The object of research, development or design (in Russian) : Potato leafroll virus, Potato virus Y, Potato virus M, Potato spindle tuber viroid, Solanum tu-berosum

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, генетической инженерии, молеку-лярной биологии и биоинформатического анализа.

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

Obtained results and novelty (in Russian) : В 2023–2025 годах выполнены все запланированные исследования. Проанализировано свыше 1000 образцов картофеля из пяти регионов на вирусы PVX, PVY, PVS, PVM, PLRV и вироид PSTVd. Обнаружено 23 образца с PLRV, 34 — с PVM, 22 — с PSTVd и 73 — с PVY. Между изолятами PLRV, PVM и PVY выявлена гомология 95–97%. Сконструированы и клонированы по две gRNA и по три sense/antisense последовательности для каждого патогена. Субклонирован ген Cas13a в бинарный вектор и проведена его экспрессия в табаке и картофеле. Инфильтрация инфицированных растений конструкциями CRISPR/Cas13d, sense и antisense показала высокую эффективность подавления вирусной РНК. Транскриптомный анализ тотальной РНК выявил, что системы CRISPR/Cas13d, hpRNA и их коэкспрессия существенно модулируют сеть малых РНК, активируя противовирусный иммунный ответ у картофеля.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 2023–2025 жылдары жоба аясында жоспарланған барлық зерттеулер толық және нәтижелі орындалды. Қазақстанның бес аймағынан жиналған 1000-нан астам картоп сынамасы PVX, PVY, PVS, PVM, PLRV вирустары мен PSTVd вироидына тексерілді. Зерттеу нәтижесінде PLRV 23 сынамада, PVM – 34 сынамада, PSTVd – 22 сынамада және PVY – 73 өсімдікте анықталды. PLRV, PVM және PVY изоляттары арасында 95–97% деңгейінде жоғары гомология тіркеліп, олардың генетикалық тұрақтылығы дәлелденді. Әрбір патоген үшін екі бағыттаушы gRNA және үш sense/antisense тізбегі синтезделіп, векторлық жүйелерге енгізілді. Cas13a гені бинарлы векторға субклондалып, оның экспрессиясы модельдік өсімдік — темекіде және картопта сәтті жүзеге асырылды. CRISPR/Cas13d, sense және antisense конструкцияларымен жүргізілген инфильтрация вирустық РНҚ-ның репликациясын төмендетіп, жоғары тиімділікті көрсетті. Инфекцияланған өсімдіктердің толық РНҚ-сын транскриптомдық талдау нәтижесінде CRISPR/Cas13d және hpRNA жүйелерінің, әсіресе олардың коэкспрессиясының, шағын РНҚ желісін тиімді модуляциялап, картоптың антивирустық иммундық реакциясын күшейтетіні анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработаны конструкции, включающие направляющие РНК, sense и antisense последовательности для вирусов и вироида, а также бинарные векторы с геном Cas13d, обеспечивающие эффективную экспрессию в растениях. Реализована без-ГМО технология подавления вирусных инфекций картофеля, позволяющая снизить вирусную нагрузку в 10–20 раз и повысить устойчивость растений

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Вирустар мен вироидтарға арналған бағыттаушы РНҚ, sense және antisense тізбектері бар конструкциялар, сондай-ақ өсімдіктерде жоғары деңгейде экспрессияланатын Cas13d гені енгізілген бинарлы векторлар әзірленді. Картоптағы вирустық инфекцияларды басуға арналған ГМО-сыз технология іске асырылды, бұл технология вирустық жүктемені 10–20 есеге дейін азайтып, өсімдіктердің төзімділігін арттыруға мүмкіндік берді.

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. Были получены патенты, которые могут быть использованы лабораториями для детекции патогенов.

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. Патогендерді анықтау үшін зертханаларда пайдалануға болатын патенттер алынды.

Efficiency (in Russian) : Эффективность проведённых исследований подтверждается успешной реализацией всех запланированных этапов и достижением значимых научных и практических результатов. Разработанные конструкции направляющих РНК, sense/antisense последовательностей и белка Cas13d продемонстрировали высокую противовирусную активность, обеспечив снижение уровня репликации вирусной РНК в 8–12 раз, при тройной инфекции в 20 раз. Коэкспрессия систем привела к активации ключевых антивирусных микроРНК, что свидетельствует о запуске естественных механизмов защиты растений. Полученные результаты создают основу для разработки биотехнологических подходов к получению вирусоустойчивого посадочного материала картофеля без внесения изменений в геном растения.

Efficiency (in Kazakh) : Жүргізілген зерттеулердің тиімділігі барлық жоспарланған кезеңдердің табысты орындалуымен және елеулі ғылыми әрі практикалық нәтижелердің алынуымен дәлелденеді. Әзірленген бағыттаушы РНҚ, sense/antisense тізбектері мен Cas13d ақуызының конструкциялары жоғары вирусқа қарсы белсенділікті көрсетіп, вирус РНҚ репликациясының деңгейін 8–12 есеге, ал үштік инфекция кезінде 20 есеге дейін төмендетті. Жүйелердің коэкспрессиясы негізгі антивирустық микроРНҚ-лардың белсенуімен қатар жүріп, өсімдіктердің табиғи қорғаныс механизмдерінің іске қосылғанын көрсетті. Алынған нәтижелер өсімдіктің геномына өзгеріс енгізбестен, вирусқа төзімді картоп отырғызу материалын алуға арналған биотехнологиялық тәсілдерді әзірлеуге негіз қалайды.

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

Field of application (in Kazakh) : молекулалық биология, фитопатология, селекция және ауыл шаруашылығы биотехноло-гиясы.