The object of research, development or design (in Russian) : 170 образцов сои включающих селекционные линии и сорта коллекционного фонда ТОО «Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства» (КазНИИЗиР)

The object of research, development or design (in Kazakh) : «Қазақ егіншілік және өсімдік шаруашылығы ғылыми-зерттеу институтының» (ҚазЕӨШҒЗИ) коллекциялық қорынан алынған селекиялық линиялар мен сорттарды қамтитын 170 соя үлгісі пайдаланылды.

Aim of work (in Russian) : Изучить фундаментальные биологические основы признака растрескиваемости бобов - молекулярно-генетические, биохимические и морфо-физиологические - для их дальнейшего использования в селекции сои.

Aim of work (in Kazakh) : Соя бұршаққабының жарылу белгісінің - молекулалық-генетикалық, биохимиялық және морфо-физиологиялық - оларды одан әрі бұршақ тұқымдас дақылдарын селекцияда пайдалану мақсатында іргелі биологиялық негіздерін зерттеу.

Методы исследования (на русском) : Посев семян и управление выращиванием растений осуществлялись в соответствии со стандартной процедурой полевых испытаний, разработанной в КазНИИЗиР. Фенологические наблюдения за основными фазами развития проводились в соответствии с Fehr (1979). Структурный анализ выполнялся в соответствии с руководством ВИР. Морфологические характеристики семян и растений определялись по рекомендациям УПОВ. Относительное содержание воды (RWC) в листьях и бобах на стадии формирования бобов (R4), расчет которого проводили согласно Smart, Bingham, (1974). Активность ферментов, влияющих на растрескиваемость бобов (полигалактуроназы и целлюлазы определяли в соответствии с Lohani (2004) и Wu (2008), соответственно. Фотосинтетические пигменты определяли по Lichtenthaler, Wellburn. (1983). Экстракцию антиоксидантных ферментов - супероксиддисмутазы (SOD) и полифенолоксидазы (PPO) в соответствии с ранее опубликованным протоколом (Khan et al., 2008). Активность SOD определяли по степени ингибирования фотохимического восстановления нитросинего тетразолия (NBT) согласно методу 56. Beauchamp&Fridovich, и выражали в единицах активности на грамм сырой массы (units/g FW). Активность PPO определяли с использованием пирокатехина в качестве субстрата и выражали аналогично - в единицах активности на грамм сырой массы (units/g FW). Для проведения исследований полно-геномных ассоциаций использовался пакет интегрированного инструмента для анализа ассоциаций и прогнозирования (GAPIT) в R.

Методы исследования (на казахском) : Дәндерді себу және өсімдіктерді өсіру «Қазақ егіншілік және өсімдік шаруашылығы ҒЗИ-ында» әзірленген далалық сынақтардың стандартты рәсіміне сәйкес жүргізілді. Өсімдіктердің негізгі даму фазалары бойынша фенологиялық бақылаулар Fehr (1979) әдістемесіне сәйкес жүргізілді. Өсімдіктердің құрылымдық талдауы ВИР нұсқаулығына сәйкес орындалды. Дән мен өсімдік морфологиялық белгілері УПОВ (Жаңа өсімдік сорттарын қорғау жөніндегі халықаралық одақ) ұсынымдарына сәйкес анықталды. Бұршақ түзілу кезеңінде (R4) жапырақтар мен бұршақтардағы судың салыстырмалы мөлшері (RWC), есептеу Smart Bingham (1974) әдісі бойынша жүргізілді. Бұршақ жарылуына әсер ететін ферменттердің белсенділігі – полигалактуроназа мен целлюлаза, сәйкесінше Lohani (2004) және Wu (2008) әдістеріне сай анықталды. Фотосинтетикалық пигменттер – Lichtenthaler Wellburn (1983) әдісі бойынша анықталды. Антиоксиданттық ферменттерді – супероксиддисмутаза (SOD) және полифенолоксидаза (PPO) Khan et al., 2008 протоколына сәйкес. SOD белсенділігі нитросинтететразолийдің (NBT) фотохимиялық қалпына келуін тежелу дәрежесі бойынша анықталып, грамға таза массаға шаққандағы бірліктерде көрсетілді (units/g FW) (Beauchamp Fridovich әдісі). PPO белсенділігі пирокатехинді субстрат ретінде қолданып анықталды және SOD сияқты грамға таза массаға шаққандағы бірліктермен (units/g FW) есептелді. Толық геномдық ассоциация зерттеулері R бағдарламасындағы ассоциацияны талдау мен болжауға арналған интеграцияланған GAPIT құралы пайдаланылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : 170 генотипов сои различного происхождения оценены по морфологическим, физиологическим и биохимическим показателям бобов, листьев по признакам, предположительно связанным с растрескиванием. Проведен полногоеномный анализ (GWAS) с использованием маркеров Silico-DArT и DArT SNPs (50К). В ходе анализа выявлено 48 QTL, из которых 14 оказались стабильными, преимущественно локализованными на хромосомах 6, 13 и 16. Эти локусы были связаны с морфологическими характеристиками бобов сопряжёнными с растрескиванием. Среди предполагаемых генов-кандидатов выделены два наиболее стабильных и функционально значимых гена, участвующих в механизме растрескивания бобов: Glyma.13G184500 и Glyma.16G141100. Они кодируют соответственно транскрипционные факторы - белок с бромодоменом, связывающим ДНК, и белок с цинковым пальцем типа C2-H2. Уточнена функциональная роль ключевых генов-кандидатов, что расширяет понимание молекулярных механизмов устойчивости бобов к растрескиванию. Полученные результаты и выявленные гены могут быть использованы при селекции сои с улучшенными хозяйственно ценными признаками

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Әртүрлі шығу тегі бар 170 соя генотипі бұршақ пен жапырақтың морфологиялық, физиологиялық және биохимиялық көрсеткіштері бойынша, растрескиваниемен (бұршақтың жарылуымен) байланысты деп болжанған белгілерге сәйкес бағаланды. Silico-DArT және DArT SNPs (50K) маркерлерін пайдалана отырып, толық геномдық ассоциация талдауы (GWAS) жүргізілді. Талдау нәтижесінде 48 QTL анықталып, олардың 14-і тұрақты екені белгілі болды. Бұл локустар негізінен 6-, 13- және 16-хромосомаларда орналасқан және бұршақтың жарылуымен байланысты морфологиялық белгілермен сәйкестендірілді. Болжамды кандидат-гендердің ішінде бұршақтың жарылу механизмінде маңызды рөл атқаратын екі тұрақты және функционалды мәні бар ген анықталды: Glyma.13G184500 және Glyma.16G141100. Олар сәйкесінше ДНҚ-мен байланысатын бромодомені бар транскрипциялық факторды және C2-H2 типті мырыш саусағы бар ақуызды кодтайды. Негізгі кандидат-гендердің функционалдық рөлі нақтыланып, бұршақтың жарылуына төзімділіктің молекулалық механизмдерін түсінуді кеңейтті. Алынған нәтижелер мен анықталған гендер сояның шаруашылық тұрғыдан құнды белгілерін жақсартуға бағытталған селекция жұмыстарында пайдаланылуы мүмкін

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Выявлены стабильные QTL, связанные с растрескиванием бобов. Определены ключевые гены Glyma.13G184500 и Glyma.16G141100, которые могут быть использованы в селекционных программах по созданию сортов сои, устойчивых к растрескиванию бобов

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бұршақтың жарылуымен байланысты тұрақты QTL аймақтары анықталды. Glyma.13G184500 және Glyma.16G141100 негізгі гендері айқындалып, оларды бұршаққаптың жарылуына төзімді соя сорттарын шығару мақсатындағы селекциялық бағдарламаларда пайдалану мүмкіндігі көрсетілді.

Level of implementation (in Russian) : Предложена модель геномного прогнозирования (GP) растрескиваемости бобов сои для использования селекции.

Level of implementation (in Kazakh) : Соя селекциясына пайдалануға бағытталған, соя бұршаққаптарының жарылғыштығын болжауға арналған геномдық болжау (GP) моделі ұсынылды.

Efficiency (in Russian) : Использование сортов сои с не растрескиваюшимися бобами снизят потери урожая в ходе уборки в производстве

Efficiency (in Kazakh) : Бұршаққаптың жарылуына төзімді соя сорттарын пайдалану өндірістік жағдайыда өнім шығынын азайтуға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Селекция и аграрный сектор страны, селекционеры и сельхозтоваропроизводители.

Field of application (in Kazakh) : Елдің селекция және аграрлық секторы, селекционерлер мен ауыл шаруашылығы өнімдерін өндірушілер.