Актуальность

В настоящее время природные растительные ресурсы дают большое количество сырья для промышленности, сельского хозяйства и медицины.  Однако, с каждым годом этого сырья становится все меньше. Причиной является обеднение ботанического состава травостоя, исчезновение ценных в кормовом отношении видов из-за неустойчивости их к абиотическим и биотическим факторам среды. Для решения этой проблемы необходимо проведения исследований по интродукции и расширения ассортимента кормовых, лекарственных культур, удовлетворяющих потребностям сельского хозяйства, медицины и пищевой промышленности. Одной из таких культур является левзея сафлоровидная (Rhapónticum carthamoídes), содержащая различные биологически активные соединения (флавоноиды, полисахариды, сапонины, куманины). Особую ценность этот вид представляет, как продуцент сверхвысоких количеств экдистероидов. В рамках данного проекта планируется провести комплексные исследования по разработке высокоэффективных агробиотехнологических подходов размножения и сохранения лекарственного вида левзеи сафлоровидной для последующей интродукции и расширения ассортимента кормовых культур.

Цель проекта

разработка технологий культивирования in vitro и агротехнические приемы возделывания для интродукции ценного лекарственного и кормового растения левзеи сафлоровидной (Rhapónticum carthamoídes) в Северном Казахстане.

Ожидаемые результаты

• Будет проведен сбор исходного растительного материала R. сarthamoídes в местах естественного произрастания
• Будет создана коллекция in vitro ценного лекарственного растения R. сarthamoídes
• Будет разработана технология размножения in vitro ценного лекарственного растения R. сarthamoídes для дальнейшей интродукции в условиях Северного Казахстана
• Будет создан интродукционный питомник дикорастущих образцов и растений-регенерантов левзеи сафлоровидной для плантационного выращивания в степной зоне Северного Казахстана
• Будет изучен потенциал использования левзеи сафлоровидной как кормовой культуры при возделывании в степной зоне Северного Казахстана
• Будет изучена лекарственная ценность левзеи сафлоровидной при разных технологиях возделывания в степной зоне Северного Казахстана.

Руководитель

Нагметова Г.Ж. доктор философии (PhD) Индекс Хирша — 1 ResearcherID: N-9822-2017 Scopus AuthorID: 57218566741 ORCID: 0000-0002-1848-6489

Члены исследовательской группы

Хапилина Оксана Николаевна, кандидат биологических наук, Индекс Хирша: 4; Reseаrcher ID: J-4151-2017; ОRCID: 0000-0002-7256-568X; Scоpus Аuthоr ID: 57194829297

Аипова Рахиля, доктор философии (PhD), H index: 1; ORCID: 0000-0001-8318-6776 Scopus ID 57195069563;  

Тагиманова Дамеля Сеитовна, магистр, Индекс Хирша: 1; Researcher ID: AGH-1325-2022; ORCID: 0000-0002-9020-4247; Scopus Author ID: 57194835810

Туменбаева Асем Рыскулбековна, магистр, Индекс Хирша – 2; ORCID: 0000-0001-6360-1936; Scopus ID: 57216894029

Шевцов Владислав Александрович, магистр, Индекс Хирша – 3; ORCID: 0000-0001-6202-2123;  Scopus ID: 57216896596

Туржанова Айнур Сериковна, магистр, Индекс Хирша – 3; ORCID: 0000-0001-6205-9292; Scopus ID: 57216895766

Публикации научного руководителя и исследовательской группы

1. Nagmetova, G.; Berthold-Pluta, A.; Garbowska, M.; Kurmanbayev, A.; Stasiak-Różańska, L. Antibacterial Activity of Biocellulose with Oregano Essential Oil against Cronobacter Strains. Polymers 2020, 12, 1647. https://doi.org/10.3390/polym12081647
2. Nagmetova, G., Berdimuratova, K., Amirgazin, A., Shevtsov, V., Ismailova, A., Ramankulov, Y., Kurmanbayev, A. (2020). Draft Genome Sequence of a Potential Commercial Biocellulose Producer, Strain Komagataeibacter europaeus GH1. Microbiology Resource Announcements, 9(42). doi:10.1128/mra.00963-20
3. Niyazbekova Zh.T., Nagmetova G.Zh., Kurmanbayev A.A. An overview of bacterial cellulose applications // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2018. – № 2. – P. 17-25. https://doi.org/10.11134/btp.2.2018.3
4. Nagmetova G.Zh., Kurmanbayev A.A. Isolation and identification of bacterial cellulose producers to obtain a biotechnological product promising for medicine and biotechnology // Eurasian journal of Applied Biotechnology. – 2019. – № 2. – Р. 116-122. https://doi.org/10.11134/btp.2.2019.11
5. Штамм Komagataeibacter sp.GH1, продуцирующий биоцеллюлозу, для использования в медицине и биотехнологии. Нагметова Г.Ж., Курманбаев А.А., Раманкулов Е.М. Пат. 5382 РК: C12N 1/20; заявитель и патентообладатель Нур-Султан, Нац. центр биотехнологии. №2020/0516.2; заявл. 02.06.2020; опубл.18.09.2020, Бюл. № 37 — 4 с.https://gosreestr.kazpatent.kz/Utilitymodel/DownLoadFilePdf?patentId=327988&lang=ru
6. Тurzhanova, A., Khapilina, O.N., Tumenbayeva, A., Shevtsov, V., Raiser, O., Kalendar, R. Genetic diversity of Alternaria species associated with black point in wheat grains (2020) PeerJ, 2020 (3), e9097. https://doi.org/10.7717/peerj.9097
7. Raiser O.B., Khapilina O.N. Culture in vitro of rare and endemic species of Allium (A. ledebourianum, A. altaicum), 2020. 2nd International Scientific Conference «Plants and Microbes: the Future of Biotechnology». DOI: 10.28983/PLAMIC2020.204
8. Khapilina O.N., Turzhanova A.S., Shevtsov V.A., Tumenbaeva A.R., Raiser O.B., Tagimanova D.S., Kalendar R.N. The study of genetic polymorphism of fungal pathogens using iPBS assays// Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2020. — №1. – Р. 61-69. DOI: 10.11134/btp.1.2020.6
9. Мaгзумoвa С.М. Регенерaция и рaзмнoжение лукa мелкoсетчaтoгo Allium microdictyon в услoвиях in vitro // Мaт.межд.нaучнoй кoнференции студентoв и мoлoдых ученых «Фaрaби Əлемі». – Aлмaты, 2020. – С.67.
10. Рaйзер O.Б., Мaгзумoвa С.М. Oптимизaция культивирoвaния in vitro редких и эндемичных видoв лукa (A. ledebourianum, A. altaicum) // Мaт.межд.нaучнoй кoнференции студентoв и мoлoдых ученых «Фaрaби Əлемі». – Aлмaты, 2020. – С.77.
11. Novakovskaya AP, Raizer OB, Danilova AN, Khapilina ON. In vitro cultivation of rare and endemic Allium sp. species // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2018. DOI: 10.11134/btp.2.2018.6
12. Kalendar RN, Aizharkyn KS, Khapilina ON, Amenov AA, Tagimanova DS 2017. Plant diversity and transcriptional variability assessed by retrotransposon-based molecular markers. Vavilov Journal of Genetics and Breeding, 21(1): 128-134. https://doi.org/10.18699/VJ17.231
13. Tagimanova DS, KhapilinaO., AmenovA., DanilovaA., Kalendar R. Genetic diversity of Rhodiola sp. in Altai as assessed by intron polymorphism markers// Eurasian Journal of Applied Biotechnology – 2017.-№2. — DOI: 10.11134/btp.2.2017.6
14. Пaтент нa пoлезную мoдель №3755 «Спoсoб пoлучения рaстений лукa aлтaйскoгo в услoвиях in vitro» // Хaпилинa O.Н., Рaйзер O.Б., Кoтухoв Ю.A., Дaнилoвa A.Н., Нoвaкoвскaя A.П., Рaмaнкулoв Е.М. — Пaтентooблaдaтель: РГП «Нaциoнaльный центр биoтехнoлoгии» КН МOН РК. – oпубл.07.03.2019, Бюл. №10 https://gosreestr.kazpatent.kz/Utilitymodel/Details?docNumber=300873

Результаты за 2023 г.

В результате экспедиционных исследований по территории Западного Алтая были собраны семена у дикорастущих растений левзеи сафлоровидной (Rhaponticum carthamoides) в ценнопопуляциях, расположенных на хребтах Проходной белок и Ивановский (770-1800 м над ур.м.), а также окрестностях г. Риддер. Для каждого образца семян составлена характеристика, содержащая сведения о месте обитания, географических координатах и морфологические дескрипторы. Проведена молекулярно-генетическая идентификация коллекционных образцов с использованием маркеров ядерного и хлоропластного геномов, последовательности депонированы в базу данных NCBI под номерами OR685474, OR703712, OR703772, OR660178. Сформирована коллекция in vitro ценного лекарственного растения R.carthamoides, представленная всеми генотипами из природных популяций.  Выделено несколько линий с высокой интенсивностью роста в условиях in vitro.   В настоящий момент эти линии интенсивно размножаются с использованием технологии микроклонирования.