Биоалуантүрлілікті зерттеу, сақтау және ұтымды пайдалану мәселесі климаттың өсуіне және экожүйеге антропогендік әсерге байланысты өте өзекті болып табылады. Қазақстанның 1994 жылы Биологиялық алуантүрлілік туралы Конвенцияны ратификациялауы генетикалық, түрлік және экожүйелік әртүрлілікті сақтау бойынша міндеттемелер жүктейді.
Қазақстан флорасының қазіргі жай-күйін зерттеу бойынша зерттеулер классикалық ботаникалық тәсілдерді пайдалану арқылы ғана жүргізіледі. Қазіргі заманғы геномика, популяциялық генетика, ДНҚ-штрих-кодтау технологиялары флораның биоалуантүрлілігін зерттеуде жеткілікті түрде қолданылмайды. Өсімдік түрлерінің едәуір бөлігі жеткілікті зерттелмеген күйінде қалып отыр, бұл әр түрлі таксономиялық деңгейлердегі аймақтық флора тұрғысынан маңызды.
Биологиялық алуантүрлілік туралы Конвенцияны жүзеге асыру бойынша міндеттемелерді орындауға байланысты көптеген шешілмеген мәселелер бар. Сонымен, осы уақытқа дейін қазақстандық өсімдіктер ХТҚО жойылып кету қаупі төнген түрлер тізіміне енгізілмеген, генетикалық ресурстардың қолжетімді деректер базасын құру және олардың биоалуантүрлілік жөніндегі жаһандық ақпараттық жүйемен (GBIF) өзара әрекеттесу міндеттері орындалмаған. Мәселелерге Қазақстанның әкімшілік аймақтарының аймақтық флорасының монографияларының жоқтығы, Қазақстан флорасының Қызыл кітабының әлі жаңартылмағаны, сирек, эндемиялық, жат, арамшөптік-рудералды және бөтен біртұтас ұлттық ақпараттық базаның жоқтығы жатады. Республикада өсімдік түрлері, тіркелген таксономиялық бірліктердің сандық гербарийі жасалмаған.
Биоалуантүрлілік туралы Конвенция міндеттерін іске асырудағы орын алған мәселелер қазіргі заманғы ботаника әдістерін ғана емес, сондай-ақ биоалуантүрлілік туралы халықаралық Конвенцияда көзделген міндеттемелерді орындау үшін молекулалық жүйелеуді, ДНҚ-штрих-кодтауды және ақпараттық технологияларды пайдалана отырып, генетикалық әртүрліліктің стандартталған мониторингін және Қазақстан флорасын түгендеуді енгізу қажет.
Өсімдіктердің қазіргі заманғы ботаникалық номенклатурасын, электрондық карталарын, деректер базаларын және тамырлы өсімдіктердің иллюстрацияларын ескеріп, тамырлы өсімдіктердің түрлік алуан түрлілігінің қазіргі жай-күйін зерттеу және Маңғыстау, Атырау, Ақмола, Қостанай, Қарағанды және Шығыс Қазақстан әкімшілік облыстарының аймақтық флораларының монографиялық басылымын шығару.
– Қазақстанның әкімшілік облыстары (Батыс, Орталық, Солтүстік және Шығыс Қазақстан) бойынша таралуын көрсете отырып әдебиеттерге шолу жасалды, гүлді және жоғары сатыдағы споралы өсімдіктердің, оның ішінде сирек кездесетін, эндемикалық, бөтен текті, арамшөпті-рудералды және бөтен таксондардың алдын ала тізімдерін құрылды;
– заманауи флористикалық, молекулалық-генетикалық және биоақпараттық зерттеулерді пайдалана отырып, өсімдіктер номенклатурасының, классификациясының және таксономиясының ғылыми-әдістемелік тәсілдері әзірленді;
– жылдың әртүрлі маусымдарында Маңғыстау, Атырау, Ақмола, Қостанай, Қарағанды және Шығыс Қазақстан облыстарының өңірлік флораларын зерттеу бойынша бағыттар әзірленді және экспедициялық сапарлар ұйымдастырылды;
– ботаника мен молекулалық генетиканың заманауи әдістерін қолдана отырып, жоғары түтікті және споралы өсімдіктердің түрлер құрамын түгендеу және тексеру жүргізілді, молекулалық-генетикалық әдістерді қолдана отырып түрлердің таралуы мен популяциялық өзгергіштігі анықталды;
– биоалуантүрлілік жөніндегі жаһандық ақпараттық жүйемен (GBIF) өзара іс-қимылды жүйелеу және тиімділігін арттыру үшін Қазақстанның жоғары түтікті және споралы өсімдіктерінің отандық гербарий қорларын цифрландыру жүргізілді;
– зерттелетін аймақтардың флорасын жүйелеу үшін ДНҚ-баркодинг және жоғары өнімді секвенирлеу технологияларын қолдана отырып, флористикалық зерттеулер мен гербарий қорларын талдау нәтижелері бойынша бағдарламалық қамтамасыз ету әзірленді және электрондық деректер базасы құрылды;
– Таксономиялық, ареалогиялық, экологиялық және популяциялық-генетикалық сипаттамаларын, өмірлік нысандарын, фитоқорғау мәртебесін, сондай-ақ шаруашылық және ресурстық құндылығын көрсете отырып, Қазақстанның әкімшілік облыстарының (Маңғыстау, Ақмола, Атырау, Қостанай, Қарағанды және Шығыс Қазақстан облыстары) жоғары түтікті және споралы өсімдіктерінің флористикалық құрамына талдау жүргізілді және конспектісі жасалды;
– Биологиялық әртүрлілікті флористикалық және молекулалық-генетикалық зерттеудің заманауи әдістерін, Қазақстанның флорасын тұрақты пайдалану мен сақтауды кеңінен насихаттау мақсатында халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференция, семинарлар, тренингтер өткізілді.
– өкілдік органдарға, ауыл шаруашылығы, экология, ормандар мен жануарлар дүниесін қорғау департаменттеріне және т.б. бере отырып, ХТҚО ұсынымдарын ескере отырып, аумақтардың жергілікті учаскелерінің сирек өсімдіктерінің көптігі негізінде жаңа ерекше қорғалатын табиғи аумақтар (ЕҚТА) құру жөнінде ұсыныстар мен ұсынымдар әзірленді;
– Қазақстанның әкімшілік аймақтарының қазіргі аймақтық флорасының таксономиялық, арелогиялық, экологиялық сипаттамалары, тіршілік формалары, өсімдіктердің фитоқорғау статусы, шаруашылық қасиеттері, арамшөптік-рудералды және инвазиялық өсімдіктер таксондарын анықтау толық сипатталған монографиялары (кітап және электронды форматта) жарияланды;
– Қазақстанның аймақтық флоралық түтікті өсімдіктерінің деректер базасының электрондық нұсқаларына және басқа да ғылыми-техникалық өнімге авторлық құқық объектісіне куәлік алынды;
– көршілес мемлекеттердің ботаникалық бейін бойынша жетекші институттарымен коллаборация, білікті кадрларды даярлау жүзеге асырылды;
– жобаның ғылыми бағыты бойынша рецензияланған ғылыми журналдардағы Web of Science мәліметтер базасына 1 (бірінші), 2 (екінші) және (немесе) 3 (үшінші) квартилдерге енгізілген және (немесе) Scopus мәліметтер базасында CiteScore процентилінің кемінде 50 (елу) болатын және (немесе) БҒССҚК ұсынған шетелдік немесе отандық басылымда кем дегенде 3 (үш) мақала немесе шолу жарияланды.
Манабаева Шұға Асқарқызы. H-индекс 5. https://publons.com/researcher/2449535/shuga-a-manabayeva/ ; ResearcherID Web of Science: A-2529-2015
Кәкімжанова Алмагүл Апсаламқызы
Хапиллина Оксана Николаевна
Шевцов Александр Борисович
Шевцов Владислав Александрович
Ишмуратова Маргарита Юлаевна
Тілеукенова Салтанат Үшкемпірқызы
Иманбаева Ақжүніс Алтайқызы
Белозеров Иван Филаретович
Сүмбембаев Айдар Айтқазыұлы
Данилова Алевтина Николаевна
Қобланова Сәуле Абдулқызы
2023
Негізгі нәтижелер: Батыс, Орталық, Солтүстік және Шығыс Қазақстандағы флористикалық зерттеулердің нәтижелеріне әдеби шолу жасалды. Гүлді және жоғары споралы өсімдіктердің алдын ала тізімдері жасалды. Атырау облысының (592 түр), Маңғыстау облысының (618 түр), Қостанай облысының (1002 түр), Ақмола облысының (1116 түр) және Қарағанды облысының (1279 түр) флора түрлерінің алдын ала тізімдері жасалған. Шығыс Қазақстан облысы өсімдік түрлерінің ең көп алуандығына ие, оның флорасы 2255 түрмен ұсынылған. Зерттелетін аймақтардың флорасына тән ең ірі тұқымдастар анықталды: Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, Rosaceae, Apiaceae, Ranunculaceae, Lamiaceae, Artemisia, Astragalus, Ranunculus, Allium. Өсімдіктердің номенклатурасына, классификациясына және таксономиясына ғылыми-әдістемелік тәсілдер World Plants of Online (www.plantsoftheworldonline.org/) сәйкес заманауи флористикалық және молекулалық-генетикалық зерттеулерді пайдалана отырып әзірленген. Зерттелетін аймақтардың флорасын жүйелеу үшін Miseq платформасында (Illumina) ДНҚ штрих-кодтау хаттамалары және жоғары өнімді NGS секвенирлеу әзірленді. Маршруттар зерттелетін аумақтарды барынша қамтуды ескере отырып әзірленді және аймақтық флораның түрлік алуандылығын зерттеу және вегетациялық кезеңнің әртүрлі маусымдарында үлгілерді жинау мақсатында экспедициялық сапарлар жүргізілді. Халықаралық және отандық гербарий қорларын түгендеу нәтижесінде 9 400-ден астам гербарий және 60 216 цифрлық парақ талданды, оның 28 836-сы Қазақстанға геоанықтамалық. Осы талдау нәтижесінде 2489 түр тексерілді.
Гербарий үлгілерін тексеру үшін әртүрлі ДНҚ экстракция әдістерін қолдана отырып, 1000 өсімдік түрінен ДНҚ топтамасы жасалды. ДНҚ штрих-кодтауын қолдана отырып, жоғары тамырлы және споралы өсімдіктердің түрлерін анықтау үшін matK, rbcL, rpoB, rpoC1 гендерінің жалпы қабылданған аймақтары және atpF–atpH, psbK–psbI, trnH–psbA, ITS (ycf1 гені) аралықтары пайдаланылды. маркерлер. Нәтижесінде 635 түрдің нуклеотидтер тізбегі реттелген және NCBI-де үш немесе одан да көп маркердің 1558 тізбегі сақталған.
Келесі өсімдік түрлерінің хлоропласт геномдарының тұтас геномдық секвенциясы жүргізілді: Leuzea carthamoides (Chl2); Convallaria majalis L. (Chl 3); Rhodíola semenovii (Chl161); Malus niedzwetzkyana (Chl162); Artemisia glauca (Chl159); Juniperus pseudosabina (Chl1); Vítis vinifera (Chl172); Juniperus seravschanica (Chl160); Cousinia alata (Chl163) және NCBI-де сақталады.
iPBS-, SSR-маркерлері және әмбебап штрих-кодтау маркерлері арқылы популяцияның өзгергіштігін зерттеу нәтижесінде ретротранспозондық локустардағы бірегей аллельдердің жетіспеушілігі және зерттелетін түрлердің популяция ішілік өзгергіштігі анықталды, әртүрлі SNP категориялары анықталды және филогенетикалық байланыстарға талдау жүргізілді. шығып.
Гербарий коллекцияларын цифрландыру мақсатында академик Е.А. атындағы Қарағанды университетінің Ұлттық биотехнология орталығының GBIF халықаралық платформасында тіркеу жүргізілді. Бөкетов, Маңғышлақ тәжірибелік және Алтай ботаникалық бақтары. GBIF порталында Деректер жинағы пішімінде тамырлы өсімдіктердің, жеке тұқымдастардың және өсімдіктердің экономикалық құнды топтарының флорасының аймақтық тізімдері жарияланды.
Отандық гербарий жинақтарын цифрландыру үшін серверлік инфрақұрылымды кешенді орнату аяқталды. C# бағдарламалау тілі, GraphQL сұрау тілі және PostgreSQL дерекқорды басқару жүйесі арқылы веб-ресурс әзірленуде. Веб-қосымшаның сыртқы қабығын жобалау үшін Vue js v.3 фреймворк (кітапхана) пайдаланылды. Деректер қоры 15-тен астам кестелерден тұрады және жергілікті серверде қол жетімді.
Алынған нәтижелердің жаңалығы ботаниканың, молекулалық генетиканың және биоинформатиканың заманауи және классикалық әдістерін қолдана отырып, алғаш рет Қазақстанның тамырлы өсімдіктерінің түрлік әртүрлілігіне талдау жасалды.Алғаш рет бағдарламалық қамтамасыз ету. және флораны жүйелеу және биоәртүрліліктің жаһандық ақпараттық жүйесімен (GBIF) өзара әрекеттесу тиімділігін арттыру үшін флорогенетикалық зерттеулер, ДНҚ штрих-кодтау және NGS секвенциясы нәтижелері бойынша электронды деректер базасы әзірленді.
1. Иманбаева А.А., Гасанова Г.Г., Тлепиева Г.Ш. Популяция редкого и исчезающего вида Сrataegus ambigua c.a. mey. в пустыни Мангистау // Ботанический журнал Казахстана. – 2023. – N 3 (4). – C.48 -56.
2. Данилова А. Н., Котухов Ю. А. К биологии Аllium altaicum (Аmaryllidaceae) в природе Казахстанского Алтая и в интродукции //Ботанический журнал Казахстана. – 2023. – N2(3). – С. 7-16. https://drive.google.com/file/d/1JMjFBIHsfaimtLJXyf3fQ-24JC8XI9hy/view
3. Данилова А.Н., Исакова Е.А. Казахстанский Алтай как регион – донор растений интродуцентов // Матер. Междун. научно-практ. конф. «Современное состояние и перспективы развития ботанических садов и дендрариев Казахстана», посвященной 5-летию Астанинского ботанического сада. Астана, 2023. – С.32-35. ISBN 978-601-7511-63-0 (конференция)
4. Данилова А.Н., Сумбембаев А.А., Котухов Ю.А., Ануфриева О.А., Токтар Б. К биологии Оxycoccus microcarpus (Еricaceae Juss.) – редкого вида флоры Восточно-Казахстанской области //Матер. Междун. научно-практ. конф. «Проблемы опустынивания территории Республики Казахстан и вопросы их решения». Алматы, 2023. – С.232–234. ISBN 978-601-04-6453-7 (конференция)