AP09259133 жобасы – Парниктік газдар шығарындыларын азайту үшін ірі қара малдың асқазан-ішек микробиомасын зерттеу

Жобаның өзектілігі

Метан күйіс қайыратын жануарлардың қарынында архейлер (метаногендер) арқылы өндіріледі. Ет өндірісі артқан сайын парниктік газдар шығарындылары да артады. Мал шаруашылығы өндірісі антропогендік парниктік газдар шығарындыларының жалпы көлемінің 9%-дан 18%-ға дейінін құрайды, оның ішінде ірі қара малдың кекіруі арқылы шығарындыларының шамамен 44%-ы метан (CH₄) түрінде болады. Күйіс қайыратын жануарлардың энергия шығыны метан өндірісінің салдары болып табылады. Қарындағы метан өндірісі жалпы энергия тұтынудың 2–12%-ын құрайды, оны басқаша жануарлардың дене салмағын арттыру үшін пайдалануға болады. Сондықтан, метан өндірісін азайтатын жемдерді қосу жануарлардың энергия шығынын азайту үшін маңызды. Метан шығарындыларын азайту қоршаған ортаға да, мал шаруашылығына да пайдалы болады.

Жобаның мақсаты

Ірі қара малды баспанамен қамтамасыз ету және бордақылау технологияларын енгізу арқылы сиыр етінен алынатын метан шығарындыларын (парниктік газдар) азайту.

Жоба мақсаттары

1) ірі қара малдың қарынындағы архейлерді анықтау және метан өндірісін төмендетуге ықпал ететін рационды әзірлеу;

Метаногендердің болуын анықтау үшін қарын құрамының бастапқы құрамы анықталады. Ірі қара мал үшін метан шығарындыларын азайтуға және малдың дене салмағын арттыруға ықпал ететін рацион әзірленеді. Жануарлар тәжірибелік топтарға бөлінеді және әртүрлі диеталармен азықтандырылады. Әзірленген және бақылау рациондарымен малды азықтандырғаннан кейін, жаңа буын секвенирлеу арқылы микробиомды талдау үшін қарын құрамы жиналады.

2) Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарынан, жергілікті және импортталған ет бағытындағы мал тұқымдарынан ірі қара малдың ішек құрамының үлгілерін жинау;

Метагеномдық зерттеудің сенімді нәтижелерін алу үшін нәжіс үлгілері Қазақстан Республикасының әртүрлі географиялық және климаттық аймақтарындағы ірі қара малдан, жануарлардың тұқымын (қазақтың ақбас, абердин-ангус) ескере отырып, рационға және ұстау технологиясына байланысты микробиомның өзгеру динамикасын зерттеу үшін ректальді жолмен алынады.

3) метан шығарындыларын азайтатын және жануарлардың өнімділігін жақсартатын бактерияларды анықтау үшін ірі қара малдың асқазан-ішек жолдарының микробтық құрамын метагеномдық талдау арқылы зерттеу;

Ірі қара малдың асқазан-ішек жолының құрамын дайындау және үлгілерден генетикалық кітапханалар дайындау жүргізіледі. 16S рРНҚ генінің V3 және V4 гипервариабельді аймақтарының метагеномдық талдауы Illumina MiSeq құрылғысында жаңа буын секвенирлеу (NGS) арқылы жүргізіледі. Жаңа буын секвенирлеу құрылғының бір жүргізуінде жүздеген мың реттілік оқулымдарын өңдей алады, бұл қауымдастықтың көпшілік және сирек мүшелерін де сипаттауға мүмкіндік береді.

4) алынған деректерді биоинформатикалық әдіспен өңдеу.

Барлық үлгілер үшін бірінші деңгей талдауы MiSeq Reporter Metagenomics Workflow (MSR, Illumina) көмегімен жүргізіледі, бұл әрбір үлгі үшін микробтық қауымдастық туралы түсінік береді. Содан кейін деректер жинағы CLC Genomics Workbench (Qiagen) бағдарламалық жасақтамасы арқылы талданады, оның ішінде сапаны тексеру, қателік жиілігін бағалау, тікелей/кері оқуларды біріктіру, химераларды жою, OTU анықтау және таксондарды тағайындау. Альфа- және бета-әртүрлілік бағаланады.

Жобаның ғылыми жаңалығы және маңыздылығы

Күйіс қайыратын жануарлардың қарынында метан бөлетін архейлер бар. Метан парниктік газдарға жатады. Парниктік газдар бүкіл жер шарының экологиясына теріс әсер етеді. Жаһандық климат жылыну бағытында өзгеруде. Бұл мәселені барлық елдердің ғалымдарының күш-жігерімен шешу қажет.

Күйіс қайыратын жануарлардың асқазан-ішек жолының құрамын зерттеу әдетте дәстүрлі бактериологиялық әдіспен жүргізіледі. Алайда, бұл әдістің көптеген шектеулері бар. Микробтардың көпшілігі in vitro культивирленбейді және зертханалық орталарда өсіруге мүмкін емес. Микробтардың табиғи ортасын қайта жасау үшін селективті және байытушы культивация қажет. Анаэробтарды өсіру оттегіні жою қажеттілігіне, микробтардың баяу өсуіне байланысты өте қиын. Krause et al. стандартты әдістерді қолдана отырып, қарын микробиомасының тек 20%-ын культивациялауға болатынын есептеді, ал жақында McCabe et al. қарындағы культивацияланатын бактериялар барлық микроб түрлерінің 1%-дан аз бөлігін құрайды деп болжады.

Культивациядан тәуелсіз әдістер, дәлірек айтқанда, ДНҚ негізіндегі микроорганизмдерді сәйкестендіру және анықтау әдістері микробтық қауымдастықтарды молекулалық деңгейде зерттеуге мүмкіндік береді. Метагеномдық талдау жоғары өнімді секвенирлеу технологиясы арқылы микробтық қауымдастықты сипаттауға мүмкіндік береді. Бұл талдау түрімен байланысты әдістер күрделі экожүйелерде мақсатты микробтарды анықтау немесе бактериялық құрамды анықтау үшін пайдаланылатын консервативті 16S rRNA генінің ампликон секвенирлеуін қамтиды, өйткені қарын сияқты күрделі орталардан алынған үлгілер үшін культивация көбінесе мүмкін емес. 16S секвенирлеу филогенетикалық маркер болып табылады және деректерді талдауға көмектесетін үлкен реттілік дерекқоры бар. 16S рРНҚ генін секвенирлеу алғаш рет қарынның микробтық экожүйелерін зерттеу үшін қолданылғандықтан, аз мөлшердегі түрлерді кең қамту бұрын ұйқы немесе белсенді емес күйде болған сирек микробтық қауымдастықтарды талдауға мүмкіндік берді. NGS – біздің күрделі экожүйелерді түсіну қабілетімізді жақсартуды жалғастыратын заманауи технология, бұрын анықталмаған және культивацияланбаған микроорганизмдерді талдауға мүмкіндік береді. Барлық осы әдістер үлкен деректер жиындарын өңдеу үшін талдау құралы ретінде биоинформатиканы пайдаланады және әртүрлі экожүйедегі әртүрлі микроорганизмдерді салыстыру үшін қолданылуы мүмкін.

Жобаның мақсаты – метан шығарындыларын азайту стратегияларын және қарынды бейімдеу технологияларын әзірлеу бойынша халықаралық күш-жігерді қолдау, сондай-ақ тамақ өндірісі мен парниктік газдар арасындағы тепе-теңдікті табу үшін қарын функциясын, жемді түрлендіру тиімділігін, метаногенезді және өсімдік жасушаларының қабырғаларының деградациясын түсіну үшін геномды пайдалану арқылы зерттеулерді бастау.

Қазақстан аумағында жаңа буын секвенирлеу технологиясы негізінде ірі қара малдың асқазан-ішек жолының құрамын зерттеу алғаш рет жүргізіледі. Әдебиетте абердин-ангус тұқымды ірі қара малдың микробиомасының көптеген сипаттамалары бар, алайда жергілікті мал тұқымдарының асқазан-ішек жолының микробиомасын зерттеумен ешкім айналысқан жоқ, сонымен қатар бұрын ҚР аумағына әкелінген абердин-ангус тұқымын зерттеумен де.

Қарын микробиомасын және оның күйіс қайыратын жануарлармен байланысын түсіну сапалы өнім өндіру, табыстылықты арттыру және қоршаған ортаға әсерді азайту үшін маңызды.

Өсімдік жасушаларының деградациясы полисахаридтердің гидролизі арқылы мономерлердің бөлінуі нәтижесінде жүреді. Содан кейін мономерлер ацидогенез арқылы ферментацияланады, бұл органикалық және қысқа тізбекті май қышқылдарының пайда болуына әкеледі. Сонымен қатар сутегі (H₂) және көмірқышқыл газы (CO₂) түзіледі. Метаногендердің көпшілігі көмірқышқыл газын тотықсыздандыру арқылы метан түзе отырып сутегіні жояды. Метан өндірісі қарындағы сутегінің төмен концентрациясын қолдайды, метаногендерге басқа бактерия түрлерінің өсуіне ықпал етуге және тиімдірек ферментацияны қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Егер күйіс қайыратын жануарлар метан шығармаса, қарын pH-ы төмендейді, жасушалар қабырғасын қорыту мүмкін болмайды. Жоба шеңберінде жануарларға сутегіні метанға емес, басқа өнімдерге бағыттайтын диета таңдау қажет. Бұрын метан өндірісіне жұмсалған энергия оның орнына дене салмағын арттыру үшін қожайын пайдаланатын болады, яғни жануарлардың өнімділігі артады.

Атмосферадағы метанның жартысынан астамы ауыл шаруашылығының, ең алдымен мал шаруашылығының экстенсивті дамуының нәтижесі. Ірі қара мал кекіру арқылы метан шығарудың қуатты көзі болып табылады. Метан үлкен парник эффектісіне әкеледі: ол көмірқышқыл газына қарағанда көбірек жылу ұстай алады. Дұрыс емес тамақтану мен асқорытудан болатын асқазан газдары қуатты ауыл шаруашылығы бар елдердің елеулі проблемасына айналуда. Метан неғұрлым аз бөлінсе, жылынуға байланысты климаттық өзгерістер соғұрлым баяу болады. Метан шығарындыларын азайту үшін сиырлардың рационын өзгерту қажет. Қазақстанда жыл сайын ірі қара малдың саны артуда, соған байланысты көбірек метан бөлінеді. Бүгінгі таңда Қазақстанда жануарлардан метан шығарындыларын азайту проблемасымен ешкім айналысқан жоқ. Осылайша, осы жоба шеңберінде біз Қазақстан үшін ғана емес, бүкіл әлемдік қауымдастық үшін де өзекті болып табылатын парниктік газдар проблемасын шешуге тырысамыз.

Зерттеу тобы мүшелерінің аты-жөні

Жоба жетекшісі, ветеринария ғылымдарының кандидаты А.Т. Даугалиева ветеринария саласында 20 жылдық тәжірибесі бар, оның 14 жылын молекулалық-генетикалық зерттеулер саласында жүргізеді. Оның Хирш индексі 2. (Scopus ID 57201215163; Зерттеуші ID O-1991-2017, ORCID ID0000-0002-7703-7798). Ол Италияның Турин қаласындағы Instituto Zooprofilattico sperimentale мекемесінде және Ресейдің Мәскеу қаласындағы Бүкілресейлік ауылшаруашылық биотехнологиясы ғылыми-зерттеу институтында молекулалық-генетикалық әдістер бойынша тағылымдамадан өтті. Illumina MiSeq келесі буын секвенсорымен жұмыс істеу бойынша оқу курсынан өтті. Illumina MiSeq секвенсорында ПТР, RT-ПТР, Sanger секвенирлеу, фрагменттерді талдау және 16S метагеномдық талдауды қолдана отырып, жұқпалы микроорганизмдерді анықтау бойынша маман. Ол 100-ден астам ғылыми мақалалардың авторы. Оның жобасы эксперименттерді жалпы басқаруға, алынған деректерді талдауға және өңдеуге, есеп беру құжаттамасын және ғылыми мақалаларды дайындауға бағытталған. Ол бірлескен зерттеу жобалары үшін фермаларды таңдайды. Ол жергілікті және импортталған етті ірі қара мал тұқымдарын қоса алғанда, Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарынан алынған ірі қара малдың ішек үлгілерін жинайды. Сондай-ақ, ол әртүрлі аймақтардағы фермаларда әртүрлі ірі қара мал тұқымдарын азықтандыру тәжірибесі туралы ақпарат жинайды.

---

Ауыл шаруашылығы ғылымдарының докторы және профессор А.И. Ашаниннің зоотехника саласында 51 жылдық тәжірибесі бар. Ол метан өндірісін азайтатын ірі қара малдың рационын әзірлейді. Ол Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарынан жиналған жемнің зертханалық нәтижелерін талдайды және осы нәтижелерді мақалалар мен есептерде дайындауға қатысады. Ол 175-тен астам ғылыми мақаланың, соның ішінде 16 ұсыныстың авторы және төрт кітаптың бірлескен авторы. Сондай-ақ, ол үш өнертабыс ойлап тапты.

---

Даугалиева С.Т. — Ветеринария ғылымдарының кандидаты, ветеринария саласында 22 жылдық тәжірибесі бар, оның 10 жылын молекулалық-генетикалық зерттеулерде өткізеді. Оның Хирш индексі 1. (Scopus ID 57211979869; Зерттеуші ID AAQ-3821-2020, ORCID ID 0000-0002-8826-3942). Ірі қара малдың микробиомының молекулалық-генетикалық зерттеулерін жүргізеді. Ірі қара малдың қарын және ішек үлгілерінен ДНҚ алады. 16S метагеномиялық талдау үшін генетикалық кітапханаларды дайындайды. Келесі буын секвенирлеуін (NGS) қолдана отырып, MiSeq Illumina құралында метагеномиялық талдауды қолдана отырып, Ірі қара малдың асқазан-ішек жолдарының микробтық құрамын зерттейді. MiSeq Reporter бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып, бастапқы деректерді өңдейді. Нәтижелерді мақалалар мен есептер түрінде ұсынуға қатысады.

---

Ауыл шаруашылығы ғылымдарының кандидаты Б.С. Арынғазиевтің мал шаруашылығы саласында 19 жылдық тәжірибесі бар. Ол ынтымақтастық үшін фермаларды таңдайды. Ол Құрөзек жайылымында ұсталатын жануарлардың тәжірибелік топтарында жұмысты ұйымдастырады, соның ішінде жемдеу және метанды өлшеу жұмыстарын жүргізеді. Ол алынған деректерді талдайды және өңдейді, сондай-ақ ғылыми мақалаларды дайындауға үлес қосады.

---

Лаврентьева Т.А. - ветеринария саласында тоғыз жылдық тәжірибесі бар тәжірибелі ветеринар. Ол Жамбыл ауданындағы Жайсан ауылындағы (Құрөзек жайылым аймағы) бақылау және зерттеу топтарындағы жануарларға фистулаларды орнатады, кейіннен қарынның ішіндегісін жинайды және метогеномиялық талдау жүргізеді. Ол операциядан кейін ірі қара малды қалпына келтіреді. Ол әзірленген және бақыланатын диеталармен малды тамақтандырады және қарынның ішіндегісін фистула мен өңеш түтіктері арқылы жинайды. Ол зерттеу және бақылау топтарындағы ірі қара малдың қарынның ішіндегісі мен салмақ қосуына диетаның әсері бойынша эксперимент жүргізеді. Ол метан шығарындыларын газ анализаторымен өлшейді. Ол Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарынан, жергілікті және импортталған етті ірі қара мал тұқымдарынан алынған ірі қара малдың ішек ішіндегісінің үлгілерін жинайды. Сондай-ақ, ол әртүрлі аймақтардағы фермаларда әртүрлі тұқымды ірі қара малды азықтандыру туралы ақпарат жинайды.

---

Жануарлар ғылымдарының магистрі А.И. Сембаеваның осы салада 14 жылдық тәжірибесі бар. Ол ғылыми құжаттаманы дайындауға қатысады және жобаның веб-сайтын жүргізеді. Ол Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарындағы ірі қара малдан, жергілікті және импортталған етті ірі қара мал тұқымдарынан ішек үлгілерін жинайды. Сондай-ақ, ол әртүрлі аймақтардағы фермаларда әртүрлі ірі қара мал тұқымдарын азықтандыру туралы ақпарат жинайды.

---

Симоне Пелетто, ветеринария ғылымдарының докторы, PhD, Omics генетика және озық әдістер зертханасының зерттеушісі. Ол Instituto Zooprofilattico Sperimentale Piemonte Liguria and Valle d'Aosta (IZS PLVA) (Турин, Италия) мекемесінде жұмыс істейді және молекулалық-генетикалық зерттеулер саласында 17 жылдық тәжірибесі бар. Доктор Пелетто жануарлардың жұқпалы ауруларға генетикалық төзімділігін, сондай-ақ микроорганизмдердің молекулалық типтеуді, филогенетикалық және филогеографиялық зерттеулерді зерттейді. Доктор Пелетто зерттеуге геномдық тәсілді қолдануға мүмкіндік беретін келесі буын секвенирлеу технологиясында білікті. Оның h-индексі 21 (Scopus ID 22986339200; ResearcherID Web of Science: K-2005-2016). Жобада оның міндеттеріне эксперименттерді жобалауға қатысу, биоинформатикалық талдау жүргізу және нәтижелерді түсіндіруді қолдау кіреді.

---

Ветеринарлық санитария мамандығы бойынша бакалавр дәрежесінің студенті Саят Абайділлаұлы Мұсаев - кіші ғылыми қызметкер. Ол Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарынан, соның ішінде жергілікті және импортталған етті ірі қара мал тұқымдарынан алынған ірі қара малдың ішек үлгілерін жинайды. Сондай-ақ, ол әртүрлі аймақтардағы фермалардағы әртүрлі ірі қара мал тұқымдарын азықтандыру тәжірибесі туралы ақпарат жинайды. Сондай-ақ, ол химиялық талдау үшін жем үлгілерін жинайды.

---

Ветеринарлық медицина бакалавры дәрежесі бар кіші ғылыми қызметкер Ерғали Бекарыс Бақдәулетұлы Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарындағы ірі қара малдан, жергілікті және импортталған етті ірі қара мал тұқымдарынан ішек үлгілерін жинайды. Әр түрлі аймақтардағы фермаларда әртүрлі ірі қара мал тұқымдарын азықтандыру туралы ақпарат жинайды. Химиялық талдау үшін жем үлгілерін жинайды.

Жобаның ғылыми директорының басылымдары

1. Аida Daugaliyeva, Simone Peletto, Akhmetzhan Sultanov, Sholpan Baramova, Pier Luigi Acutis, Akmaral Adambaeva, Oralkan Tusipkanuly, Bekbolat Usserbayev. Development of a Differential PCR Assay for Detection of Brucella abortus and Brucella melitensis// Journal of Food Quality and Hazards Control 3 (2016). Р. 53-59. Процентиль — 27. Цитирование — 3.

2. Аida Daugaliyeva, Akhmetzhan Sultanov, Bekbolat Usserbayev, Sholpan Baramova, Paola Modesto, Akmaral Adambayeva, Pier Luigi Acutis, Simone Peletto,Genotyping of Brucella melitensis and Brucella abortus strains in Kazakhstan using MLVA-15 Infection, Genetics and Evolution. Volume 58, March 2018, Pages 135–144. Процентиль — 86. Цитирование — 5

3. Berik Aryngaziyev, Chiara Beltramo, Alessandro Dondo, Talgat Karymsakov, Katia Varello, Maria Goria, Alessia Di Blasio, Sabrina Nodari, Silvia Colussi, Paola Modesto, Aida Daugaliyeva, Pier Luigi Acutis, Saule Daugaliyeva, Simone Peletto. Polymorphisms associated to bovine paratuberculosis:investigation of their role in DNA-protein interactions and transcriptional regulation. DOI: 10.12834/VetIt.2325.13205.1. https:// Veterinaria Italiana journal 2020 Aug 6; 56 (2). PLoS. Процентиль — 62.

4. Chiara Beltramo, Talgat Karymsakov, Alessandro Dondo,  Berik Aryngaziyev, Aida Daugaliyeva, Katia Varello, Pier Luigi Acutis, Saule Daugaliyeva, Simone Peletto. Validation of suitable reference genes for quantitative expression analysis by qPCR in bovine terminal ileum and ileocecal valve 2021.  https:// Vet Ital journal 2021 Oct 6; doi: 10.12834/VetIt.2607.16055.1. – 57(3).- Р. 209-214. Процентиль — 62.

5. Кухар Е.В., С.Т.Даугалиева, А.Т.Даугалиева, А.К. Мусаева, Н.Н.Егорова, Усербаев Б.С. Микробиом слизистой оболочки носовой полости жеребенка. — Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина. — №1(96) . -Астана, 2018. –С 94-102

6. А.Ж. Орналиева, Ж.С.Киркимбаева, С.Т. Даугалиева., Г.Н. Аймухамбет, А.Т. Даугалиева, А.Б. Ибраимов, Г.К. Таубекова. Изучение состава микробиома кишечника собак при парвовирусной инфекции. — Микробиология и вирусология — №2 (29) -Алматы, 2020. –С 52-59.

7. С.Т. Даугалиева., А.Т. Даугалиева, Е.А. Олейникова, А.Б. Ибраимов, Г.К. Таубекова. Применение технологии секвенирования нового поколения для определения микробного состава кумыса. — Наука и аграрное производство Казахстана. — Алматы, 2020. -с.73-78.

Ағымдағы жобаға қатысты бұрынғы зерттеулер микробиоманы зерттеу тәсілдерін, мысалы, 16S метагеномдық талдауды пайдалануды қамтиды. Біз әртүрлі үлгілердегі микробиоманы сипаттау үшін үлгі дайындау, секвенирлеу және бастапқы деректерді өңдеу әдістерін әзірледік.

Негізгі зерттеу тобының мүшелерінің жарияланымдары

1. Даугалиева С.Т., Айткельдиева С.А., Шаповалов И.С., Кулназаров Б.А. Идентификация бактерий методом секвенирования вариабельных регионов 16S rRNA гена на приборе MiSeq // Материалы Межд. науч.-пр. конф. «Вклад микробиологии и вирусологии в современную биоиндустрию». Алматы, 2016. С. 179-183.

2. Жазылбеков Н.А., Калмагамбетов М.Б., Алимханов Е.М., Сембаева А.И. Продуктивность племенного молодняка мясного скота при адресном скармливании премикса в составе концентрата. — Зоотехния, 2017.- №8.- С.28-30.

3.Кинеев М.А., Арынгазиев Б.С., Абдулаев К.Ш., Рамазанов А.У., Сембаева А.И. Рекомендации по кормлению мясного скота РК в региональном аспекте. — Изд. дом «Альманах». МСХ РК, НАО «НАНОЦ», ТОО «КазНИИЖиК».-Алматы, 2019. — 13 С.

4. Арынгазиев Б.С., Кинеев М.А., Кенжебаев Т.Е., Шынбаев К., Шонов О.Б., Сембаева А.И. «Модельдік» шаруашылық құру жолымен етті ірі қара малын өсіру тиімділігін арттыру. — МСХ РК, Ұлтық аграрлық ғылыми — білім беру орталығы, коммерциялық емес акционерлік қоғамы.- Алматы, 2019. — 24 Б.

5. Ж.Султанулы, Б.Арынгазиев, Т.Ларентьева, Б.Канапин. Лечение послеродовогогнойно-катарального эндометрита КРС в племенных хозяйствах РК.-// Мат. Межд. Науч.-пр. конф. «Научное обеспечение животноводства Сибири». – Красноярск, 2020. -С. 457-460.

6. А.Т. Даугалиева, Б.С.Арынгазиев, Б.К. Жусипбеков. Обеспечение биобезопасности и организация профилактических противоэпизоотических мероприятий в хозяйствах, содержащих КРС. — Наука и аграрное производство Казахстана.-Алматы, 2020. -с.59-68.

7. Кинеев М.А., Арынгазиев Б.С., Сембаева А.И. К вопросу о полноценности кормления мясного скота в хозформированиях Казахстана. — Наука и аграрное производство Казахстана.-Алматы, 2020. -с.24-26.

8. Даугалиева С.Т., Кухар Е.В., Исанов Т.Ш. Результаты NGS-секвенирования консорциума микроорганизмов нового пробиотического препарата // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биоразнообразия и биотехнологии», посвящённой году молодёжи в Республике Казахстан. — Нұр-Сұлтан, 2019. -С. 78-80.

Шетелдік ғалым Симоне Пелеттоның басылымдары:

1. Nicola I, Cerutti F, Grego E, Bertone I, Gianella P, D'Angelo A, Peletto S, Bellino C. Characterization of the upper and lower respiratory tract microbiota in Piedmontese calves. Microbiome. 2017, 21;5(1):152. (Web of Science Q1).

2. Cerutti F, Modesto P, Rizzo F, Cravero A, Jurman I, Costa S, Giammarino M, Mandola ML, Goria M, Radovic S, Cattonaro F, Acutis PL, Peletto S. The microbiota of hematophagous ectoparasites collected from migratory birds. PLoS One. 2018, 13(8):e0202270(Scopus 62).

3. Peletto S, Caruso C, Cerutti F, Modesto P, Biolatti C, Pautasso A, Grattarola C, Giorda F, Mazzariol S, Mignone W, Masoero L, Casalone C, Acutis PL. Efficient isolation on Vero.DogSLAMtag cells and full genome characterization of Dolphin Morbillivirus (DMV) by next generation sequencing. Sci Rep. 2018, 16;8(1):860.

4. Amoroso MG, Cerutti F, D'Alessio N, Lucibelli MG, Cerrone A, Acutis PL, Galiero G, Fusco G, Peletto S. First identification of porcine parvovirus 3 in a wild boar in Italy by viral metagenomics — Short communication. Acta Vet Hung. 2019, 67(1):135-139. (Web of Science Q3; Scopus 65).

5. Cerutti F, Caruso C, Modesto P, Orusa R, Masoero L, Acutis PL, Peletto S. The genome of Border disease virus genotype 8 from chamois by next generation sequencing. Vet Ital. 2019, 55(1):103-105.

 

Тақырыпты аяқтау нәтижесінде алынған басылымдардың библиографиялық тізімі

1. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Арынгазиев Б.С., Сембаева А.И., Т.А.Лаврентьева. Изучение микробиома желудочно-кишечного тракта местного и импортированного крупного рогатого скота// Мат. Межд. Науч.-пр. конф. «Актуальные проблемы и тенденции развития современной аграрной науки и ветеринарии», посвященной памяти доктора ветеринарных наук, профессора Пионтковского В.И.». -Костанай, 2021. — С.291-303.
2. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Арынгазиев Б.С., Сембаева А.И. Исследование микробиома желудочно-кишечного тракта крупного рогатого скота Республики Казахстан // Наука и аграрное производство Казахстана. — Алматы, 2021 г.- №2. -С.58-65
3. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Арынгазиев Б.С., Лаврентьева Т.А. Исследование микробиома желудочно-кишечного тракта крупного рогатого скота породы Абердин- ангус // Микробиология и вирусология. — Алматы, 2021 г.- №3. -С. 37-45.
4. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Кинеев М.А., Арынгазиев Б.С., Сембаева А.И., Лаврентьева Т.А. Сравнительная характеристика кишечного микробиома местного крупного рогатого скота и скота абердин-ангусской породы, импортированного в Казахстан// Ветеринария сегодня. — Владимир, 2022 г.- №1 (11). — С. 51-61 DOI: 10.29326/2304-196X-2022-11-1-53-60
5. Daugaliyeva A, Daugaliyeva S, Ashanin A, Kanatbayev S, Beltramo Ch and Peletto S. Study of cattle microbiota in different regions of Kazakhstan using 16S metabarcoding analysis. Scientific reports (2022) 12: 16410. Р 1-11. 91 percentile, Q2. https:// doi: 10.1038/s41598-022-20732-4. Daugaliyeva A., Daugaliyevа S.,* Ashanin A., Beltramo Ch., Mamyrova L., Yessembekova Z. and Peletto S. Prokaryotic Diversity of Ruminal Content and Its Relationship with Methane Emissions in Cattle from Kazakhstan. Life-Basel (2022) 12, 1911. Р 1-13. Q2. https://doi.org/10.3390/life12111911.

Зерттеу ортасы

Институтта ST RK / ISO/IEC 17025-2018 (№ KZ.T.02.0377, 2020 жылғы 23 сәуірден 2025 жылғы 23 сәуірге дейін) бойынша аккредиттелген Сынақ орталығы бар. Институтта молекулалық-генетикалық зерттеулерге арналған жабдықтар бар: электрондық зертханалық таразылар, центрифуга-құйынды, құйынды, құрғақ блокты термостат, суды тазарту жүйесі, көпфункционалды центрифуга, мини-центрифуга, ПТР күшейткіші, ПТР қорабы, таза аймақта ПТР жұмысына арналған УК үстелдік қорап, көлденең электрофорез камерасы, электрофорез қуат көзі, гельдік құжаттама жүйесі және генетикалық анализатор. А.Т. Даугалиева мен С.Т. Даугалиева бұл зерттеу жабдығын басқаруда білікті. Доктор Симоне Пелетто, PhD, DVM (Италия), жобаға зерттеу тобының мүшесі ретінде қатысуда. Ол Пьемонт зоопрофилактика эксперименттік институтының Генетика және озық омика әдістері зертханасында қолжетімді мамандандырылған бағдарламалық жасақтаманы пайдаланып, секвенирлеу деректерін биоинформатикалық өңдеуді жүзеге асырады.

Метагеномдық талдауды С.Т. Даугалиева өзі қызметкер болып табылатын Микробиология және вирусология ғылыми-практикалық орталығындағы Illumina MiSeq секвенсорында жүргізеді.

Күтілетін нәтижелер

Зерттеу нәтижелері Web of Science дерекқорының 1, 2 немесе 3-ші квартильдерінде және/немесе CiteScore Scopus пайызы кемінде 50 болатын рецензияланған ғылыми журналдарда үш халықаралық мақалада және COXON ұсынған рецензияланған шетелдік немесе отандық журналда бір мақалада жарияланады. Ветеринарлық қызмет қызметкерлері, кәсіби ветеринарлар, мал шаруашылығы мамандары және фермерлер үшін жоба нәтижелерін көрсету және оларды парниктік газдардың қоршаған ортаға әсері туралы ақпараттандыру үшін семинарлар ұйымдастырылады.

Жобаның нәтижелері мал шаруашылығында, ветеринарияда және экологияда қолданылатын болады, себебі бұл мақсаттарға жету метан шығарындыларын азайтуға, жануарлардың өнімділігін арттыруға және мал шаруашылығының тұрақты әл-ауқатын сақтауға ықпал етеді.

Әртүрлі диеталармен қоректенетін сиыр етінің қарынының құрамына метагеномиялық талдау жүргізіледі. Әзірленген диетаның қарын микробиомына әсері анықталады; атап айтқанда, метагендер санын азайту қоршаған ортаға теріс әсерді азайтуға және мал шаруашылығы өндірісінің тиімділігін арттыруға көмектеседі. Метаннан басқа соңғы өнімдерді өндіру үшін сутекті қайта пайдалана алатын бактериялар анықталады.

Метан шығарындыларын азайтатын және жануарлардың өнімділігін жақсартатын бактерияларды анықтау үшін Қазақстан Республикасының әртүрлі географиялық аймақтарынан жергілікті және импортталған ірі қара малдың ішек құрамына салыстырмалы талдау жүргізіледі.

Қоршаған ортаға тигізетін пайдасы парниктік газдар шығарындыларының азаюымен байланысты (метан ірі қара малдың кекіруі арқылы бөлінеді). Экономикалық пайдасы метан өндіруге емес, салмақ қосуға жұмсалатын энергияға байланысты жануарлардың салмағының артуына байланысты.

Алынған нәтижелер     

2021

Алматы облысы, Жамбыл ауданы, Мыңбай ауылдық округіндегі «ҚазНИИЖиК» ЖШС-нің «Қурозек» мал шаруашылығы фермасындағы жануарларға бірдей диета берілді. Метагеномдық талдау үшін ішек құрамы жиналды, содан кейін жануарлар әрқайсысында 4 бастан тұратын 3 топқа бөлінді. Бірінші топ концентрат-силос рационында, екіншісі шөп-концентрат рационында, ал үшіншісі жайылымда ұсталды. Қарын құрамын кейіннен алу және метогеномдық талдау жүргізу үшін бақылау және зерттеу топтарындағы жануарларға фистулалар орнатылды. Операциядан кейін мал қалпына келтірілді.

Қарын құрамын талдау концентрат-силос рационының ірі қара малдың метан өндірісін азайтуға және малдың салмағын арттыруға ықпал еткенін көрсетті.

Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарынан, жергілікті және импортталған ет бағытындағы мал тұқымдарынан ірі қара малдың ішек құрамының үлгілері жиналды. Әртүрлі аймақтардағы фермаларда әртүрлі тұқымды малды азықтандыру туралы ақпарат жиналды. «ҚазНИИЖиК» ЖШС сынақ орталығында химиялық талдау жүргізу үшін жем үлгілері алынды.

Солтүстік аймақ — «Береке Ақжар» ЖШС, Ақжар ауданы (Ирландиядан Қазақстанға әкелінгеннен кейін) және «Алабота» ЖШС, Тайынша ауданы, Солтүстік Қазақстан облысы (қора кезеңі);

Батыс аймақ — «Сибат» ш/қ, «Шовда» ш/қ, «Шунайбеков» ш/қ, «Шқанов» ш/қ, Бәйтерек ауданы, Батыс Қазақстан облысы (жайылым кезеңі);

Оңтүстік-шығыс аймақ — «Байсерке-Агро» ЖШС, Талғар ауданы (қора кезеңі); «Бимуратов» ш/қ, Ескелді ауданы (қора кезеңі); «Ақылбай» ш/қ, Кербұлақ ауданы (жайылым кезеңі); «Қурөзек» ОПХ, «ҚазНИИЖиК» ЖШС, Жамбыл ауданы, Алматы облысы (қора және жайылым кезеңдері);

Оңтүстік аймақ — «Ет-Арк Манкент» СПК және «Курбанов» МПК, Сайрам ауданы, Түркістан облысы (қора кезеңі).

Қарын және ішек микробиомасынан ДНҚ бөлініп алынды. Ірі қара малдың асқазан-ішек жолының микробтық құрамы метагеномдық талдаумен зерттелді. Алынған деректер биоинформатикалық әдіспен өңделді.

2022

Ішек үлгілері Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарынан, жергілікті және импортталған ет бағытындағы мал тұқымдарынан жиналды. Әртүрлі аймақтардағы фермаларда әртүрлі тұқымды малды азықтандыру туралы ақпарат жиналды. «ҚазНИИЖиК» ЖШС сынақ орталығында химиялық талдау жүргізу үшін жем үлгілері алынды.

Орталық аймақ — «Журавлевское» ЖШС, Бұланды ауданы (қора және жайылым кезеңдері), «KzaHorse Mugalzhar» ЖШС, Ерейментау ауданы (жайылым кезеңі) Ақмола облысы; «Атамұра Табыс» ЖШС, Қарқаралы ауданы (жайылым кезеңі), Қарағанды облысы;

Батыс аймақ — «Сибат» ш/қ, «Шовда» ш/қ, «Шунайбеков» ш/қ, «Шқанов» ш/қ, Бәйтерек ауданы (қора кезеңі), Батыс Қазақстан облысы;

Оңтүстік-шығыс аймақ — «Бимуратов» ш/қ, Ескелді ауданы (жайылым кезеңі); «Құлдыбаев Даулетгали» ш/қ, Қаратал ауданы (қора кезеңі); «Надиров» ш/қ, Еңбекшіқазақ ауданы (қора және жайылым кезеңдері) Алматы облысы;

Солтүстік аймақ — «Береке Ақжар» ЖШС, Ақжар ауданы және «Алабота» ЖШС, Тайынша ауданы (жайылым кезеңі) Солтүстік Қазақстан облысы.

Қарын және ішек микробиомасынан ДНҚ бөлініп алынды. Ірі қара малдың асқазан-ішек жолының микробтық құрамы метагеномдық талдаумен зерттелді.

2022 — 2-ші жартыжылдық

1) Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарынан, жергілікті және импортталған ет бағытындағы мал тұқымдарынан ірі қара малдың ішек құрамының үлгілері жиналды. Әртүрлі аймақтардағы фермаларда әртүрлі тұқымды малды азықтандыру туралы ақпарат жиналды:

• Түркістан облысы, Кентау қ., Еңбекшідиқан ауылы, «Маруф» ш/қ. Тұқымы - Ангус 3 бас. Жайылым кезеңі.
• Түркістан облысы, Байдібек ауданы, Шаян ауылы, «Абілмансұр» ш/қ. Тұқымы - Қазақтың ақбасы 3 бас. Жайылым кезеңі.
• Алматы облысы, Еңбекшіқазақ ауданы, Есік қ., «Рауан Агро» ЖШС. Тұқымы - Қазақтың ақбасы 3 бас. Жайылым кезеңі.

Жем үлгілері жиналып, олардың сапасына химиялық талдау жүргізілді.

• Ақмола облысы, Ерейментау ауданы, Новомарковка ауылы, «Жаңа-Береке» ЖШС. Тұқымы - Қазақтың ақбасы 3 бас. Жайылым кезеңі.
• Абай облысы, Семей қ., Приречное ауылдық округі, «Ермек» ш/қ. Тұқымы - Қазақтың ақбасы 3 бас. Қора кезеңі.
• Абай облысы, Жарма ауданы, Шалабай ауылы, «Шалабай» ЖШС. Тұқымы - Қазақтың ақбасы 9 бас. Қора кезеңі.

Жем үлгілері жиналып, олардың сапасына химиялық талдау жүргізілді.

2) Қарын және ішек микробиомасынан ДНҚ бөлініп алынды

Ірі қара малдың асқазан-ішек жолының микробтық құрамы метагеномдық талдаумен зерттелді. Жоғарыда аталған шаруашылықтардан жалпы қабылданған әдістемелер бойынша ірі қара малдың микробиомасының молекулалық-генетикалық зерттеулері жүргізілді. Барлығы 27 сынама.

3) Алынған деректер биоинформатикалық әдіспен өңделді, нәтижелер мақалалар түрінде рәсімделді.

3-ші ай зығыр жемімен қоректенген бұқашықтарда сынып деңгейінде Methanobacteria архейлерінің 6 есе және Methanomicrobia-ның 285 есе көбеюі байқалды. Тұқымдас деңгейінде Methanocorpusculaceae 255 есе, Mathanobacteriaceae 6 есе артты. Нәтижелер Methanomethylophilaceae-нің 13 есе артқанын көрсетті.

16S Метабаркодталған талдау ІҚМ микробиотасы

Метаногендер сыныбы деңгейінде Methanobacteria, Methanomicrobia және Methanosarcinia СҚО-да, әсіресе Алматы облысында көп болғанын көрсетті. Алматы және Ақмола облыстарын салыстырғанда метанобактериялардың 4 есе артуы байқалды (p = 0,02).

Тұқымдас деңгейінде Mathanobacteriaceae үшін Алматы мен Ақмола обл. салыстырмаларында (7 есе), СҚО мен Ақмола обл. (3 есе), БҚО мен Ақмола обл. (4 есе) айырмашылықтар анықталды. Жайылымда ұсталған жануарларда қорада ұсталған жануарларға қарағанда Mathanosarcinaceae 4,5 есе аз болды.

Тек деңгейінде Methanobrevibacter үшін Алматы мен Ақмола обл. және Алматы обл. мен БҚО салыстырмаларында (Алматыда 7 есе және 3 есе арту) айырмашылықтар расталды. БҚО-да Mathanosphaera Ақмола обл. қарағанда 3 есе көп болды. Жалпы, Алматы малының микробиотасы метаногендерге ең бай, ал Ақмола малынікі керісінше. Ерекшелік — Mathanocorpusculum тегі, оның саны СҚО-да Ақмола обл. қарағанда 4 есе аз болды. Тек деңгейіндегі дифференциалды талдау қорадан жайылымға ауысу кезінде метаногендердің азаюын көрсетті, бірақ тек Methanosphaera үшін нәтиже статистикалық маңызды болды.

Тақырыпты аяқтау нәтижесінде алынған басылымдардың библиографиялық тізімі

1. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Арынгазиев Б.С., Сембаева А.И., Т.А.Лаврентьева. Таксономическая характеристика микробиома желудочно-кишечного тракта местного и импортированного крупного рогатого скота // Мат. Межд. Науч.-пр. конф. «Актуальные проблемы и тенденции развития современной аграрной науки и ветеринарии», посвященной памяти доктора вет. наук, профессора Пионтковского В.И.». -Костанай, 2021. — С.291-303.
2. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Арынгазиев Б.С., Сембаева А.И. Исследование микробиома желудочно-кишечного тракта крупного рогатого скота Республики Казахстан // Наука и аграрное производство Казахстана. — Алматы, 2021 г.- №2. (6).-С.58-65
3. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Арынгазиев Б.С., Лаврентьева Т.А. Исследование микробиома желудочно-кишечного тракта крупного рогатого скота породы Абердин- ангус // Микробиология и вирусология. — Алматы, 2021 г.- №3 (34). -С. 37-45.
4. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Кинеев М.А., Арынгазиев Б.С., Сембаева А.И., Лаврентьева Т.А. Сравнительная характеристика кишечного микробиома местного крупного рогатого скота и скота абердин-ангусской породы, импортированного в Казахстан// Ветеринария сегодня. — Владимир, 2022 г.- №1 (11). — С. 51-61 https:// doi:10.29326/2304-196X-2022-11-1-53-60
5. Daugaliyeva A, Daugaliyeva S, Ashanin A, Kanatbayev S, Beltramo Ch. and Peletto S. Study of cattle microbiota in different regions of Kazakhstan using 16S metabarcoding analysis // Scientific reports. — (2022).- 12, No.16410. — Р 1-11. 91 percentile, Q2. https:// doi: 10.1038/s41598-022-20732-4.
6. Daugaliyeva A., Daugaliyevа S.,* Ashanin A., Beltramo Ch., Mamyrova L., Yessembekova Z. and Peletto S. Prokaryotic Diversity of Ruminal Content and Its Relationship with Methane Emissions in Cattle from Kazakhstan // Life-Basel. — (2022). — 12, No. 1911. — Р 1-13. Q2. https://doi.org/10.3390/life12111911.
7. Daugaliyeva А.Т., Daugaliyeva C.Т., Kanatbayev C.G., Baitlessov E.U. Methane emission from cattle in the Republic of Kazakhstan //Ғылым және білім — Уральск, 2022. — №4-1 (69) –С. 173-181. https:doi: 10.56339/2305-9397-2022-4-1-173-181
8. Даугалиева С.Т., Даугалиева А.Т., Ашанин А.И., Ерғали Б.Б. Влияние скармливания семян льна на продуктивность и концентрацию архей в микробиоме желудочно-кишечного тракта бычков казахской белоголовой породы // Микробиология и вирусология. 2023.- №1.-С.230 — 239. https://doi.org/53729/MV-AS.2023.01.15.
9. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Ашанин А.И., Канатбаев C.Г., Мамырова Л.К., Есембекова З.Т., Ерғали Б.Б. Разнообразие микробиоты кишечного содержимого крупного рогатого скота и ее влияние на выделение метана в РК //Ғылым және білім.- 2023.- №1. -С.87- 96. https:doi: 10.56339/2305-9397-2023-1-1-87-97.
10. Даугалиева А.Т., Ашанин А.И., Даугалиева С.Т., Канатбаев C.Г. 16s Метабаркодированный анализ микробиоты КРС //Сборник научных трудов КНЦЗВ.- 2023.- Т. 12 (1). -С.63- 68. https:doi:10.48612/sbornik-2023-1-15.

БАҚ

1. Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Ашанин А.И. Выбросы парниковых газов в животноводстве // Жайық ветеринары.- — № 3 (165). — С.2- 3.
2. Даугалиева А.Т., Канатбаев С.Г., Ашанин А.И., Даугалиева С.Т., Ерғали Б.Б.Батыс Қазақстан облысының Ауыл шаруашылығы құрылымдарының ірі қара малы мен жемшөп базасының сипаты // Жайық ветеринары.- — № 2 (176). — С.6- 7.

Ұсыныстар

Ашанин А.И., Даугалиева А.Т., Даугалиева  С.Т. Пути снижения эмиссии метана крупным рогатым скотом в РК. ISBN 978-601-7920-57-9. — 2023. — 40 стр.

Семинар

Даугалиева А.Т.Уменьшение выбросов парниковых газов от животных в РК.- ТОО «Рауан Агро», Алматинская область.-3-4 августа 2023

 

 

Алынған нәтижелер

2023

Қазақстанның әртүрлі географиялық аймақтарынан, жергілікті және импортталған ет бағытындағы ірі қара мал тұқымдарынан ішек үлгілері алынды. Әртүрлі аймақтардағы фермаларда әртүрлі тұқымды малды азықтандыру туралы ақпарат жиналды:

— Алматы облысы, Еңбекшіқазақ ауданы, «Рауан Агро» ЖШС. Тұқымы — Қазақтың ақбасы 3 бас. Қора кезеңі.

— Қарағанды облысы, Осакаров ауданы, «Қарлығаш» ш/қ. Тұқымы — Қазақтың ақбасы 6 бас. Қора және жайылым кезеңдері.

— Қарағанды облысы, Қарқаралы ауданы, «Ардақ» ш/қ. Тұқымы — Абердин-Ангус. 3 бас. Қора кезеңі.

— Қарағанды облысы, Абай ауданы, «Бота» ш/қ. Тұқымы — Абердин-Ангус. 3 бас. Жайылым кезеңі.

— Қостанай облысы, Қарабалық ауданы, «Север Агро-Н» ЖШС. Тұқымы — Абердин-Ангус. 3 бас. Қора кезеңі.

— Батыс Қазақстан облысы, Бәйтерек ауданы, «Сибат» ш/қ. Тұқымы — Абердин-Ангус. 3 бас. Қора кезеңі.

— Абай облысы, Абай ауданы, «Серік» ш/қ. Тұқымы — Абердин-Ангус. 3 бас. Жайылым кезеңі.

— Абай облысы, Жарма ауданы, «Шалабай» ЖШС. Тұқымы — Қазақтың ақбасы. 3 бас. Жайылым кезеңі.

— Алматы облысы, Еңбекшіқазақ ауданы, «Рауан Агро» ЖШС. Тұқымы — Қазақтың ақбасы 3 бас. Қора және жайылым кезеңдері.

— Жетісу облысы, Ескелді ауданы, «Бимуратов» ш/қ. Тұқымы — абердин-ангус 3 бас. Жайылым кезеңі.

Жем үлгілері жиналып, олардың сапасына химиялық талдау жүргізілді.

Үш жыл ішінде қарын және ішек микробиомасынан 164 үлгі бойынша ДНҚ бөлініп алынды (1-ші жыл — 57; 2-ші жыл — 64 және 3-ші жыл — 43).

Ірі қара малдың асқазан-ішек жолының микробтық құрамы метагеномдық талдаумен зерттелді. Ірі қара малдың микробиомасының молекулалық-генетикалық зерттеулері жүргізілді.

Алынған деректер биоинформатикалық әдіспен өңделді.

Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде ең аз метан бөлетін — қазақтың ақбас тұқымы, шөп-силос-концентрат типті азықтандыруда, қора жағдайында, елдің батыс аймақтарында екені анықталды.

Биоинформатика талдауының суреттері