The object of research, development or design (in Russian) : Potato virus Y (PVY) представитель семейства Potyvirus, род Potyviridae и кодируемый им белок-супрессор HC-Pro (Helper Component Proteinase).

The object of research, development or design (in Kazakh) : Картоп вирусы Y (PVY) Potyvirus тұқымдасының мүшесі, Potyviridae тұқымдасы және онымен кодталған HC-Pro (Helper Component Proteinase) супрессорлық ақуыз.

Aim of work (in Russian) : Изучение влияния функциональных особенностей супрессора РНК-интерференции – белка HC-Pro, кодируемого вирусом PVY на активацию иммунного ответа растений. Детально рассмотрено взаимодействие между способностью белка HC-Pro связывать короткие интерферирующие РНК (siRNA) и запуском защитных механизмов растений.

Aim of work (in Kazakh) : РНҚ интерференциясын басу құралының, PVY вирусымен кодталған HC-Pro протеинінің функционалдық ерекшеліктерінің өсімдік иммундық реакциясының белсендірілуіне әсерін зерттеу. HC-Pro протеинінің қысқа интерференциялық РНҚ-ны (siRNA) байланыстыру қабілеті мен өсімдіктердің қорғаныс механизмдерінің іске қосылуы арасындағы өзара әрекеттесу егжей-тегжейлі қарастырылады.

Методы исследования (на русском) : При постановке экспериментов были использованы иммунологические методы (иммуноблотинг, иммунопреципитация, иммуноферментный анализ), методы хроматографического (колоночная гель-фильтрационная хроматография) и электрофоретического (ПААГ и агарозный гель-электрофорез) разделения белков, высокоэффективное секвенирование, спектрофотометрические методы, а также методы статистической обработки.

Методы исследования (на казахском) : Тәжірибелерді орнату кезінде иммунологиялық әдістер (иммуноблоттау, иммунопреципитация, ферментті иммундық талдау), хроматографиялық (бағанды гельді фильтрациялық хроматография) және электрофорездік (PAAG және агарозды гель электрофорезі) ақуызды бөлу әдістері, жоғары өнімді секвенирлеу, спектрофотометриялық әдістер, сонымен қатар статистикалық өңдеу. әдістері қолданылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Полученные результаты и научная новизна исследования: 1. Изучена симптоматика развития вирусного заболевания в условиях экспрессии HC-Pro, структурные особенности вирусного супрессора HC-Pro и его функциональные характеристики для создания наиболее эффективного подхода к препрограммированию устойчивости. 2. Проведены лабораторные испытания пробирочных растений на степень резистентности к вирусной инфекции PVY путем инокуляции вирионами и анализом на наличие вирусных частиц в клеточном соке инфицированных растений. 4. Разработан принципиально новый способ генерации семенного материала картофеля с препрограммированной приобретенной устойчивостью к вирусной инфекции с использованием siRNA. 6. Проведены полевые испытания в хозяйствах ВКО (ТОО «ВКСХОС» Глубоковского района ВКО, с. Опытное поле). 7. Изучены пути передачи сигнала резистентности через семена на новые поколения по результатам полевых испытаний. 8. По результатам НИР опубликованы: 1 статья в рецензируемом зарубежном научном издании Plant Disease, индексируемом международными базами данных Web of Science (квартиль: Crop Science (Q1); Plant Science (Q2)) и Scopus (процентиль: Crop Science (71); Plant Science (68)); 2 статьи в отечественном издании с ненулевым импакт-фактором (рекомендованных ККСОН) Eurasian Journal of Applied Biotechnology и Вестник КУ имени Коркыт Ата; подана заявка № 2022/0749.2 от 01.09.2022 г. на патент в Казахстанское патентное бюро.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алынған нәтижелер мен зерттеудің ғылыми жаңалығы: 1. Резистенттілікті алдын ала бағдарламалаудың ең тиімді тәсілін жасау үшін HC-Pro экспрессиясы жағдайында вирустық аурудың даму белгілері, HC-Pro вирустық супрессорының құрылымдық ерекшеліктері және оның функционалдық сипаттамалары зерттелді. 2. Пробирка өсімдіктерінің PVY вирустық инфекциясына төзімділік дәрежесіне зертханалық сынау вириондармен егу және жұқтырған өсімдіктердің жасуша шырынында вирустық бөлшектердің болуын талдау арқылы жүргізілді. 4. siRNA көмегімен алдын ала бағдарламаланған жүре пайда болған вирустық инфекцияға төзімділігі бар картоп тұқымының материалын алудың принципті жаңа әдісі әзірленді. 6. Шығыс Қазақстан облысының шаруашылықтарында (Шығыс Қазақстан облысы Глубоковский ауданы «ВКШОС» ЖШС, Тәжірибе алаңы ауылы) далалық сынақтар жүргізілді. 7. Егістік сынақтарының нәтижелері бойынша тұқым арқылы қарсылық сигналын жаңа ұрпаққа беру жолдары зерттелді. 8. Зерттеу нәтижелерінің негізінде мыналар жарияланды: Web of Science халықаралық деректер базасы бойынша индекстелген рецензияланған шетелдік ғылыми журналда 1 мақала (квартал: Crop Science (Q1); Plant Science (Q2)) және Scopus (пайыздық: Өсімдік ғылымы (71); Өсімдіктер туралы ғылым (68)); Нөлдік емес импакт-факторы бар отандық басылымда 2 мақала (ҚКСОН ұсынған) Eurasian Journal of Applied Biotechnology және Қорқыт Ата атындағы Вестник ҚУ; Қазақстан патенттік бюросына 2022 жылғы 1 қыркүйектегі № 2022/0749.2 патент алуға өтінім берді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : По результатам лабораторных и полевых испытаний разработанной технологии придания антивирусной резистентности сортам картофеля, жизнеспособность иммунизированных siRNA растений после инфицирования PVY составляет 92±3,12%, наличие симптомов морщинистости листьев выявлено у 60±4,1% иммунизированных растений, в отличие от группы положительного контроля на вирус PVY, в которой отмечалось наличие симптомов заболевания в 96±2,37% и гибель растения в 40±8,2% случаев. На мини клубнях обработанных siRNA растений вирусных симптомов и поражений не идентифицировано. Развитие наземной части растений и клубневого материала протекало в пределах нормы до конца вегетационного периода. Оздоровительный эффект достоверно показан на пробирочных растениях in vitro и мини клубнях картофеля сортов селекции Университета Аманжолова, высаженных в открытый грунт на полный период вегетации на территории сада ТОО «ВКСХОС». Разработанная технология позволяет сократить экономические потери от поражения вирусом PVY на 90%.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Картоп сорттарына вирусқа қарсы төзімділік беретін әзірленген технологияның зертханалық және далалық сынақтарының нәтижелері бойынша PVY инфекциясынан кейін siRNA иммунизацияланған өсімдіктердің өміршеңдігі 92±3,12% құрайды, жапырақтың мыжылған белгілерінің болуы 60±4,1% анықталды. PVY вирусы бойынша оң бақылау тобынан айырмашылығы, иммунизацияланған өсімдіктердің 96±2,37% ауру белгілерінің болуы және 40±8,2% жағдайда өсімдіктің өлуі байқалды. siRNA-мен өңделген өсімдіктердің шағын түйнектерінде вирустық белгілер немесе зақымданулар анықталған жоқ. Өсімдіктердің жер асты бөлігінің және түйнек материалының дамуы вегетациялық кезеңнің соңына дейін қалыпты ауқымда жүрді. Сауықтыру әсері «ВКСХОС» ЖШС бақшасында толық вегетациялық кезеңге ашық жерге отырғызылған Аманжолов атындағы университетте өсірілген картоп сорттарының in vitro және шағын түйнектерінде пробирка өсімдіктерінде сенімді түрде көрсетілді. Әзірленген технология PVY вирусын жұқтырудан болатын экономикалық шығынды 90%-ға азайтуға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Результаты НИР были внедрены в производство в ТОО «ВКСХОС». Получен Акт внедрения научных результатов в виде PVY-резистентных растений in vitro картофеля сортов Таврия, Изольда и Восточный-1, полученных путем предварительной обработки PVY-специфичными siRNA, в количестве 3000 растений. Полученные результаты также внедрены в образовательный процесс в виде рекомендованных к защите 3 докторских и 3 магистерских диссертаций.

Level of implementation (in Kazakh) : «ВКСХОС» ЖШС-де ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижелері өндіріске енгізілді. PVY спецификалық сиРНҚ-мен алдын ала өңдеуден алынған Таврия, Изольда және Восточный-1 сорттарының PVY-ге төзімді картоп өсімдігі 3000 дана көлемінде in vitro түріндегі ғылыми нәтижелерді енгізу актісі алынды. Алынған нәтижелер сонымен қатар қорғауға ұсынылған 3 докторлық және 3 кандидаттық диссертациялар түрінде оқу үдерісіне енгізіледі.

Efficiency (in Russian) : Эффективность технологии достигается тем, что при заражении вирусом PVY, эндорибонуклеазная активность запрограммированного с помощью siRNA комплекса RISC в значительной степени приводит к снижению концентрации вирусных частиц в цитоплазме, подавляя дальнейшее размножение и распространение вируса между клетками растения-хозяина. По результатам тестирования растений с фенотипом выздоровления было обнаружено, что концентрация поверхностных антигенов вируса PVY в клеточном соке чувствительных к вирусу растений, подверженных предварительной обработке вирус-специфичными siRNA, снижается на 80±7,1% относительно контрольной группы PVY-положительных растений. Полученные результаты позволяют утверждать, что предварительная обработка микрорастений in vitro картофеля препаратами, содержащими 120±20 нг/мкл siRNA, специфичных к PVY, во время процедуры микроклонального размножения, непосредственно перед высадкой в открытый грунт и инфицированием диким штаммом вируса PVY предотвращает системную гибель растения и поражение клубневого материала, является безопасным методом придания иммунизированным растениям стабильной устойчивости к вирусу PVY.

Efficiency (in Kazakh) : Технологияның тиімділігіне PVY вирусын жұқтырған кезде siRNA-мен бағдарламаланған RISC кешенінің эндорибонуклеазалық белсенділігі цитоплазмадағы вирустық бөлшектердің концентрациясын айтарлықтай төмендетеді, бұл вирустың одан әрі көбеюін және иесі өсімдік арасында таралуын тежеуімен қамтамасыз етіледі. жасушалар. Қалпына келтіру фенотипі бар өсімдіктерді сынау нәтижелері бойынша вирус-спецификалық siRNA-мен алдын ала өңдеуден өткен вирусқа сезімтал өсімдіктердің жасуша шырынындағы PVY вирусының беткі антигендерінің концентрациясы салыстырмалы түрде 80 ± 7,1%-ға төмендейтіні анықталды. PVY-позитивті өсімдіктердің бақылау тобына. Алынған нәтижелер ашық жерге отырғызу алдында және PVY вирусының жабайы штаммымен жұқтыру алдында микрокөбейту процедурасы кезінде құрамында 120 ± 20 нг/мкл сиРНҚ бар препараттармен in vitro картоп микроөсімдіктерін алдын ала өңдеу PVY вирусының жабайы штаммымен инфекцияның жүйелі түрде өлуіне жол бермейді. өсімдік және түйнек материалының жойылуы иммунизацияланған өсімдіктерге PVY вирусына тұрақты төзімділікті қамтамасыз етудің қауіпсіз әдісі болып табылады.

Field of application (in Russian) : Разработанная технология создания PVY-резистентных сортов картофеля может быть применима в различных сельскохозяйственных производственных организациях для снижения экономических потерь от поражения посадок картофеля вирусом PVY и увеличения урожайности картофеля. Обработанный siRNA посадочный материал картофеля различных сортов подлежат реализации производственным организациям и семеноводческим хозяйствам.

Field of application (in Kazakh) : PVY-ге төзімді картоп сорттарын жасаудың әзірленген технологиясын картоп екпелерін PVY вирусымен жұқтырудан болатын экономикалық шығындарды азайту және картоп өнімділігін арттыру үшін әртүрлі ауыл шаруашылығы өндірістік ұйымдарында қолдануға болады. Әртүрлі сорттардың siRNA-мен өңделген картоп отырғызу материалы өндірістік ұйымдар мен тұқым шаруашылықтарына сатылады.