О проекте
Научный руководитель проекта
Орынханов Канат Аманжолович
кандидат ветеринарных наук
Scopus Author ID: 56983046100
Researcher ID: co/rid97599
ORCID: 0000 0001 6736 0498
Актуальность
Предлагаемый исследовательский проект направлен на изучение генетического разнообразия, структуры популяции, механизмов адаптации и общего генетического потенциала современной популяции казахстанских верблюдов. Данное исследование призвано восполнить пробелы в знаниях о генетическом составе казахстанских верблюдов путем проведения передового полногеномного секвенирования (WGS) на репрезентативной выборке животных и предоставления прочной основы для программ генетического улучшения, усилий по сохранению, создания элитного племенного ядра и будущего успешного развития традиционного сектора верблюдоводства в Республике Казахстан.
В Казахстане сосуществуют два основных вида верблюдов: бактриан (двугорбый) и дромедар (одногорбый), обитающие в различных экологических зонах и часто скрещивающиеся на одних и тех же фермах. Верблюды являются традиционным и важным видом сельскохозяйственных животных в стране благодаря своей выносливости в засушливых условиях и вкладу в местную экономику благодаря производству молока и мяса. Однако текущие практики разведения верблюдов не включают генетической оценки, что приводит к неэффективности племенных программ и содержания. Кроме того, растущий спрос на верблюжье молоко, особенно от дромедаров, привел к импорту верблюдов и их скрещиванию без научного руководства. Отсутствие геномных данных о казахстанских верблюдах препятствует развитию структурированных племенных программ для улучшения экономически значимых признаков, таких как выход молока и скорость роста. Более того, воздействие изменений окружающей среды, таких как глобальное потепление, которое угрожает популяциям верблюдов, требует лучшего понимания их генетической адаптации. Несмотря на историческую и экономическую значимость верблюдов, в Казахстане до сих пор нет установленной племенной программы и имеется ограниченное понимание их геномного профиля, структуры, разнообразия и генетического потенциала в целом.
Цель
Основная цель проекта - используя WGS-технологию, проанализировать геномный профиль, генетическое разнообразие, структуру популяции и общий генетический потенциал казахстанских верблюдов, выявив геномные регионы, связанные с адаптацией. Это обеспечит основу для программ разведения, направленных на повышение продуктивности и выносливости верблюдов, что внесет вклад в устойчивое развитие верблюдоводства и усилия по их сохранению в Казахстане. Проект сочетает геномику, биоинформатику, зоотехнию и экологическую науку для решения проблем, с которыми сталкиваются фермеры и заводчики верблюдов в Казахстане.
Ожидаемые и достигнутые результаты
Основным ожидаемым результатом этого проекта по геномике верблюдов является значительное продвижение в понимании популяционной структуры, генетического разнообразия, генетических механизмов, лежащих в основе адаптивности, и общего генетического потенциала казахских верблюдов.
Впервые будет сгенерирован комплексный геномный набор данных, который будет использоваться в качестве эталонной популяции казахских верблюдов. Он будет использован для импутации генотипов панелей низкой плотности в SNP-генотипы высокой плотности, что полезно не только для дальнейших геномных исследований, но и для снижения затрат на генотипирование, а, следовательно, для содействия геномным программам разведения казахских верблюдов. Кроме того, будет создана общедоступная геномная база данных, содержащая SNPs, а также предоставлены гаплотипы и структурные варианты. Результаты популяционной структуры и геномного разнообразия станут основой детального руководства для усилий по разведению и охране, особенно для поддержания генетического разнообразия в современных казахских популяциях верблюдов. Часть исследования, посвященная следам отбора, выявит регионы генома и маркеры, полезные для разработки коммерческих SNP-микрочипов.
Публикации в рецензируемых журналах:
-не менее 3 (трех) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти);
- не менее 1 патента на изобретение (включая положительное решение по нему);
- не менее 2 (двух) статей или обзоров в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКНВО;
По итогам реализации проекта (по соответствующему направлению науки):
- подготовка не менее 1 (одного) доктора философии (PhD) или доктора по профилю (допускается подготовка совместно с ОВПО, имеющими лицензию на послевузовское образование по докторантуре). При этом возможна защита диссертации не позднее 2 (двух) лет после завершения проекта;
Этот проект поможет сохранить генетическое разнообразие в популяции верблюдов Казахстана, выявляя уровень инбридинга и тем самым предотвращая депрессию и экономические потери из-за инбридинга на фермах верблюдов.
Информация для потенциальных пользователей
Фермеры и заводчики верблюдов
Проект направлен на решение практических проблем, с которыми сталкиваются сельхозпроизводители в Казахстане.
Геномная селекция: Фермеры получат доступ к инструментам геномного отбора (например, экономичным SNP-микрочипам), которые позволят отбирать животных с лучшим генетическим потенциалом в раннем возрасте.
Повышение продуктивности: Использование результатов исследования поможет улучшить экономически значимые признаки, такие как удой молока, скорость роста и качество мяса.
Экономическая выгода: Ожидается, что внедрение научно обоснованных программ разведения увеличит рентабельность и откроет новые экономические возможности для местных хозяйств.
Племенные организации и ассоциации
Стратегии разведения: Организации получат всеобъемлющий план и научно обоснованные рекомендации по разведению и сохранению казахстанских верблюдов.
Контроль генофонда: Результаты позволят лучше контролировать уровень инбридинга (родственного скрещивания) и сохранять генетическое разнообразие уникальных экотипов.
Создание элитного ядра: Исследование закладывает основу для формирования элитного племенного ядра казахстанских верблюдов.
Научное сообщество (местное и международное)
Уникальный датасет: Будет создан первый исчерпывающий набор данных полногеномного секвенирования (WGS) казахстанских верблюдов, который станет «референтной популяцией» для будущих исследований.
Новые знания об адаптации: Ученые получат данные о генетических механизмах адаптации верблюдов к экстремальным климатическим условиям (жара, холод, засуха).
Международное сотрудничество: Проект позволит казахстанским учреждениям войти в число лидеров мировых исследований в области геномики верблюдов и участвовать в глобальных проектах.
Государственные органы и аграрный сектор
Продовольственная безопасность: Улучшение продуктивности животноводства напрямую способствует социально-экономическому развитию и укреплению продовольственной безопасности страны.
Модернизация отрасли: Проект способствует трансформации традиционного верблюдоводства в современный сектор, основанный на геномных технологиях.
Устойчивость к изменению климата: Выявление признаков выносливости поможет отрасли адаптироваться к глобальному потеплению и другим экологическим вызовам.
Практические результаты для использования:
Рекомендации: Инструкции для фермеров и ассоциаций по эффективному разведению.
Маркеры селекции: Список генетических маркеров (SNPs), связанных с высокой продуктивностью и адаптацией.
Патенты: Возможная патентная защита новых генетических маркеров для селекции.
Члены исследовательской группы
1. Усенбеков Есенгали Серикович
к.б.н., профессор
Scopus Author ID: 56465995700
Researcher ID: rid93491
ORCID: 0000 0001 9508 4179
2. Ниязбекова Жаннур Нурдилдаевна
PhD, научный сотрудник
Scopus Author ID: 57219625341
ORCID: 0000-0002-8556-0212
3. Муслимова Жадыра Умирбековна
PhD
Scopus Author ID: 58820604900
Researcher ID: co/rid97596
ORCID: 0000-0003-3485-7240
4. Багдат Айгерим Багдатовна
PhD
Scopus Author ID: 57577615400
ORCID: 0000-0001-9825-6132
5. Баймирзаев Бекзат Кайратович
магистр ветеринарных наук
ORCID: 0009-0001-0923-4511
6. Маханбетұлы Нұрсұлтан
магистр ветеринарных наук
ORCID: 0000-0002-9433-302X