28.01.2025
Отчет о выполнении грантового проекта ИРН АР19677163
Отчет о выполнении грантового проекта ИРН АР 19677163 «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.
Цель проекта:
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). Годы реализации – 2023 -2025 гг.
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 данной 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).
