Название проекта «Разработка SNP-маркеров по признаку засухоустойчивости на основе полногеномного анализа ассоциаций (GWAS) для применения в маркер-опосредованной селекции сои (Glycine max L.)»
Годы реализации – 2023 -2025 гг.
Цель — Создание набора информативных SNP-маркеров, сцепленных с признаком засухоустойчивости для использования в маркер-опосредованной селекции сои (Glycine max L.) на основе полногеномного анализа ассоциаций (GWAS).
Актуальность. В Казахстане соя (Glycine max (L.) Merrill) является одним из важных бобовых и масличных культур. Сою возделывают в основном на орошаемых полях Алматинской (24,3 тыс. га) и Жетысуской (74,5 тыс. га) областях. Основным фактором, снижающим урожайность и рентабельность данный культуры является дефицит воды для орошения, частые засухи и уховеи. Селекция сои на устойчивость к дефициту влаги в настоящее время ограничена отбором по фенотипическим признакам. Для стабильного увеличения производства сои, являющейся важной культурой для продовольственной безопасности как в мире так и в РК, требуется внедрение современных знаний и технологий в практическую селекцию и повышение ее эффективности по отбору форм, устойчивых к дефициту орошения. Настоящий проект направлен на использование многолетних данных фенотипирования и современной технологии полногеномного анализа ассоциаций (GWAS) для разработки новых информативных ДНК-маркеров, сцепленных с признаком засухоустойчивости. В рамках проекта планируется апробация разработанных маркеров для маркер-опосредованной селекции сои в целях повышения качества и эффективности селекции сои на засухоустойчивость. Внедрение новых и надежных SNP-маркеров в практическую селекцию позволит усилить селекционные программы по созданию отечественных уникальных сортов, устойчивых к дефициту влаги и поможет преодолеть неблагоприятные воздействия засухи в регионе.
Ожидаемые результаты:
По результатам исследований будут опубликованы:
-2 (две) статьи и (или) обзора в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded и входящих в 1 (первый) и (или) 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти).
— 1 (одна) статья или обзор в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСНВО.
На основе полногеномного анализа ассоциаций (GWAS) для применения в маркер-опосредованной селекции сои (Glycine max L.)будут разработаны высокотехнологичные SNP-маркеры, связанные с признаком засухоустойчивости, урожайности семян при засухе.
С использованием разработанных маркеров будет проведено SNP-генотипирование сортов коллекции и изучаемых селекционных линий. С помощью MAS будут выделены ценные генотипы в потомствах расщепляющихся гибридных популяций, а также среди линий поздних поколений селекционных питомников.
На основании многолетнего испытания сортов мировой коллекции и коллекции отечественных сортов (6 лет) в условиях юго-востока соина двух контрастных фонах (орошение и без орошения) будут выделены и рекомендованы засухоустойчивые сорта сои для фермеров.
По итогам реализации проекта будет проведена работа по подготовке 1 (одного) доктора философии (PhD) или доктора по профилю.
Полученные результаты:
В период 2023-2024 гг. в полевых условиях на искусственно созданном участке засухи и орошения проведено испытание и фенотипическое изучение по признакам продуктивности 217 образцов сои, из них 188 образцов коллекции и 23 гибридных популяций сои.
Проведено SNP-генотипирование 188 коллекционных образцов сои и 94 индивидуальных растений трех специально созданных гибридных популяций по 50.000 DArT и SNP-маркерам по технологии Illumina Hiseq2500/Novaseq6000, Soybean DArTseq (1.0) (Diversity Arrays Technology Pty Ltd Канберра, Австралия).
Выполнен анализ полногеномных ассоциаций (GWAS) с использованием фенотипических данных 188 образцов, выращенных на двух контрастных фонах (орошение, засуха) в условиях 2023 года и данных их генотипирования. В опытах на орошении выявлено 89 МТА, из них 19 МТА выявлены для признака — высота растений, для урожайности — 11, NDVI – 37, высоты прикрепления нижних бобов — 11, массы 1000 зерен — 7, количества боковых ветвей -4. 54 значимых МТА были обнаружены в условиях засухи. МТА выявлены для признака высота растений — 5, высота прикрепления нижних бобов – 7, количество боковых ветвей – 10, количество продуктивных узлов — 6, масса зерна с растения – 8, NDVI – 16, урожайность -2.
В 2024 году выполнен анализ ‘BSA (Bulk segregant analysis) – IS (Individual selection) –GWAS с использованием фенотипических данных трех специально созданных гибридных популяций. Идентифицировано 19 стабильных QTL. По предварительным результатам анализа выделены 2 гена-кандидата признака засухоустойчивости в условиях юго-востока РК: DArT clone 14967981 — Glyma.08G324300, DArT clone 14977304 — Glyma.12G188100 (Protein kinase).
Опубликована одна статья в журнале Agriculture входящий в 1 (первый) квартиль базы Scopus и имеющий процентиль по CiteScore -76%
Получен патент №1125 на селекционное достижение – засухоустойчивый сорт сои «Северное сияние», переданный по результатам предыдущего проекта по изучению засухоустойчивости сои (научный задел).
Имена и фамилии членов исследовательской группы с их идентификаторами:
Научный руководитель — Ержебаева Раушан Сайлаувна, кандидат биологических наук по специальности «Селекция и семеноводство», заведующая лабораторией биотехнологии растений. Author ID в Scopus 57199500878 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57199500878
Исполнители:
Ведущий научный сотрудник проекта — Дидоренко Светлана Владимировна, кандидат биологических наук по специальности «Селекция и семеноводство», профессор биологии, Author ID в Scopus 57190010217 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57190010217
Ведущий научный сотрудник проекта – Абекова Альфия, кандидат сельскохозяйственных наук. Author ID в Scopus 5604741080 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56047410800
Научный сотрудник проекта – Мазкират Шынар, магистр по специальности 6М070100 «Биотехнология», магистр в области растениеводства (биоинформатика) University of Wageningen (WUR) Вагенингенский университет Author ID в Scopus 56939054600 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56939054600
Младший научный сотрудник проекта – Амангелдиева Айгуль,магистр техники и технологии по специальности 6М070100 «Биотехнология, Author ID в Scopus – 5721643942 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57216439423
Младший научный сотрудник проекта — Касенов Ринат, специальность «Агрономия», Author ID в Scopus – 58576944000 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=58576944000
Младший научный сотрудник проекта– Майкотов Бекжан, магистр по специальности 6М070100 «Биотехнология», ORCID ID – 0000-0001-6155-1808
Младший научный сотрудник проекта – Дженисбаева Асель, магистр по специальности 6М070100 «Биотехнология». ORCID ID 0000-0002-1649-9681
Список публикаций и патентов по проекту:
- Амангелдиева А.А., Ержебаева Р.С. Генотипирование коллекции сои по засухоустойчивости с использованием SSR-маркеров // Селекция и генетика культурных растений – 2023. Материалы международной научной конференции, посвященной 100-летию кафедры генетики, селекции и семеноводства РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева., Москва, 2023, С. 10-14.
- Yerzhebayeva, R., Didorenko, S., Bastaubayeva, S., Amangeldiyeva, A., Maikotov, B., Kassenov, R., & Shavrukov, Y. Soybean Drought Tolerance and Escape: Field Trial Assessment of Yield, Maturity Groups and Smooth-Wrinkled Seed Coats in Kazakhstan // Agriculture 2024. — Vol. 14(11). — P. 1884 https://doi.org/10.3390/agriculture14111884 (Scopus 76%, Q1)
- Патент на селекционное достижение №1125 сорт сои «Северное сияние». Авторы патента: Дидоренко С.В., Ержебаева Р.С., Кудайбергенов М.С., Абугалиева А.И., Сидорик И.В., Зинченко А.В. Патентообладатель: ТОО «Казахский НИИ земледелия и растениеводства», заявка 2020/040.4 от 07.12.2020 г., дата опубликования 15.03.2024 г.
Свежие комментарии