CC BY
78
Кесте 1.Дайын eнiмдердеri акуыздын пайыздык мeлшерi
YOTi Акуыз мeлшерi, %
YOTi 1 10,97
YOTi 2 14,64
YOTi 3 15,68
YOTi 4 15,93
Нэтижелер керсеткендей 4 - Yлгiде, ягни Кызыл жемiстi шетен косылган дайын CYзбе eHiMiHiH к^рамында акуыз мeлшерi жогары нэтижеге ие болды.
Кррытынды
Нэтижесiнде биологиялык белсендi заттармен байытылган CYткышкылды eнiмдер к¥рамындагы акуыз мeлшерiн зерттей келе кызыл шетен eсiмдiгiнiн тигiзген эсерi мол екенше кeз жеткiздiк. Себебi таза, коспасыз eнiммен салыстырганда акуыз 4,99%-га жогарылап отыр. Ал ол адам агзасыныц кYнделiктi тутынуы кезiнде оныц денсаулык калпына елеулi эсер етер еда.
УДК 575.22:577.21
Эдебиеттер räiMi
1. Калинина Л.В., Ганина В.И., Дунченко Н.И. Технология цельномолочных продуктов // СПб.: ГИОРД, 2008, с.248.
2. Липатов H.H. Молочная промышленность XXI века// М.: АгроНИИТЭИММП, 2013, с.56
3. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов// М. Легкая промышленность, 2009, с.344.
4. Е.Л.Стыскин, Л.Б.Ициксон, Е.В.Брауде. Практическая Высокоэффективная Жидкостная ХРОМАТОГРАФИЯ 42 C.
ГЕНОТИПИРОВАНИЕ ГРЕЦКОГО ОРЕХА КАЗАХСТАНА
Каирова Мархабат Жайлауовна
к.б.н., заведующая лабораторией Биотехнологии,
г. Астана
Егизбаева Тогжан Кадылбековна
магистр технических наук, PhD докторант КазНА У,
г. Алматы
Апушев Амангельды Каирбекович
д. с. -х. н, профессор кафедры Агротехнологий производства продукции растениеводства,
г. Алматы
GENOTYPING WALNUT OF THE KAZAKHSTAN
АННОТАЦИЯ
Несмотря на противоречие данные о естественности лесов грецкого ореха Казахстана, полиморфные растения Сайрам-Угамского ареала обитания имеют огромное экологическое и селекционно-генетическое значение. SSR-ПЦР анализ с использованием 01F/R, 05F/R, 09F/R, 027F/R 069F/R и 202F/R пар праймеров позволил выявить у исследуемых генотипов грецкого ореха х1/1 и 7-10, наличие различных аллельных локусов с размерами продуктов амплификации от 150 до 280 п.н. Амплификация микросателлитного ло-куса WGA202 выявила гомозиготность 11 из 12 исследуемых генотипов ореха, тогда как генотип х3/2 с двумя аллелями размером 238 и 275 п.н. относится к гетерозиготе. В целом, изучение большего количества генотипов ореха Казахстанской популяции с помощью SSR-маркеров позволит определить их разнообразие и родительские формы, имеющие более широкую генетическую основу для получения отечественных сортов в рамках инициированной программы «Жангак 2050».
ABSTRACT
Genetic variable walnut plants in the Sairam-Ugam habitat area have a great ecological and genetic value as a source for breeding program despite the contradiction of data on the naturalness of the walnut forests in Kazakhstan. SSR-PCR analysis with using 01F/R, 05F/R, 09F/R, 027F/R, 069F/R, and 202F/R primer pairs allowed detecting the presence of different allelic loci with sizes of amplification products ranging from 150 to 280 bp in the studied х1/1 and 7-10 genotypes of walnut plants. The homozygosity of 11 among the 12 studied walnut genotypes was revealed by amplification of the microsatellite locus WGA202, whereas this loci was polymorphic in the x3/2 genotype with two amplified fragments 238 and 275 bp in size that refers to the heterozygote. In general, the study of a larger number of walnut genotypes of the Kazakhstan's population with using SSR markers will make it possible to identify all variants of genetic and parental forms that will have a broader genetic basis for obtaining domestic varieties in the framework of the new initialized program "Zhangak 2050".
Ключевые слова: виды Juglans, грецкий орех, ПЦР, SSR-маркеры, микросателлиты
Keywords: Juglans species, walnut, PCR, SSR markers, microsatellites
Грецкий орех J. regia L. относится к наиболее распространенной в мире культуре среди орехоплодных растений. Орех широко используются в пищевой и деревоперерабатывающей отрасли промышленности, в фитомелиоративных целях, а также благодаря своим антиоксидантным свойствам и наличию полиненасыщенных жирных кислот в медицине [1]. Хотя при этом систематика растений семейства Juglandaceae до конца не установлена. Исследователи отдельно выделяли два вида J. sieboldiana Maxim и J. cordiformis Maxim, но на данный момент их относят к одному виду ореху айлан-толистному [2]. В прошлом ученые выделяли от 7 до 9 видов орехов, имеющих 4 центра происхождения [3, с. 283]. В настоящее время указывается на наличие в пределах рода Juglans L. десяти различных видов [4]. Другие источники указывают на существование у орехов более 20 видов [5]. Более того, в советское время считались естественными, леса, встречающиеся на территории Казахстана и Кыргызстана, а Казахстанско-Угамский ареал определяли, как наиболее северную зону естественного обитания J. regia L. [6]. Однако результаты анализа пыльцы и древесного угля в донных отложениях озер и торфяников Кыргызстана показали, что возраст деревьев J. regia составляет не более 2000 лет [7]. Поэтому данные массивы можно отнести к лесам современного грецкого ореха, которые имеют антропогенное происхождение.
Для оценки генетического разнообразия и родства сортов и популяций ореха используются различные методы, включая изозимный анализ, полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ), RAPD, а также ISSR маркеры [8]. На основе микросателлитных маркеров проведен структурный анализ коллекции гермаплазмы орехов Французского национального института сельскохозяйственных исследований (INRA), а также коллекций университета UC-Davis и в USDA [8, 9].
В связи с широким спектром использования грецкого ореха, включая, медицину, пищевую и древесную промышленности данная культура относится к ценным растениям. В 2017 году в Казахстане разработаны программы развития орехоплодной и ягодной отраслей «Жацгак-2050» и «Жидек-2050». Следовательно, актуальным является изучение уникальных лесов плодово-ореховых растений
Западного Тянь-Шаня, имеющих большое экологическое и генетико-селекционное значение при отборе холодостойких генотипов ореха и других плодовых культур [6].
Известно, что разработка и оптимизация ПЦР методов для идентификации сортов и изучения генетического разнообразия популяций грецкого ореха, произрастающих в горных ущельях Казахстана необходима для успешного выведения новых сортов и сокращения селекционного процесса. Целью данных исследований было использование микросателлитных маркеров для идентификации различных генотипов грецкого ореха Казахстана. Объекты и методы исследований Сбор образцов листьев ореха грецкого проводили на территории орехоплодных садов ЮжноКазахстанской области (ныне Туркестанской области), а также использовался материал, полученный при микроклональном размножении.
Выделение геномной ДНК из образцов грецкого ореха проводили в 2-3 повторности набором DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen). Визуальную оценку качества ДНК образцов проводили методом гель-электрофореза. Определение концентрации ДНК проводили на приборе Nanodrop 1000 (ThermoScientific, США). ПЦР проводили на приборе фирмы Эппендорф (Германия). Использованы SSR-праймеры, изначально разработанные для J. nigra [8, 10].
Объем ПЦР реакционной смеси состоял из 25 мкл, содержащей 1х PCR буфер, 2,0 mM MgCl2, 0,2 mM dNTPs, 0,2 цМ каждой пары праймеров (Sigma), 0,25 ед. Taq-полимеразы (ThermoScientific) и 25 нг ДНК. Режим ПЦР: 5 мин при 950С, 30 циклов по 45 сек при 950С, 45 сек отжига при соответствующей температуре для праймеров, 45 сек при 720С, а также 10 мин при 720С. Ампликоны разделяли в 2,0% агарозе в 0,5х TBE при 120V в течение 60 мин.
Результаты исследований Разделение ДНК образцов, выделенных из различных генотипов ореха проводили в 1% агарозном геле. На рисунке 1 представлены результаты выделения геномной ДНК. Спектрофотометрическое определение концентрации ДНК в исследуемых образцах показало варьирование в пределах от 30 до 420 нг/мкл.
Рисунок 1. Гель-электрофореграмма изолированной ДНК растений: дорожки 1-2 и 15 - образец х1/1, 3-4 - х1/2, 5-6 - х2/1, 7-8 - х3/1, 9-10 - х3/2, 11-12 - 2-10, 13-14 - 7-10
Для идентификации генотипов ореха J. regia широко используются SSR маркеры. При этом в микросателлитном анализе грецкого ореха применяют различный методологический подход, который зависит от оснащенности лабораторий современным оборудованием и используемых реактивов [8, 9]. В частности, в зависимости от используемых пар праймеров может варьировать не только количество циклов ПЦР, но и температура отжига в пределах 55-630С.
Для оптимизации ПЦР использован градиент температур 58-630С с микросателлитными 202F/R и 69F/R праймерами. На гель-электрофореграмме (рисунок 2) видно, что ПЦР амплификации микро-сателлитного локуса с 202F/R праймерами лучше проходит при диапазоне температур 59-630С. Тогда как ПЦР амплификация микросателлита с 69F/R праймерами лучше проходила при температуре 580С (рисунок 3).
Рисунок 2. Гель-электрофореграмма амплификации микросателлита 202Б/К ДНК растений 7-10: дорожки 1-10- соответственно ПЦР при температуре 58; 58,6; 58,9; 59,7; 60,3; 60,7; 61,4; 62,1; 62,6 и 630С, К - контроль негативный. М - маркер молекулярного веса
1 23 4 56 78 9 10 МКК
Рисунок 3. Электрофореграмма ПЦР микросателлита 69Б/К ДНК растений х1/1: дорожки 1-10 - при ПЦР в градиенте температур 58; 58,6; 58,9; 59,7; 60,3; 60,7; 61,4; 62,1; 62,6 и 630С, К - контроль негативный. М - маркер молекулярного веса
Накопление ПЦР-продукта микросателлит-ного локуса у образца ореха х1/1 с использованием пар праймеров (рисунок 4 А) лучше проявлялось при температуре близкой к 60"С, в сравнении
с 09F/R парой праймеров (рисунок 4 Б), где амплификация была лучше в диапазоне 58-600С.
М1 2 34 56 7 89 10 К
А Б
Рисунок 4. Гель-электрофореграмма ПЦР амплификации микросателлита ДНК растений с использованием А. праймеров 01 Б/Я и Б. - 09Б/К: дорожки 1-10 - х1/1 ДНК-образец соответственно при ПЦР в градиенте температур 49; 50,3; 52,8; 54,2; 55,3; 56,6; 58; 58,9; 59,6; 600С, К - контроль негативный. М
- маркер молекулярного веса
Кроме амплификации локусов WGA202, оптимальной температуры отжига при ПЦР с па-WGA69, WGA01 и WGA09, также проведен подбор рами праймеров 05F/R и 027F/R и использованием
ДНК-образцов генотипов х1/1 и 7-10. Результаты На рисунке 5 представлен результат ПЦР ам-
ПЦР с данными праймерами показали оптималь- плификации микросателлитного локуса WGA202, ный температурный диапазон в пределах 58-600С. характерный для 12-ти изучаемых генотипов расте-
ний ореха.
Ml 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 М К
- —
t 4 ||
**
Рисунок 5. Гель-электрофореграмма ПЦР амплификации микросателлита ДНК растений с использованием 202F/R праймеров: дорожки 1-12 - ДНК-образцы генотипов х1/1, х1/2, х2/1, х3/1, х3/2, 2-10, х 8/3, х 6/2, х 2/2, х 5/3, х 7/6 и х 4/2, соответственно. К - контроль негативный. М - GeneRuler 100 bp
Dangl G.S. с коллегами при изучении генетических различий 11 разнообразных и экономически важных сортов J. regia и одного гибридного варианта использовали четырнадцать SSR-локусов [8]. Данные образцы грецкого ореха показали наличие амплифицированных аллелей в микросателлитном локусе WGA202 размер которых составлял 238, 259, 263, 265 и 275 п.н. Результаты реакции ПЦР микросателлита WGA202 указывают на гомозигот-ность 11 из 12 исследуемых генотипов ореха, тогда как генотип х3/2 имеет два аллеля размером 238 и 275 п.н. (рисунок 5, трек 5).
Выводы
При оптимизации ПЦР амплификации, наиболее приемлемой температурой отжига для пары праймеров 01F/R является не ниже 600С, для 069F/R температура не выше 580С, тогда как для 05F/R, 09F/R, 027F/R и 202F/R хорошие результаты показаны при диапазоне 58-600С.
SSR-ПЦР анализ с использованием 01F/R, 05F/R, 09F/R, 027F/R 069F/R и 202F/R пар прайме-ров позволил выявить у исследуемых генотипов растений грецкого ореха х1/1 и 7-10, наличие различных аллельных локусов с размерами продуктов амплификации от 150 до 280 п.н. Генотипы х1/1 и 7-10 по данным исследуемым шести микросател-литным локусам показали свою гомозиготность. Амплификация микросателлитного локуса WGA202 выявила гомозиготность 11 из 12 исследуемых генотипов ореха, тогда как генотип х3/2 с двумя аллелями размером 238 и 275 п.н. относится к гетерозиготе. В целом, изучение большего количества генотипов ореха Казахстанской популяции с помощью SSR-маркеров позволит выявить аллель-ное разнообразие гермаплазмы и родительские формы, имеющие более широкую генетическую основу для получения отечественных сортов в рамках инициированной новой программы «Жангак 2050».
Список литературы
1. Помогайбин А.В., Розно С.А., Кавеленова Л.М. К оценке ресурсного потенциала и устойчивости видов рода Juglans L. в лесостепи Среднего Поволжья // Мат. I Всерос. научно-практ. конф. «Роль
ботанических садов и дендропарков в импортоза-мещении растительной продукции». - Чебоксары, 2016. - С. 136-138.
2. Горохова С. Представители рода Juglans L. в ботанических садах и дендрариях России // Вестник Киевского Нац. Универ. им. Т.Шевченко. - 2009. -№2. - С. 87-89.
3. Сосудистые растения России и сопредельных государств / С.К. Черепанов. - Кембридж, 1995. - 518 с.
4. Ищук Г.П. Род Juglans L. в условиях Правобережной Лесостепи Украины // Мат. междунар. науч. конф. «Роль ботанических садов и дендрариев в сохранении, изучении и устойчивом использовании разнообразия растительного мира», посв. 85-летию Центр. бот. сада НАН Беларуси. - 2017, Минск. - Ч.1. - С. 118-121.
5. Hu Y., Woeste K.E. and Zhao P. Completion of the chloroplast genomes of five Chinese Juglans and their contribution to chloroplast phylogeny // Front. Plant Sci. - 2017. - Vol. 7:1955. - PP. 1-16.
6. Джангалиев А.Д., Муканова Г.С., Салова Т.Н. Дикие плодовые растения Казахстана и продовольственная безопасность страны // Доклады НАН РК. - 2008. - № 3. - С. 5-10.
7. Beer R., Kaiser F., Schmidt K., Ammann B., Carraro G., Grisa E. and Tinner W. Vegetation History of the Walnut-fruit Forests in Kyrgyzstan (Central Asia): Natural or Anthropogenic origin? // Quaternary Science Reviews. - Vol. 27. - Issues 5-6. - 2008. - PP. 621-632.
8. Dangl G.S., Woeste K., Aradhya M.K., Koehmstedt A., Simon Ch., Potter D., Leslie Ch.A., McGranahan G. Characterization of 14 microsatellite markers for genetic analysis and cultivar identification of walnut // J. Amer. Soc. Hort. Sci. - 2005. - Vol. 130(3). - PP. 348-354.
9. Bernard A., Barreneche T., Lheureux F., Dir-lewanger E. Analysis of genetic diversity and structure in a worldwide walnut (Juglans regia L.) germplasm using SSR markers // PLoS ONE. - 2018. - V. 13 (11): e0208021.
10. Foroni I., Woeste K., Monti L.M., Rao R. Identification of 'Sorrento' walnut using simple sequence repeats (SSRs) // Genet. Resour. Crop Evol. -2006. - V. 54. - PP. 1081-1094.
Каирова Мархабат Жайлауовна - кандидат биологических наук, заведующая лабораторией Биотехнологии, Астанинский ботанический сад, 010000, г. Астана, ул. Орынбор, 10. Тел. 8702-10518-34, e-mail: [email protected]
Егизбаева Тогжан Кадылбековна - магистр технических наук, PhD докторант Казахского Национального Аграрного Университета, 050010, г. Алматы, ул. Абая, д. 8, корпус 3, e-mail: [email protected]
Апушев Амангельды Каирбекович - д.с.-х.н, профессор кафедры Агротехнологий производства продукции растениеводства, гнс Иссыкского государственного дендрологического парка,
050069, г. Алматы, микрорайон «Карагайлы», ул. Ерен, д. 5, e-mail: apushev-ak@mail. ru
Kairova Markhabat Ghailauovna - Candidate of Biological Sciences, Head of the laboratory of Biotechnology, Astana's Botanical garden, Astana city, Oryn-bor str., 10 building. Phone 8702-105-18-34, [email protected]
Egizbaeva Togzhan Kadylbekovna - Master in Engineering, PhD student in Kazakh National Agrarian University, 050010, Almaty city, Abai str., 8 building, campus 3, [email protected]
Apushev Amangeldy Kairbekovich - Doctor of Agrarian Sciences, Professor of the department of Agrotechnologies in Manufacture of Plant breeding products, researcher of Issyk State Dendrological Park, 050069, Almaty city, Karagaily distr., Eren str., 8 building, [email protected]
ВИДОВОЙ СОСТАВ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ
УЗЛОВ Г. УСТЬ-КАМЕНОГОРСКА
Китапбаева Алмаш Анашбаевна
к. б. н, доцент кафедры биологии Игисинова Жамал Турсынгожина к. б. н, доцент кафедры биологии Кабатаева Жадыра Канатовна
ст.преподаватель кафедры биологии ВКГУ им. С. Аманжолова,
г. Усть-Каменогорск
АННОТАЦИЯ
В данной статье авторы изложили результаты научных исследований 2016-2018гг. Целью исследование работы выявить перспективные виды древесных растений для обогащения селитебной территории северной и северо-восточной СЗЗ г. Усть-Каменогорска. Определены видовое разнообразие древесных насаждений уличных посадок вдоль крупных автодорог и жилых дворов селитебной территории северной и северо-восточной части г Усть-Каменогорска, выявили перспективные в культуре древесные растения, на основе интегральной шкалы, выработаны научно-обоснованный ассортимент растений для внедрения на территорию промышленных узлов г. Усть-Каменогорска.
Исследования древостоя проводились на селитебной территории СЗЗ северного и северно-восточного промышленных узлов г. Усть-Каменогорска. В качестве фоновой территории был выбран район КШТ. Пробные площадки (ПП) были заложены в сходных по экологическим условиям участках.
ABSTRACT
In this article, the authors presented the results of scientific research in 2016-2018. The Aim of the research work is to identify promising species of woody plants for the enrichment of the residential area of the Northern and North-Eastern North-West zones of Ust-Kamenogorsk. The species diversity of tree plantations of street landings along the major roads and residential yards of the residential area of the Northern and North-Eastern part of Ust-Kamenogorsk is determined, identified promising in the culture of woody plants, based on the integrated scale, he scientifically-based range of plants for introduction on the territory of industrial knots of Ust-Kamenogorsk is developed.
Research of the forest stand were carried out on the residential territory of the NWZ of the Northern and North-Eastern industrial sites of Ust-Kamenogorsk. As a background area was selected area KShT. Test sites were laid in sites similar in environmental conditions.
Ключевые слова: Зеленый массив, озеленение, селитебная территория, промышленные узлов, адаптация.
Key words: Green area, landscaping, residential area, industrial sites, adaptation.
Зеленые насаждения в условиях городской среды являются одним из наиболее эффективных средств повышения комфортности и качества среды жизни граждан. В настоящее время увеличивается количество зеленых насаждений в г. Усть Каменогорске, а также возрастают требования к ас-
сортименту древесных растений [5, с.25]. Экологическая эффективность насаждений зависит от развития интродукционных исследований, которые способствуют повышению качества озеленительных работ за счет создания устойчивых и высокодекоративных видов растений [6, с.102].
