1 .Общая характеристика НИР. Основное направление научной деятельности. В 2010 году сотрудниками кафедры велись научные исследования по 13 темам. - Кадровый состав исполнителей НИР: всего: 28, из них: - штатных 14 , д.н. 6 к.н. 8__ 2. Основные научные результаты 1. Проект «Структурно-функциональные свойства генов человека, ответственных за некоторые онкологические заболевания. Их маркирование и диагностика заболеваний» по программе фундаментальных исследований МОН РК. Руководитель НИР - д.б.н., проф. Иващенко А.Т. Научные результаты: на основе анализа экзон-интронной организации генов предложены праймеры для выявления полиморфизма мРНК за счет альтернативного сплайсинга для генов, участвующих в развитии рака пищевода (38 праймеров для 9 генов), желудка (39 праймеров для 11 генов), тонкой кишки (30 праймеров для 8 генов), ободочной кишки (44 праймера для 15 генов), прямой кишки (162 праймера для 38 генов) и молочной железы (110 праймеров для 20 генов), позволяющих выявить отклонение от нормы сочетаний экзонов, а также делеции или вставки нуклеотидов в экзонах без их идентификации. Востребованность научных результатов заключается в потребности методов молекулярной диагностики онкозаболеваний (научных разработок, внедренных в производство или находящихся на стадии внедрения нет). 2. Проект «Разработка биотехнологического комплекса «Вермикультура» для переработки отходов сельскохозяйственного производства с целью получения высококачественных кормовых добавок и биогумуса». Руководитель: к.б.н., доцент Богуспаев К.К. Научные результаты: для переработки отходов сельскохозяйственного производства с целью получения высококачественных кормовых добавок и биогумуса», проект реализован в РГП «Казахский национальный университет им. аль-Фараби» ДГП «НИИ проблем биологии и биотехнологии» и Крестьянском хозяйстве «Маншук». Количество червей культивируемых на навозе КРС увеличилось примерно в 2,19 раз, что свидетельствует о благоприятном использовании компоста из навоза КРС. Отработаны оптимальные режимы работы биорезонансной установки БиУ-2 для ускорения созревания компостов и размножения червей. Агрохимический анализ биогумуса показал, что полученный продукт полностью отвечает требованиям ГОСТа РФ. Есть положительные результаты действия кормовых добавок на рост и развитие птиц и свиней. Разработаны проекты Технических условий (ТУ) для размножения червей и технологический регламент производства биогумуса. 3. Проект «Изучение влияние микоризных грибов на механизмы устойчивости и накопления тяжелых металлов (Zn,Cd) у растений галофитов и гликофитов». Руководитель: к.б.н., доцент Богуспаев К.К. Микоризация фасоли обыкновенной (Ph. vulgaris) в условиях лабораторного опыта приводила к повышению роста растений, увеличению общей площади листьев и повышению содержания каротиноидов; Внесение в почву свинца приводило к заметному снижению исследованных параметров (длинна побегов и площадь листьев), как у микоризных, так и у не микоризных растений Ph. vulgaris; Использованные концентрации свинца (300мг/кг) снижали исследуемые параметры (длинна побегов и площадь листьев), как у микоризных, так и у не микоризных растений Ph. vulgaris, при этом микоризные растения развивались заметно лучше, чем не микоризные и их листья содержали большее количество каротиноидов, что свидетельствует о протекторном действии грибов. 2. Внесение инокулюма грибов-микоризообразователей приводит к повышению содержания хлорофилла а и b в листьях исследованных нами растений Avena sativa L. Показатель содержания хлорофилла а + b в листьях растений овса у микоризных экземпляров был в среднем на 12,4 % выше, чем у не микоризных. Внесение в почву тяжелых металлов в целом негативно влияло на содержание хлорофилла в листьях исследованных растений, приводя к заметному снижению изученных параметров. Вместе с тем, показатель содержания хлорофилла а у не микоризных растений как при внесении Zn, так и при внесении Cu немного повышался, в то время как у микоризных снижался по сравнению с вариантом опыта без внесения металла. При этом, содержание хлорофилла а у микотрофных растений было выше, чем у не микотрофных, как при внесении цинка, так и при внесении меди. 4. Проект “Разработка научных основ биотехнологического метода получения простагландинов – регуляторов процессов создания и воспроизводства ценных сельскохозяйственных животных» по программе фундаментальных исследований МОН РК. Руководитель проекта - проф., д.б.н. Бейсембаева Р.У., Научные результаты: разработан метод и получены активные ферментные препараты иммобилизованной мембраносвязанной биферментной простагландинсинтазной системы клеток крови овец. Исследованы зависимости циклооксигеназной и пероксидазной активностей PGНсинтазы в составе иммобилизованной мембраносвязанной биферментной системы от количества субстратов, доноров электронов, кофактора, рН реакционной среды. Разработан лабораторный регламент синтеза простагландина Е2 с использованием в качестве гетерогенного катализатора неиммобилизованной и иммобилизованной на силикагель мембраносвязанной биферментной системы. 5. Проект «Разработка научных и методических основ содержания тяжелых металлов, пестицидов и радионуклидов в цепи почва – вода – пастбищные растения – молоко верблюдиц различных регионов Казахстана» по программе фундаментальных исследований МОН РК Руководитель проекта - PhD Конуспаева Г.С. Научные результаты: Отработаны условия экстрагирования остаточных количеств пестицидов в молоке, воде, почве, растениях. Определено содержание остаточных количеств пестицидов в молоке и шубате Алматинской области. Определено содержание остаточных количеств пестицидов в молоке и шубате Южно-Казахстанской области. 6. Проект «Оценка физиолого-биохимического статуса и биоремедиационной активности организмов активного ила и почв для разработки эффективных систем очистки сточных вод и нарушенных экосистем» ПФИ, МОН РК. Руководитель проекта - проф., д.б.н. Карпенюк Т.А. Научные результаты: в модельных экспериментах изучена динамика поглощения из культуральной среды ионов цинка и меди и степень деструкции компонентов дизельного топлива клетками бактерий и дрожжей, выделенных из активного ила. 7. Проект «Пополнение коллекции хозяйственно ценных культур микроводорослей и цианобактерий для сохранения биоразнообразия и использования в биотехнологии», Руководитель проекта - доц., к.б.н. Джокебаева С.А. Научные результаты: Создана коллекция живых культур микроводорослей, включающая виды, выделенные из различных биотопов Казахстана (93 штамма). Изучены ростовые процессы, а также влияние химических и физических факторов на ростовую активность некоторых экономически значимых видов микроводорослей. Выявлены оптимальные среды выращивания и хранения, режимы и сроки культивирования экономически ценных видов микроводорослей. Изучена продукционная способность коллекционных штаммов микроводорослей: накопление суммарного белка, углеводов и липидов в зависимости от продолжительности культивирования. Разработаны протоколы криозамораживания зеленых, синезеленых и диатомовых водорослей, позволяющие сохранять после оттаивания высокий уровень жизнеспособности клеток. Разработаны паспорта альгологически и бактериологически чистых культур микроводорослей, а также рекомендации по их культивированию и длительному хранению. 8. Проект «Изучение физиолого-биохимических особенностей ассоциативного симбиоза водорослей для разработки биотехнологий получения средств защиты, биорегуляторов и стимуляторов роста и развития сельскохозяственных культур» КН МОН РК Руководитель проекта - доц., к.б.н. Джокебаева С.А. Научные результаты: определено влияние различного соотношения биомасс видов микроводорослей на характер межвидовых взаимоотношений в дикультуре. Изменение количественного соотношения популяций видов от 1:1 до 1:5 и 1:10 не приводило к смене типа биотических взаимовлияний. Выявлены морфометрические изменения видов в дикультурах по сравнению с монокультурами. В мутуалистических смесях все показатели имеют тенденцию к увеличению. В антагонистических дикультурах морфометрические показатели, характерные для монокультур имеют тенденцию к уменьшению и исчезновению. В фильтратах всех дикультур с мутуалистическим типом взаимоотношений видов проявлялась ауксино-, цитокинино- и гиббереллино-подобная активность различной степени выраженности. В двухвидовых культурах изменяется активность и ЭФ спектры ферментов пероксидазы, о-дифенолоксидазы, аскорбатоксидазы и супероксиддисмутазы.. Введены в культуру 15 новых штаммов микроводорослей, выделенных из проб природных водных, почвенных, эпифитных и других ассоциативных систем. 9. Проект Региональный IAEA Project RER5013 “Evaluation of Natural and Mutant Genetic Diversity in Cereals Using Nuclear and Molecular Techniques”, 2007-2011. Национальный координатор д.б.н.., проф. Кенжебаева С.С. Научные результаты: С целью расширения генетического разнообразия и поиска новых генов сопряженных с устойчивостью к абиотическим факторов созданы М1 и М2 поколения растений пшеницы с использованием γ-грей облучения. Проведен скрининг полученных растений в полевых условиях. 10. Проект Национальный IAEA КАZ 5002 “Improving wheat and maize using Nuclear and Molecular Techniques”, 2009-2011. Руководитель - д.б.н.., проф. Кенжебаева С.С. Научные результаты: разрабатываются типы молекулярных маркеров для молекулярногенетического маркирования сортов и форм пшеницы и кукурузы. 11. Проект «Использование технологии фиторемедиации для восстановления загрязненных пестицидами и тяжелыми металлами почв в зонах создания продовольственных поясов Южного и Восточного Казахстана». Руководитель - д.б.н.., проф. Сарсенбаев Б.А.. соисполнитель – д.б.н., проф. Атабаева С.Д. Научные результаты: - виды ежа сборная (Dactylis glomerata L.), костер безостый (Bromus inermis L.), щетинник зеленоколосый (Setaria viridis L), тимофеевка луговая (Phleum pretense L.), пырей ползучий (Agropyron repens L.) и ярутка полевая (Thlaspi arvense L.) обладают ремедиационной способностью. Установлено, что для фитоочистки Zn-загрязненных почв необходимо использовать 4 вида: T. arvense, A. repens, S. viridis, D. Glomerata, для Pbзагрязненных почв 4 вида: A. repens, S. viridis, T. arvense, Ph. рratensе для Cu и Cd 2 вида: T. arvense, A. repens. Изученные растения рекомендуется использовать на загрязненных тяжелыми металлами территориях для фитостабилизации. 12. Проект «Исследование генотипов пшеницы в условиях загрязнения тяжелыми металлами и идентификация форм, перспективных для возделывания в Восточно-Казахстанском регионе» Руководитель – к.б.н. доц. Алыбаева Р.А. Отв. исполнитель – д.б.н., проф. Кенжебаева С.С. Научные результаты: Исследованы различные генотипы озимой пшеницы в ВосточноКазахстанских агроценозах, с целью оценки накопления кадмия. Показано, что при количествах кадмия, превышающем ПДК в почве, содержание его в зерне превышает ПДК для семян. Исследование также выявило значительные различия в накоплении кадмия по генотипическому признаку. Скрининг различных генотипов озимой пшеницы на устойчивость к кадмию в лабораторных условиях позволил выявить устойчивые и чувствительные к кадмию формы озимой пшеницы. Изучение влияния ионов цинка на проницаемость клеточных мембран надземных органов устойчивого и чувствительного сортов пшеницы Мироновской-808 и МК-3745 показало, что проницаемость клеточных мембран для электролитов при действии высокой концентрации цинка (400 мг/л) увеличивается: у с. Мироновская – 808 проницаемость мембран увеличивалась при действии цинка – на 26%. При действии цинка у с. МК-3745 проницаемость мембран для электролитов повышалась на 76%. 13. Проект «Разработка технологии получения перспективных линий озимой пшеницы для возделывания в различных климатических зонах Казахстана». Руководитель: д.б.н., Богданова Е.Д. Соисполнитель – Турашева С.К., к.б.н. доцент Научные результаты: Проведен физиолого-биохимический анализ дигаплоидных линий первого и второго поколения. Установлено, что по относительному приросту наземной части и первичных корней в условиях искусственной засухи выделялся дигаплоид ДГ07/5-8-1, у которого линейные параметры роста вегетативной части были на 9,89 %, и соответственно, прирост корней на 3,29 % больше, чем в контроле. Дигаплоидные линии отличались адаптивными морфологическими особенностями стеблей, листьев, повышающих их выносливость, толерантность к действию длительной засухи. Определялась водоудерживающая способность исследуемых дигаплоидов. Водоудерживающая способность полевых растений мягкой пшеницы колебалась от 10,42 % до 30,79 %. Водоудерживающая способность дигаплоида ДГ07/5-8-1 была в 1,3 раза больше, чем у его исходной формы. Дигаплоидная линия ДГ07/5-17-6 уступала по показаниям в условиях засоления ВУС первой дигаплоидной линии и составляла 78,94%.