AP26193911 – Өсімдіктердегі этилендік стресті төмендету үшін АЦК деаминаза өндіретін бактериялардан синтетикалық микробиомаларды ғылыми негіздеу, әзірлеу және сынау
Мақсаты – Экстремалды қоршаған орта жағдайларынан оқшауланған ACC-деаминаза өндіретін бактериялық штамдардан тұратын синтетикалық микробты қауымдастықтарды дамыту және эксперименттік сынау этилен стрессін төмендету және өсімдіктердің қолайсыз қоршаған орта жағдайларына бейімделу қабілетін арттыруға қатысатын молекулалық және биохимиялық механизмдерді зерттеуге бағытталады.
Жобаның өзектілігі: Бұл жобаның өзектілігі климаттың өзгеруінің күшеюімен, соның ішінде температураның көтерілуі, құрғақшылық және топырақтың тұздануы сияқты факторлардың өсімдіктердің өсуіне кері әсер етіп, ауыл шаруашылығы өнімділігін төмендетуімен байланысты. Стресс жағдайында түзілетін этилен өсімдіктердің дамуын одан әрі тежейді, ал химиялық тыңайтқыштарды қарқынды қолдану топырақтың сапасы мен құнарлылығын нашарлатады. Қазақстан үшін экологиялық таза ауыл шаруашылығына көшу аса маңызды, сондықтан органикалық егіншілік пен био тыңайтқыштар стратегиялық басымдыққа айналып отыр. Алайда қолданыстағы био тыңайтқыштар, әсіресе импорттық өнімдер, тұзданған және құрғақ аймақтардың ерекше жағдайларында жиі тиімсіз болып келеді. Бұл жоба экстремалды ортаға бейімделген АЦК-дезаминаза өндіретін бактерияларға негізделген синтетикалық микробиомдарды әзірлеу арқылы осы мәселені шешуге бағытталған, бұл өсімдіктердің стресс жағдайына төзімділігін және өсуін арттырады. Сондықтан жоба тұрақты ауыл шаруашылығын дамытуға, қоршаған ортаға кері әсерді азайтуға, азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етуге және отандық биотехнологияларды дамытуға үлес қосатындықтан аса өзекті болып табылады.
Ғылыми жетекші: Ph.D. докторы, Қауымдастырылған профессор, Қосалбаев Бекжан Дуйсенбиұлы
Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер: Жоба аясында Қазақстанның экстремалды экожүйелерінен топырақ үлгілерін жинау және талдау бойынша кешенді жұмыстар сәтті жүргізілді. Барлығы 20 топырақ үлгісі жиналып, олар Алматы, Түркістан, Жамбыл және Қызылорда облыстарындағы тұзды, сілтілі, құмды, термофильді және ауыр металдармен ластанған топырақтарды қамтыды. Бұл үлгілер өсімдіктердің өсуін ынталандыратын бактерияларды (PGPB) анықтау үшін экстремалды экологиялық нишалардың репрезентативті қамтылуын қамтамасыз етті. Барлық үлгілер микробиологиялық талдаудан өтті, оның ішінде таксономиялық әртүрлілікті бағалау және АЦК-дезаминаза белсенділігімен байланысты пайдалы микроорганизмдерді анықтау үшін 16S rRNA секвенирлеуі жүргізілді. Сонымен қатар, терең метагеномдық секвенирлеу жүргізіліп, кемінде үш үлгіде acdS гені мен оған байланысты маркерлердің жоғары деңгейде кездесетіні анықталды. Бұл үлгілер штаммдарды әрі қарай бөліп алу үшін басым көздер ретінде таңдалды. Транскриптомдық профильдер негізінде экстремалды топырақ микробиомдарындағы ең метаболикалық белсенді таксондар анықталды. Таңдалған үлгілерден өсімдіктердің өсуін ынталандыратын бактериялардың таза дақылдары TSB, LB, DF және минималды DF сияқты әртүрлі қоректік орталарды қолдану арқылы сәтті бөлініп алынды. Автоматтандырылған QPix жүйесінің көмегімен 500-ден астам бактериялық изолят алынып, жоғары өнімді және тиімді іріктеу қамтамасыз етілді. Изоляттар 16S rRNA гені арқылы идентификацияланып, шамамен 50 түрге топтастырылды. Басым туыстар қатарында Aeromonas, Bacillus, Pseudomonas, Enterobacter, Halomonas және жоғары биотехнологиялық әлеуеті бар басқа да микроорганизмдер анықталды. Бұл нәтижелер АЦК-дезаминаза белсенділігі жоғары штаммдарды іріктеу және синтетикалық микробтық қауымдастықтарды қалыптастыру үшін берік негіз қалады. Жалпы, жоба тұрақты ауыл шаруашылығына арналған перспективалы бактериялық ресурстарды анықтау мен оқшаулау бағытында айтарлықтай нәтижелерге қол жеткізді.