AP09563185 «Сиверс алмасының (Malus sieversii) және Недзвецкий алмасының (Malus niedzwetzkyana) жойылып бара жатқан түрлерін сақтау және көбейту үшін криобиотехнологиясын әзірлеу»

Өзектілігі

Биологиялық әртүрлілікті сақтау және қолдау – бүкіл әлемдік қауымдастық алдында тұрған маңызды міндеттердің бірі. Өсімдіктердің көптеген түрлері тіршілік ету ортасының бұзылуы, шамадан тыс жинау, ауыл және орман шаруашылығының тиімсіз тәжірибесі, урбанизация, ауаның, топырақтың және судың ластануы, бөтен инвазивті түрлердің таралуы және климаттың өзгеруі салдарынан жойылып кету қаупімен бетпе-бет келіп отыр. Осындай теріс факторларға ұшыраған түрлердің қатарына бұрын Іле ойпатында кең таралған Сиверс алмасы мен Недзвецкий алмасы жатады.

Қазіргі таңда M. sieversii және M. niedzwetzkyana жойылып кету шегінде тұр және Қазақстанның Қызыл кітабына, сондай-ақ Табиғатты қорғаудың халықаралық одағының (IUCN) Қызыл тізіміне енгізілген. 1959 жылы M. sieversii таралу алаңы 9 330 гектарды құраса, 2005 жылы бұл көрсеткіш 1 800 гектарға дейін қысқарған. M. sieversii мәдени сорттардың генетикалық атасы болып саналады.

Дәстүрлі көбейту әдістері өсімдіктердің биологиялық әртүрлілігін сақтауға мүмкіндік берсе де, олардың бірқатар кемшіліктері бар: жұқпалы аурулардың сақталу ықтималдығы, ұзақ мерзімділік, жыныстық жолмен көбею кезінде генетикалық өзгерістер, алынған өсімдіктің бастапқы ағашқа ұқсамау қаупі.

Жобаның жаңалығы

M. sieversii және M. niedzwetzkyana жойылып бара жатқан түрлерінің популяцияларын сақтау және қалпына келтіру мақсатында криобиотехнологияны әзірлеу. Жоба аясында in vitro және криоконсервация негізінде орта және ұзақ мерзімді сақтау үшін 4 технология әзірленеді. Осы технологиялар негізінде 500 үлгіден тұратын in vitro коллекциясы және 500 үлгілік криоколлекция жасалады. Ұсынылған сақтау технологиясы – бұзылған экожүйелерді қалпына келтіру үшін жаңа тәсіл.

Мақсаты

Сиверс алмасы (M. sieversii) мен Недзвецкий алмасының (M. niedzwetzkyana) жойылып бара жатқан түрлерін сақтау және көбейту мақсатында in vitro және криоконсервация негізінде орта және ұзақ мерзімді сақтау технологиясын әзірлеу.

Күтілетін нәтижелер

Сиверс және Недзвецкий алмасының популяциялық түрлері таңдалады. Сақтау және қалпына келтіру үшін in vitro жағдайында 5 популяциялық түрден асептикалық коллекция құрылады. 500 клон арнайы қоректік орталарда микроклоналды көбейтіледі.

Сиверс және Недзвецкий алмасы өркендерінің in vitro мәдениетінде баяу өсу технологиялары әзірленеді. Бұл үшін қоректік орталар, температура, жарық режимі және өсу тежегіштері зерттеледі. Нәтижесінде 2 орта мерзімді сақтау технологиясы әзірленіп, 500 үлгіден тұратын in vitro коллекция құрылады.

Криоконсервациялау технологиялары әзірленеді. Ол үшін криоқорғағыш агенттердің түрлері мен концентрациясы, мұздату мен еріту жылдамдығы, эксплант типтері іріктеледі. Криоконсервациядан кейін тіршілікке қабілеттілігін қамтамасыз ететін қоректік орталар зерттеледі. 2 ұзақ мерзімді сақтау технологиясы әзірленіп, 500 үлгіден тұратын криоколлекция жасалады.

Жоба жетекшісі

Кабиева Салтанат Жумабаевна, биология ғылымдарының кандидаты, Хирш индексі – 1. Scopus Author ID 56016939200. Researcher ID Web of Science ADE-4352-2022. ORCID ID 0000-0002-6796-5136

Жоба тобының мүшелері

Қакимжанова Алмагүл Апсаламқызы, биология ғылымдарының докторы, Хирш индексі – 4. Жобадағы міндеттері: жобаны сараптау, криоконсервацияға негізделген ұзақ мерзімді сақтау технологиясын әзірлеу, статистикалық талдау.

Нұртаза Айдана Серікболқызы, ғылыми қызметкер, PhD докторант (2018–2021, ЕҰУ), биология магистрі. 25-тен астам ғылыми жұмыстың авторы, Web of Science және Scopus базасындағы мақалаларымен қоса. Польша (Гливице) және Италия (Милан) елдерінде ғылыми тағылымдамадан өткен. Хирш индексі – 3.

Магзумова Гүлмира Қозықызы, ғылыми қызметкер, агрономия саласының маманы. 20 ғылыми жұмыстың авторы, оның ішінде 2 импакт-факторлы шетелдік басылымда, 5 мақала ККСОН ұсынған журналдарда.

Есимсеитова Әсел Қайратқызы, биология магистрі, ғылыми қызметкер. 25 ғылыми жұмыстың авторы, оның ішінде 3 – жоғары импакт-факторлы шетелдік журналдарда, 7 – ККСОН ұсынған басылымдарда. 2015 жылы Литваның Витаутас Магнус университетінде молекулалық биология бойынша тағылымдамадан өтті.

Жоба тақырыбы бойынша жарияланымдар мен қорғау құжаттары

  1. Nurtaza A., Magzumova G., Yessimseitova A., Karimova V., Shevtsov A., Silayev D., Kakimzhanova A. Micropropagation of the endangered species Malus niedzwetzkyana for conservation biodiversity in Kazakhstan. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 2021. https://doi.org/10.1007/s11627-021-10174-4
  2. Нұртаза А.С., Дюсембекова Д.А. Оптимизация протокола среднесрочного хранения исчезающего вида Malus niedzwetzkyana. Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева. Серия: Биологические науки, 2022, №2(139), с. 107–122. https://doi.org/10.32523/2616-7034-2022-139-2-107-122
  3. Нұртаза А.С., Есимсеитова А.К., Каримова В.К., Магзумова Г.К., Бақтыбай Б.Н., Кабиева С.Ж. Оптимизация факторов, влияющих на адаптацию и рост растений в почвогрунте редкого вида Malus niedzwetzkyana. Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева. Серия: Биологические науки, 2022, №2(139), с. 70–85. https://doi.org/10.32523/2616-7034-2022-139-2-70-85
  4. Способ микроклонального размножения яблони Сиверса (Malus sieversii). Патент РК №35361 от 27.08.2020. Авторы: Нұртаза А.С., Дюсембекова Д.А., Есимсеитова А.К., Бақтыбай Б.Н., Магзумова Г.К., Раманкулов Е.М.

Нәтиже: Сиверс және Недзвецкий алма ағаштарының популяциялық түрлері іріктеліп, сақтау және көбейту мақсатында 500 клоннан тұратын асептикалық in vitro коллекциясы құрылды. Сиверс және Недзвецкий алма ағаштарының in vitro жағдайында баяу өсуі мен орташа мерзімді сақтау технологиялары әзірленді. Криоконсервация әдістері жасалып, ұзақ мерзімді сақтау үшін Сиверс және Недзвецкий алма ағаштарының 500 эксплантынан тұратын криоколлекция құрылды.