Впервые в Казахстане планируется проведение полногеномных ассоциативных исследований (GWAS) и генотипирования с использованием секвенирования (GBS) для изучения устойчивости подсолнечника к Plasmopara halstedii. В отличие от зарубежных исследований, сосредоточенных на известных генах устойчивости, проект нацелен на изучение местных популяций подсолнечника, адаптированных к агроклиматическим условиям Казахстана. Это позволит выявить новые SNP-маркеры, уникальные для отечественного генофонда. Проект предполагает депонирование рас Pl. halstedii в международные базы данных и интеграцию полученных данных с глобальными ресурсами (NCBI, Sunflower Genome Database, HeliaGene), что обеспечит вклад Казахстана в мировую геномику подсолнечника. Использование новейших технологий секвенирования нового поколения (NGS) обеспечит создание панели молекулярных маркеров для селекции и потенциальное применение в CRISPR/Cas-редактировании генов.
Целью: Исследование распространенности рас и штаммов Pl. halstedii, циркулирующих в зонах возделывания подсолнечника, и поиск однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), ассоциированных с устойчивостью к патогену, а также локусов хромосом родительских линий подсолнечника с использованием современных молекулярно-генетических методов (GBS) и полногеномных ассоциативных исследований (GWAS).
1. Будет отобрано не менее 200 растительных проб и не менее 40 изолятов Pl. halstedii из различных зон возделывания подсолнечника, получена чистая культура ЛМР и идентифицированы расы и штаммы патогена на сортах-дифференциаторах и с помощью молекулярно-генетических методов с последующим депонированием.
2. Будут получены фенотипические данные по устойчивости к ЛМР для исследуемых образцов не менее чем за 2 года наблюдений. В качестве источника данных будут использованы отчеты селекционеров и фитопатологов о проведении наблюдений за устойчивостью к ЛМР в условиях полевых испытаний на протяжении двух лет.
3. Будет проведен скрининг отобранных образцов на степень устойчивости селекционного материала к различным расам Pl. halstedii с использованием метода выдерживания проростков в суспензии зооспор в условиях контролируемого лабораторного эксперимента.
4. Будет проведено масштабное генотипирование отобранных линий подсолнечника по множественным однонуклеотидным полиморфизмам (SNP) с применением метода генотипирования с помощью секвенирования (GBS) и получены данные не менее, чем по 10 000 SNP.
5. Будут проведены полногеномные ассоциативные исследования (GWAS) на основе данных GBS и фенотипических данных по устойчивости к ложной мучнистой росе для исследуемых образцов.
6. Будет проведен филогенетический анализ исследуемых линий подсолнечника на основе данных по множественным однонуклеотидным полиморфизмам, полученным с помощью GBS. Будет опубликована 1 (одна) статья или обзор в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКНВО.
7. Будут идентифицированы и валидированы не менее 10 потенциальных молекулярных маркеров устойчивости к ЛМР, полученных на основе данных GWAS.
8. Будет проведено генотипирование исследуемых образцов с использованием известных из литературных данных маркеров устойчивости к ЛМР (Pl-локусов).
9. Будет создана панель молекулярных маркеров для проведения маркер-ассоциированной селекции на устойчивость к ЛМР. Будет проведено тестирование панели маркеров на образцах подсолнечника. Будет подготовлена сопроводительная научно-техническая и методическая документация по использованию и применению разработанной панели маркеров. Разработанная и протестированная панель маркеров с сопроводительной документацией будет внедрена в селекционную программу ТОО «ОХМК».
10. Будет проведен скрининг сортов и гибридов подсолнечника казахстанской селекции на наличие SNP, ассоциированных с резистентностью к ЛМР, в результате чего будут идентифицированы потенциально устойчивые к ЛМР генотипы подсолнечника на основе полученных данных с использованием маркеров.
Сутула Максим Юрьевич, Ассоциированный Профессор, PhD, h-index: 3, ResearcherID: AAX-2587-2020, ORCID: 0000-0002-3153-6356, Scopus Author ID: 57191078504
Публикации в базах данных WOS/Scopus:
6. M. Sutula, A. Kakanay, S. Manabayeva. DNA barcoding of the genus Tulipa (Liliaceae) in Kazakhstan. Eurasian Journal of Applied Biotechnology, 2024 (3), 56–65. https://doi.org/10.11134/btp.3.2024.6
7. Kali, B., Sutula, M., Akhmetollayeva, A., & Manabayeva, S. Identification of plants of the family Fabaceae using molecular barcoding analysis. Eurasian Journal of Applied Biotechnology, 2024 (3), 158–169. https://doi.org/10.11134/btp.3.2024.17
8. Sutula, M., Khosnutdinova, T., Zhakmanova, Y., Dolanbayeva, G., Bogdanova, X., Yessilbekova, Y., Komekova, G., Kabatayeva, Z. Priming of Solanum Tuberosum in vitro plants with PVY-specific interfering RNAs activates anti-viral resistance. Eurasian Journal of Applied Biotechnology, (2022). (3), 14–24. https://doi.org/10.11134/btp.3.2022
2025 год
1. Отобрано 200 растительных проб и 40 изолятов Pl. halstedii из различных зон возделывания подсолнечника, получена чистая культура ЛМР и идентифицирована раса и штамм патогена на сортах-дифференциаторах и с помощью молекулярно-генетических методов с последующим депонированием.
2. Получены фенотипические данные по устойчивости к ЛМР для исследуемых образцов за 2 года наблюдений. В качестве источника данных использованы отчеты селекционеров и фитопатологов о проведении наблюдений за устойчивостью к ЛМР в условиях полевых испытаний на протяжении двух лет.