ИРН AP19677163

Название проекта  «Разработка SNP-маркеров по признаку засухоустойчивости на основе полногеномного анализа ассоциаций (GWAS) для применения в маркер-опосредованной селекции сои (Glycine max L.)»

Руководитель проекта  — Ержебаева Р.С., канд. биол. наук, зав. лабораторией биотехнологии

Годы реализации – 2023 -2025 гг.

Цель 2023 год: Фенотипирование образцов коллекции сои по признаку засухоустойчивости, продуктивности  в условиях орошения и без орошения и генотипирование по технологии DArTseq для анализа полногеномных ассоциаций

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  суховеи. 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 2023 год:

Будет проведено тестирование в полевых условиях на искусственно созданном участках  засухи и орошения  образцы коллекции и гибридные популяции сои. Будет проведено фенотипирование изучаемых образцов сои  на двух участках (засухи и орошения) по фенологическим фазам развития, NDVI и основным элементам продуктивности. Будет оценен индекс засухоустойчивости. Будет проведено SNP-генотипирование коллекции сои с использованием 50.000 DArT маркеров на микрочипе по технологии DArTseq. Будет проведен анализ полных геномных ассоциаций.

Полученные результаты:

В полевых условиях на искусственно созданном участке засухи и орошения  проведено фенотипирование 217 образцов сои, из них 194 образцов коллекции и  23 гибридных популяций сои. По результатам фенологических наблюдений установлена длина вегетационного периода изучаемых образцов сои, которая  составила от 95 до 155 дней на орошении и от 80 до 145 дней на засухе. Отмечены самые скроспелые образцы Светлячек,  Соер 345 (80 дней) и позднеспелые образцы (Колхида, Axagara, Koushurei 235, Надежда), затянувшие свое созревание до 15.10.2023 г. Проведена оценка динамики значений NDVI на разных стадиях развития 217 образцов  сои с использованием портативого прибора  Green Seeker Handheld.  Максимальные показание NDVI  за весь вегетационный период было зафиксировано в фазу налива бобов 1.08.2023 г.  на орошении 0,53-0,91, на засухе  — 0,42-0,88. По результатам изучения 217 образцов на двух контрастных фонах орошения и без орошения (засуха) по элементам продуктивности и урожайности  установлены высота растений, структура урожая, урожайность.   Получены результаты по SNP-генотипированию 183 образцов по 50.000 DArT и SNP-маркерам технологии Illumina Hiseq2500/Novaseq6000, Soybean DArTseq (1.0). После фильтрации получено 14 133 SNP –маркера из DArTseq. С использованием фенотипических данных образцов сои, выращенных на двух контрастных фонах (орошение, засуха) и данных генотипирования образцов выполнен анализ GWAS по признакам урожайности семя при засухе. Идентифицировано 23 стабильных QTL.

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

Старший лаборант проекта — Берсимбаева Гульнара Хабибуллаевна, специалист по специальности «Биология» ID в Scopus 56048719600 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56048719600

Список публикаций и патентов по проекту:

1.  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.