The object of research, development or design (in Russian) : Potato leafroll virus, Potato virus Y, Potato virus M, Potato spindle tuber viroid, 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 культуры меристем, 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) : В 2024 году были успешно выполнены все запланированные исследования. Оптимизирован режим стерилизации апикальных меристем картофеля (10% перекись водорода, 2 минуты) и гормональный состав питательных сред, что позволило получить безвирусные растения. ПЦР-диагностика подтвердила отсутствие вирусов PVX, PVY, PVS, PVM, PLRV и вироида PSTVd в растениях. Проведена инокуляция растений вирусами и вироидом по отдельности и в разных комбинациях, с последующим анализом амплификации вирусов. Была проведена агроинфильтрация зараженных растений конструкциями, несущими направляющие РНК и сенсе, антисенс последовательности с последующим подтверждением их экспрессии в растениях. Экспрессия белков Cas13d сшитого с GFP подтверждена методами иммуноблоттинга и флуоресцентной микроскопии. Индукция защиты растений методом CRISPR/Cas и РНК-интерференции продемонстрировало высокую эффективность в подавлении амплификации вирусных патогенов.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жұмыс нәтижелері және олардың жаңалығы: 2024 жылы барлық жоспарланған зерттеулер сәтті аяқталды. Картоптың апикальды меристемаларын зарарсыздандыру режимі (10% сутегі асқын тотығы, 2 минут) және қоректік ортаның гормоналды құрамы оңтайландырылды, бұл вируссыз өсімдіктерді алуға мүмкіндік берді. ПТР диагностикасы өсімдіктерде PVX, pvy, PVS, PVM, PLRV және PSTVd вирусының жоқтығын растады. Өсімдіктерді вирустармен және вироидпен жеке және әртүрлі комбинацияларда егу, содан кейін вирустардың амплификациясына талдау жүргізілді. Жұқтырған өсімдіктерді РНҚ сенс, антисенс бағыттағыштары бар конструкциялармен агроинфильтрациялау жүргізілді, содан кейін олардың өсімдіктердегі экспрессиясы расталды. GFP-мен байланысқан Cas13d ақуыздарының экспрессиясы иммуноблоттинг және флуоресцентті микроскопия әдістерімен расталды. CRISPR/Cas және РНҚ интерференциясы арқылы өсімдіктерді қорғауды индукциялау вирустық патогенді амплификацияны басуда жоғары тиімділікті көрсетті.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : CRISPR/Cas13 и индуцированная РНК-интерференция обладают высоким потенциалом для подавления вирусных инфекций в растениях картофеля и соответственно могут играть ключевую роль в повышении урожайности и валового сбора картофеля. Кроме того, использование данных методов борьбы с вирусной инфекцией может помочь сократить потребность в химических средствах защиты растений, что положительно скажется на экологии, устойчивости сельскохозяйственного производства и снижению себестоимости продукции.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : CRISPR/Cas13 және индукцияланған РНҚ интерференциясы картоп өсімдіктеріндегі вирустық инфекцияларды басу үшін жоғары әлеуетке ие және сәйкесінше картоптың өнімділігі мен жалпы жиналуын арттыруда шешуші рөл атқаруы мүмкін. Сонымен қатар, вирустық инфекциямен күресудің осы әдістерін қолдану өсімдіктерді қорғаудың химиялық құралдарына деген қажеттілікті азайтуға көмектеседі, бұл экологияға, ауылшаруашылық өндірісінің тұрақтылығына және өнімнің өзіндік құнын төмендетуге оң әсер етеді.

Level of implementation (in Russian) : Потенциал использования разработок проекта в научной и прикладной сфере очень высокий. Разработанные конструкции могут быть использованы в подавлении вирусной инфекции картофеля и предотвращении их дальнейшего распространения. Контроль над болезнями растений является одним из самых эффективных методов повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Level of implementation (in Kazakh) : Ғылыми және қолданбалы салада жобаны әзірлеу әлеуеті өте жоғары. Әзірленген конструкцияларды картоптың вирустық инфекциясын басу және олардың одан әрі таралуын болдырмау үшін пайдалануға болады. Өсімдік ауруларын бақылау дақылдардың өнімділігін арттырудың ең тиімді әдістерінің бірі болып табылады.

Efficiency (in Russian) : В ходе работы было выявлено, что конструкции PLRV_T1_T2, PVY_T1_T2, PVM_T1_T2 и PSTVd_T1_T2 продемонстрировали наивысшую эффективность в подавлении вирусных патогенов и вироида, особенно при моноинфекции, чем те, что содержат sense и antisense последовательности, однако обе стратегии показали успешное снижение вирусной нагрузки. Индукция защиты растений методом CRISPR/Cas и РНК-интерференции продемонстрировало высокую эффективность в подавлении амплификации вирусных патогенов у зараженных растений.

Efficiency (in Kazakh) : Жұмыс барысында PLRV_T1_T2, PVY_t1_t2, PVM_T1_T2 және PSTVd_T1_T2 конструкциялары вирустық патогендер мен вироидты басуда, әсіресе моноинфекцияда sense және antisense тізбегі бар конструкцияларға қарағанда ең жоғары тиімділікті көрсеткені анықталды, бірақ екі стратегия да вирустық жүктеменің сәтті төмендеуін көрсетті. CRISPR/Cas және РНҚ интерференция арқылы өсімдіктерді қорғауды индукциялау, жұқтырған өсімдіктердегі вирустық қоздырғыштардың амплификациясын тежеуде жоғары тиімділікті көрсетті.

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

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