The object of research, development or design (in Russian) : Potato leafroll virus, Potato virus Y, Potato virus M, Potato spindle tuber viroid, Nicothiana benthamiana, Solanum tuberosum

The object of research, development or design (in Kazakh) : Potato leafroll virus, Potato virus Y, Potato virus M, Potato spindle tuber viroid, Nicothiana benthamiana, Solanum tuberosum

Aim of work (in Russian) : Разработать высокоэффективную, без ГМО, технологию, направленную на инактивацию РНК вирусов и вироидов картофеля с помощью генно-инженерных CRISPR/Cas РНК-зависимых ДНК-эндонуклеаз

Aim of work (in Kazakh) : РНҚ-ға тәуелді ДНҚ эндонуклеазаларының гендік-инженерлік CRISPR/cas көмегімен картоп вирустары мен вироидтарының РНҚ-сын инактивациялауға бағытталған жоғары тиімді, ГМО-сыз технология әзірлеу

Методы исследования (на русском) : В работе использовались методы биоинформатического анализа, методы генетической инженерии и молекулярной биологии.

Методы исследования (на казахском) : Жұмыста биоинформатикалық талдау әдістері, генетикалық инженерия және молекулалық биология әдістері қолданылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Был проведен анализ 760 образцов картофеля на предмет инфицирования вирусами PVX, PVY, PVS, PVM, PLRV и вироидом PSTVd в пяти регионах страны. В результате анализа было выявлено 5 образцов, зараженных вирусом PLRV, 11 - PVМ, 22 - вироидом PSTVd. Вирусом PVY оказались поражены 41 растение. Кроме того, были обнаружены образцы картофеля с коинфекцией несколькими видами вирусов. Высокопроизводительное секвенирование геномов обнаруженных вирусов и вироида позволило выявить консервативные и вариабельные регионы локальных изолятов и отобрать перспективные для таргетирования последовательностями gRNA, sense и antisense. Кроме того, была выявлена гомология среди изолятов каждого вируса PLRV, PVМ и PVY, которая составила 90-95%. Наибольшая частота мутаций была отмечена у вируса PVМ и составила 1.20 × 10−3. Индекс Шеннона варьировал от 0.00205 до 0.00262 со средним значением 0.00237. Количество идентифицированных SNP-полиморфизмов в геномах вируса PVМ составило 24, для вируса PLRV – 18, для вируса PVY–14, для вироида PSTVd - 11. Были выявлены пороги мутабельности геномов вирусов, где наибольшая частота мутаций была отмечена у вируса PVМ относительно размера генома. В результате анализа были отобраны и клонированы не менее 2-х последовательностей gRNA и 3-х последовательностей sense и antisense для каждого вируса и вироида в промежуточные векторы. Было проведено субклонирование гена Cas13a в бинарный вектор и его экспрессия в модельном растении табака и, непосредственно, в картофеле.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Еліміздің бес аймағында PVX, PVY, PVS, PVM, PLRV вирустарын және PSTVd вироидын жұқтыруға 760 картоп сынамасы сарапталды. Талдау нәтижесінде PLRV вирусын, 11 - PVM, 22 - pstvd вирусын жұқтырған 5 үлгі анықталды. PVY вирусы 41 өсімдікке әсер етті. Сонымен қатар, вирустың бірнеше түрімен коинфекцияланған картоп үлгілері табылды. Анықталған вирустар мен вироидтардың жоғары өнімді геномдық реттілігі жергілікті изоляттардың консервативті және өзгермелі аймақтарын анықтауға және gRNA, sense және antisense тізбектерімен мақсатты перспективаларды таңдауға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, әрбір PLRV, PVM және PVY вирусының изоляттары арасында гомология анықталды, ол 90-95% құрады. Мутациялардың ең жоғары жиілігі PVM вирусында байқалды және 1.20 × 10-3 болды. Шеннон индексі 0.00205-тен 0.00262-ге дейін болды, орташа мәні 0.00237. PVM вирусының геномдарында анықталған SNP полиморфизмдерінің саны 24, PLRV вирусы үшін - 18, PVY-14 вирусы үшін және PSTVd вироиды үшін - 11 болды. Вирустық геномдардың өзгергіштік шегі анықталды, мұнда геном өлшеміне қатысты мутациялардың ең жоғары жиілігі PVM вирусында байқалды. Талдау нәтижесінде әрбір вирус пен вироид үшін кем дегенде 2 gRNA тізбегі және 3 sense және antisense тізбегі таңдалды және аралық векторларға клондалады. Cas13a гені екілік векторға субклондалып, темекі өсімдігінің үлгісінде және тікелей картопта экспрессияланды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Процент распространения вирусов и вироида на полях картофеля в стране, генетическое разнообразие изолятов, уровень мутабельности геномов вирусов, специфичность направляющих РНК, sense и antisense последовательностей.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Республикадағы картоп егістігінде вирустар мен вироидтардың таралу пайызы, изоляттардың генетикалық әртүрлілігі, вирус геномдарының өзгергіштік деңгейі, бағыттаушы РНҚ-ның ерекшелігі, sense және antisense тізбектері.

Level of implementation (in Russian) : Работа находится на стадии апробации полученных результатов

Level of implementation (in Kazakh) : Жұмыс алынған нәтижелерді сынау сатысында

Efficiency (in Russian) : Разработка и апробация новых генетических систем для повышения устойчивости растений к фитопатогенам позволит в разы повысить урожайность с/х растений и обеспечить продовольственную безопасность населения страны. Изучение механизмов устойчивости растений к вирусной и вироидной инфекции, выявление новых генов и геномных регионов, вовлеченных в процесс резистентности, а также выявление вектора эволюции фитопатогенов позволит расширить знания в области борьбы с болезнями растений.

Efficiency (in Kazakh) : Өсімдіктердің фитопатогендерге төзімділігін арттыру үшін жаңа генетикалық жүйелерді жасау және сынақтан өткізу ауыл шаруашылығы өсімдіктерінің өнімділігін айтарлықтай арттырады және ел тұрғындарының азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Өсімдіктердің вирустық және вироидтық инфекцияларға төзімділігінің механизмдерін зерттеу, төзімділік процесіне қатысатын жаңа гендер мен геномдық аймақтарды анықтау, сондай-ақ фитопатогендердің эволюциясының векторын анықтау өсімдік ауруларымен күресу саласындағы білімді кеңейтеді.

Field of application (in Russian) : Биология, селекция, молекулярная биология, фитопатология, сельское хозяйство.

Field of application (in Kazakh) : Биология, селекция, молекулярлық биология, фитопатология, ауыл шаруашылығы.