. 2020. Vol. 97. P. 367–375. https://doi.org/10.1007/s12230-020-09787-z.
    21. Daurov D., Zhapar K., Daurova A., Volkov D., Bakbergenova M., Tolegenova D., Shamekova M., Zhambakin K. Production of virus-free sweet potato planting material for the southeast of Kazakhstan. International journal of agriculture and biology. 2018. Vol. 20 (4). P. 851-856. https://doi.org/10.17957/IJAB/15.0576.
    22. Volkov D., Argynbayeva A., Daurov D., Zhapar K., Abai Zh., Zhambakin K., Shamekova M. Accelerated production of virus-free Potato planting material using a bioreactor. Reports of the national academy of sciences of the republic of Kazakhstan. 2020. Vol. 5 (333). P. 56-62. https://doi.org/10.32014/2020.2518-1483.119.
    23. 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. 111190. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2022.111190.
    24. Pozharskiy A., Kostyukova V., Nizamdinova G., Kalendar R., Gritsenko D. MLO proteins from tomato (Solanum lycopersicum L.) and related species in the broad phylogenetic context. Plants. 2022. Vol. 11(12). 1588. https://doi.org/10.3390/plants11121588.
    25. Karpova O., Alexandrova A., Yeriskina E., Kryldakov R., Gritsenko D., Galiakparov N., Iskakov B. Andean and Ordinary Strains of Potato Virus S Infecting Potatoes in Southern Kazakhstan. Plant Disease. 2020. Vol.104 (2). P. 599. https://doi.org/10.1094/PDIS-09-19-1822-PDN.
    26. Gritsenko D., Kenzhebekova R.T., Deryabina N.D., Galiakparov N.N. Development of a “deconstructed” vector based on the genome of grapevine virus A. Plant Biotechnol Rep. 2019. Vol. 13. P. 169-177. https://doi.org/10.1007/s11816-019-00528-1.
    27. Gritsenko D., Kerimbek N., Kapytina A., Pozharskiy A., Nizamdinova G., Taskuzhina A., Adilbayeva K. Development of primer sets for detection of Raspberry leaf blotch virus and Raspberry leaf mottle virus by multiplex RT-PCR. Eurasian Journal of Applied Biotechnology. 2022. Vol. 1. P. 33-39. https://doi.org/10.11134/btp.1.2022.4.
  • 3
    Патенты и авторские свидетельства:
    1. Patent No. 495 for a selection achievement for the winter wheat variety "Raminal". Kokhmetova A.M., Zhambakin K.Zh., Tyupina L.N., Urozaliev R.A., Esimbekova M.A., Itenova F.L., Baizhanov Zh.R. October 22, 2008.
    2. Patent of the Republic of Kazakhstan for the selection achievement Dandelion kok-saghyz "Saryzhaz". Uteulin K.R., Zhambakin K.Zh., Rakhimbaev I.R., Baitulin I.O., Mukhambetzhanov S.K. Patent No. 862 dated 03/29/2017.
    3. Certificate for the variety of kok-saghyz "Saryzhaz". Uteulin K.R., Zhambakin K.Zh., Rakhimbaev I.R., Baitulin I.O., Mukhambetzhanov S.K. Certificate No. 799 dated 09/13/2017.
    4. Provisional patent for invention No. 19348. Methods for obtaining an embryogenic suspension of haploid wheat cells and a method for obtaining viable haploid regenerated plants. Turasheva S.K., Zhumabaeva B.A., Zhambakin K.Zh., Rakhimbaev I.R. 08/23/2006.

Институт биологии и биотехнологии растений
Лаборатория селекции и биотехнологии
This site was made on Tilda — a website builder that helps to create a website without any code
Create a website
How to remove this block?About platformSubmit a complaint