The object of research, development or design (in Russian) : Родители и потомства гибридных популяций нута

The object of research, development or design (in Kazakh) : Гибридті ноқат популяцияларының ата-аналары мен ұрпақтары

Aim of work (in Russian) : Разработка и использование простых методовSNP-генотипирования (Amplifluor-like и ASQ), основы которых были опубликованы ранее авторами проекта. По результатам генотипирования с помощью разработанных молекулярных маркеров из расщепляющихся популяций нута (Cicer arietinum L.) создать новых селекционные линии с высокими показателями засухоустойчивости, урожайности и содержания белка в семенах.

Aim of work (in Kazakh) : Негіздерін жоба авторлары бұрын жариялаған SNP генотиптеудің (Amplifluor-like және ASQ) қарапайым әдістерін дайындау және пайдалану. Ноқаттың(Cicer arietinum L.) ажыратылатын популяцияларынан дайындалған молекулярлық маркерлерді қолдану арқылы генотиптеу нәтижелері бойынша құрғақшылыққа төзімділік көрсеткіштері, өнімділігі мен тұқымындағы ақуыз мөлшері жоғары жаңа селекциялық линияларды алу.

Методы исследования (на русском) : Полевые и лабораторные опыты. Подготовка поля и закладка опытов проводили по соответствующим рекомендациям ТОО «НПЦЗХ им. А.И. Бараева». Посев проводили согласно рекомендациям по выращиванию сельскохозяйственных культур НИИСХ Юго-Востока. Для определения массы 1000 семян использовался ГОСТ 12042. Фенологические наблюдения, полевые учеты, методы оценки проводились согласно методическим указаниям ВИР, методическим указаниям государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. При поиске генов, контролирующих заданные признаки использовали метод биоинформационного анализа. В Базах данных SNP провели поиск и выделили нуклеотидные последовательности, проверив их по Базе данных 'GenomeNet'. Проводили экстракцию ДНК, РНК – с использованием ‘TRIzol-like’ реагента. Генотипирование проводили с помощью молекулярных SNP маркеров для изучения конкретных "Генов интереса" по методике "Amplifiuor" (Amplification with Fluorescence) Для SNP-генотипирования и анализа экспрессии гена применяли количественную ПЦР в реальном времени (qRT-PCR) на приборе CFX96 Real-Time PCR Detection System фирмы ‘BioRad’. Экстракцию белков для применения биохимических методов с помощью высокоскоростной жидкостной хроматографии масс-спектроскопии проводили с помощью метода Fan и Sosulski. Секвенирование последовательности геномной ДНК гена проводили методом Sanger.

Методы исследования (на казахском) : Танаптық және зертханалық сынақтар. Танапты дайындау және үлгілерді себу жұмыстары «А.И.Бараев атындағы АШҒӨО» ЖШС-нің тиісті ұсыныстары бойынша жүргізілді. Себу ауыл шаруашылығы дақылдарын өсіру бойынша Оңтүстік-Шығыс АШҒЗИ-ның ұсыныстарына сәйкес жүргізілді. 1000 тұқым массасын анықтау үшін МЕМСТ 12042 қолданылды. Фенологиялық бақылау, танаптық есепке алу, бағалау әдістері БРӨШИ әдістемелік нұсқаулығы бойынша және ауыл шаруашылығы дақылдарын мемлекеттік сорт сынау әдістемелік нұсқаулықтары бойынша жүргізілді. Берілген белгілерді бақылайтын гендер іздеу барысында биоинформациялық талдау әдісі қолданылды. SNP дерекқорында іздеу жұмыстарын жүргізіп, нуклеотидтер тізбегін 'GenomeNet' дерекқорында тексеріп ерекшеледік. ‘TRIzol-like’ реагентін қолдану арқылы ДНҚ және РНҚ экстракциясы жүргізілді. "Amplifiuor" (Amplification with Fluorescence) әдістемесі бойынша нақты «қызығушылық гендерін» зерттеу үшін SNP молекулярлық маркерлерін қолдану арқылы генотиптеу жүргізілді. SNP-генотиптеу және ген экспрессиясын талдау үшін ‘BioRad’ фирмасының CFX96 Real-Time PCR Detection System құрылғысында нақты уақыттағы сандық ПТР (qRT-PCR) қолданылды. Масс-спектроскопияның жоғары жылдамдықты сұйық хроматографиясы арқылы биохимиялық әдістерді қолдану үшін ақуыз экстракциясы Fan және Sosulski әдісі арқылы жүзеге асырылды. Геннің геномдық ДНҚ тізбегін секвенирлеу Sanger әдісімен жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Разработаны праймеры и проведены секвенирования ПЦР продуктов по отобранным генам С21-А2 (Ca07571) и С21-В (Ca0446). Разработаны молекулярные маркеры ASQ и Amplifluor-like (C21-А2-SNP1 и C21-B-SNP2) и проведено генотипирование. На ген С21-А2 разработали и применили CAPS-маркер С21-А2-SNP4-MnlI. Провели анализ экспрессии гена С21-A2. Картированием гена-кандидата CaRab-GTP был разработан маркер С22-ASQsht7 для анализа по гену CaRab и проведено генотипирование селекционных линий F4-F6 поколений, полученных из трех гибридных популяций. Выделены 13 линий из гибридной популяции №1; 21 линия из гибрида №2; и 2 линии из гибридной популяции №3 с генотипом маркера С22-ASQsht7, идентичный засухоустойчивым родительским формам с высоким уровнем урожайности в условиях засухи. Провели исследование генома нута на микрочипе с использованием 6.000 DArT маркеров. Проанализировали генетическое разнообразие гена ZF-С21-А2 (Ca07571) на хромосоме Са5 и гена ZF-С21-В (Ca0446) на хромосоме Ca4. Опубликована статья в КОКСОН. Дополнительно опубликована глава в книге: Plant Genotyping: Methods and Protocols. Проведен первый раунд полевых испытаний 38 гибридных линий нута. В результате были отобраны: при достаточном увлажнении 16 гибридных линий. По наиболее высокому содержанию белка выделено 3 генотипа: 23/2-6; 35-18; 35-10.В условиях засухи выделили 24 гибридных линий. По результатам анализа, содержание белка в образцах нута, находилось в пределах 23,16 % (линия № 47) – 34,54 % (23/2-13-1).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : С21-А2 (Ca07571) және С21-В (Ca0446) таңдалған гендері бойынша ПТР өнімдерге секвенирлеу жүргізіліп праймерлер дайындалды. ASQ және Amplifluor-like (C21-А2-SNP1 және C21-B-SNP2) молекулярлық маркерлері және генотиптеу жүргізілді. С21-А2 гені үшін С21-А2-SNP4-MnlI CAPS-маркерін жасап, қолданылды. С21-A2 генінің экспрессиясына талдау жасалды. CaRab генін талдау үшін С22-ASQsht7 маркері жасалды және үш буданды популяциядан алынған F4-F6 ұрпақтарының селекциялық линияларына генотиптеу жүргізілді. №1 буданды популяциядан 13 линия; №2 буданнан 21 линия; және құрғақшылық жағдайында жоғары өнімді және құрғақшылыққа төзімді ата-аналық формаларға сәйкес келетін С22-ASQsht7 генотипінің маркері бар 2 линия №3 буданды популяциядан ерекшеленді. 6.000 DArT маркерлерін қолдану арқылы микрочипте ноқат геномы зерттелді. Са5 хромосомасындағы ZF-С21-А2 (Ca07571) генінің және Ca4 хромосомасындағы ZF-С21-В (Ca0446) генінің генетикалық әртүрлілігі талданды. ҚР БҒМ БҒССҚК ұсынған басылымда мақала жарияланды. Қосымша Plant Genotyping: Methods and Protocols кітабында бөлім жарияланды. Ноқаттың 38 буданды линиясының танаптың зерттеулерінің бірінші кезеңі жүргізілді. Нәтижесінде жеткілікті ылғалдану жағдайында 16 буданды линия таңдалды. Ақуыздың ең жоғары мөлшері бойынша 3 генотип ерекшеленді: 23/2-6; 35-18, 35-10. Құрғақшылық жағдайында 24 буданды линия ерекшеленді. Талдау нәтижелері бойынша ноқат үлгілеріндегі ақуыз мөлшері 23,16% (линия № 47) мен 34,54% (23/2-13-1) аралығында болды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Результаты полученные в ходе реализации проекта – это адаптированные протоколы по Amplifluor-like и ASQ маркерам для генотипирования селекционно-ценных высокобелковых и продуктивных линий нута, устойчивых к засухе. Адаптированные протоколы можно применять в научных центрах для создания новых форм нута с применением молекулярных методов. Новые линии могут быть использованы в селекции для получения сортов нута для возделывания в северных регионах РК.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жобаны іске асыру барысында алынған нәтижелер құрғақшылыққа төзімді, селекциялық-құнды жоғары ақуызды және өнімді ноқат линияларын генотиптеуге арналған Amplifluor-like және ASQ маркерлері бойынша бейімделген хаттамалар болып табылады. Бейімделген хаттамаларды молекулярлық әдістерді қолдана отырып, ноқаттың жаңа формаларын алу үшін ғылыми орталықтарда қолдануға болады. Жаңа линиялар ҚР солтүстік өңірлерінде өсіруге арналған ноқаттың сұрыптарын алу үшін селекцияда пайдаланылуы мүмкін.

Level of implementation (in Russian) : Опубликована одна статья в отечественном издании, рекомендованный КОКСОН и глава в книге в международном издании Springer по методам: Plant Genotyping: Methods and Protocols. Участие на конференции ComBio2022 в Мельбурне (Австралия) и в международной научно-практической конференции «Сейфуллинские чтения – 19», посвященной 110 - летию М.А. Гендельмана.

Level of implementation (in Kazakh) : Халықаралық басылымда ҚР БҒМ БҒССҚК ұсынған отандық басылымда 1 мақала жарияланды және «Springer» басылымының «Plant Genotyping: Methods and Protocols» кітабында бөлім жарияланды. Мельбурн қаласында (Австралия) откен «ComBio2022» конференциясына және М.А. Гендельманның 110 жылдығына арналған «Сейфуллин оқулары-19» атты Халықаралық ғылыми-практикалық конференциясына қатысу

Efficiency (in Russian) : Методы SNP-генотипирования (Amplifluor-like и ASQ) – существенно дешевле, чем методы KASP, TaqMan и Molecular Beacon. Методы SNP-генотипирования легко адаптируются, универсальны, рентабельны и высокопроизводительны для генотипирования и, следовательно, подходят для применения в лабораториях с ограниченным бюджетом.

Efficiency (in Kazakh) : SNP-генотиптеу (Amplifluor-like және ASQ) әдістері KASP, TaqMan және Molecular Beacon әдістеріне қарағанда арзан болуымен, SNP-генотиптеу әдістері оңай бейімделеді, жан-жақты, үнемді және генотиптеу үшін жоғары рентабельді, сондықтан SNP-генотиптеу үшін бюджеттік зертханаларда қолдануға жарамды.

Field of application (in Russian) : Новые методики проекта позволят создавать новые сорта нута на долгосрочную перспективу. Дополнительно, предлагаемые методы SNP-генотипирования удобны для обучения и работы со студентами, магистрантами и докторантами ВУЗов, что закладывает основу и долгосрочные перспективы для создания и воспитания селекционеров нового поколения в РК.

Field of application (in Kazakh) : Жобаның жаңа әдістері ұзақ мерзімді перспективада ноқаттың жаңа сұрыптарын алуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ұсынылған SNP-генотиптеу әдістері жоғары оқу орындарының студенттерімен, магистранттарымен және докторанттарымен жұмыс істеу және оларды оқыту үшін ыңғайлы, бұл ҚР-да селекционерлердің жаңа буынын құру және тәрбиелеу үшін негіз және ұзақ мерзімді перспективалар негізі бола алады