Защита диссертации Бейсековой Молдир Кудиярбековны на соискание степени доктора философии (PhD) по образовательной программе «8D05107 - Биология»

В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Бейсековой Молдир Кудиярбековны на тему «Стресс – индуцированная модуляция активностей молибдогидроксилаз ячменя (Hordeum vulgare L.) в условиях засоления» по образовательной программе «8D05107 – Биология».

Диссертация выполнена на кафедре «Кафедра Общей биологии и геномики» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.

Язык защиты - казахский

Официальные рецензенты:

Рысбекова Айман Бокеновна – кандидат биологических наук, профессор института сельского и лесного хозяйства, НАО «Казахский агротехнический исследовательский университет имени С. Сейфуллина» (г. Астана, Казахстан).

Сапахова Загипа Бейсеновна – доктор философии (PhD), ассоциированный профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и биотехнологии, Института биологии и биотехнологии растений (г. Алматы, Казахстан). 

Временные члены Диссертационного совета:

Бисенбаев Амангельды Куанбаевич – академик Национальной академии наук Республики Казахстан, доктор биологических наук, профессор кафедры молекулярной биологии и генетики Казахского национального университета имени аль-Фараби (г. Алматы, Казахстан);

Какимжанова Алмагуль Апсаламовна – доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией биотехнологии и селекции растений, ТОО «Национальный центр биотехнологии» (г. Астана, Казахстан);

Бахш Аллах – доктор философии (PhD), ассоциированный профессор Университета Пенджаба (г. Лахор, Пакистан).

Научные консультанты:

Акбасова Алуа Жолдасбаевна – доктор философии (PhD), ассоциированный профессор кафедры биотехнологии и микробиологии Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева (г. Астана, Казахстан).

Эдита Здунек-Застокая – доктор философии (PhD), профессор Варшавского университета естественных наук,  институт биохимии и микробиологии (г. Варшава, Польша).

Защита состоится: 6 ноября 2026 года 11:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D051 – Биологические и смежные науки» по образовательной программе «8D05107 – Биология» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Проведение заседания диссертационного совета в офлайн и онлайн формате.

Ссылка: https://us06web.zoom.us/j/83936592218?pwd=XNnvE4Px9o9sLj3ehz1haXP3qcp7Kb.1

Идентификатор конференции: 839 3659 2218

Код доступа: 984984

Адрес: город Астана, улица Сатпаева, 2, корпус № 1, зал Мажилиса, № 302 аудитория.

Аннотация (рус.): Общая характеристика работы. Диссертационная работа посвящена изучению участия молибдогидроксилаз в адаптации растений к неблагоприятным условиям окружающей среды. Также исследована роль молибдена в регуляции стрессовых ответов и повышении устойчивости различных сортов ячменя к солевому стрессу. Актуальность темы исследования. Урожайность сельскохозяйственных культур снижается под воздействием неблагоприятных абиотических факторов, вызывающих окислительный стресс. При окислительном стрессе происходит накопление перекиси водорода (H₂O₂), в образовании которой участвует один из молибдогидроксилаз альдегидоксидаза (AO). Другой фермент ксантиндегидрогеназа (КДГ) участвует в образовании мочевой кислоты, обладающей сильными антиоксидантными свойствами, которая снижает уровень окислительного стресса. Третий изучаемый нами фермент нитратредуктаза (НР) катализирует восстановление нитратов и участвует в образовании сигнального NO, который выполняет сигнальную функцию и вовлечён в регуляцию ответных реакций растений на действие абиотических стрессов. Также один из молибдогидроксилаз сульфитоксидаза (СO) обеспечивает окисление сульфита до сульфата. Молибден является жизненно важным микроэлементом, необходимымый для функционирования молибдогидроксилаз, роста, развития и продуктивности растений. Его дефицит приводит к снижению активности молибдогидроксилаз и нарушению метаболических процессов, особенно в условиях стресса. Поэтому оптимизация обеспеченности растений молибденом может иметь важное значение для повышения их устойчивости и продуктивности. В настоящее время молибдат применяется в составе удобрений в почвах с недостаточным содержанием доступного молибдена. Однако избыточное и нерациональное применение молибденсодержащих удобрений может оказывать негативное воздействие на окружающую среду и живые организмы, что обуславливает необходимость изучения оптимальных условий его применения. Согласно современным данным, молибден способен повышать устойчивость растений к засолению. Для раскрытия механизмов данного эффекта нами была выдвинута гипотеза, согласно которой молибден может повышать стрессоустойчивость растений посредством активации AO-зависимого биосинтеза АБК, что, в свою очередь, способствует накоплению пролина. Пролин является важным осмопротектором и антиоксидантом, участвующим в защите клеток от стрессового воздействия. Для проверки данной гипотезы вольфрам (W) был использован как функциональный антагонист молибдена. Благодаря способности замещать молибден в составе молибденового кофактора (Moco), вольфрам может снижать активность молибдосодержащих ферментов, в частности AO, что позволяет оценить вклад AO-зависимого пути в регуляции АБК и накоплении пролина. Вместе с тем существование АБК-независимых механизмов регуляции его синтеза указывает на необходимость дальнейшего изучения взаимосвязи между активностью AO, уровнем АБК и накоплением пролина. Таким образом, изучение роли молибдогидроксилаз в формировании устойчивости растений к засолению имеет как фундаментальное, так и практическое значение. Полученные знания могут способствовать разработке более эффективных и экологически обоснованных подходов к повышению устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных культур в условиях засоления почв и недостаточной обеспеченности молибденом. Объект исследования. Сорта ячменя «Байшешек» и «Астана 2000». Предмет исследования. Модуляция активности молибдоферментов (АО, КДГ, НР, СО), исследуемых растений ячменя (Hordeum vulgare L.) в условиях абиотического как показатель степени развития окислительного стресса и признак устойчивости растений к действию засоление. Цель и задачи исследования. Цель данного исследования изучить роль маркеров окислительного стресса и стимуляции ферментов молибдогидроксилазы в регуляции устойчивости растений к стрессу в условиях засоления. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: 1. Изучение влияния молибдена и вольфрама на уровень накоплений маркеров окислительного стресса растений в условиях засоления. 2. Изучение активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутаза, каталаза) ячменя в условиях совместного действия металлов и засоления; 3. Исследование роли молибдена и вольфрама в модуляции активности молибдогидроксилаз (АО, КДГ, НР и СО) в условиях засоления. 4. Определение влияния молибдена и вольфрама на содержание фитогормона АБК в растениях в условиях солевого стресса. 5. Изучение влияния молибдена и вольфрама на уровень аккумуляции пролина и метаболизм пролина в условиях засоления. Методы исследования. Нативный электрофорез, спектрофотометрические методы, ПЦР в реальном времени, цифровая обработка изображений гелей в программе ImageJ и метод дисперсионного статистического анализа ANOVA были использованы в ходе работы. Научная новизна исследования. Впервые на молекулярно-физиологическом уровне установлено, что накопление пролина у ячменя (Hordeum vulgare L.) в условиях солевого стресса преимущественно регулируется АБК-независимым путем. Показано, что молибден активирует альдегидоксидазу и повышает уровень АБК, однако это не сопровождается существенным увеличением содержания пролина. Анализ экспрессии ключевых генов метаболизма пролина (P5CS и ProDH) показал, что накопление пролина преимущественно связано с усилением его синтеза и может происходить независимо от АБК-зависимого сигнального пути. Установлена взаимосвязь между активностью ксантиндегидрогеназы (КДГ) и активностью каталазы при солевом стрессе. Выявлена повышенная активность второй изоформы каталазы в корнях к воздействию молибдена и вольфрама, что указывает на её возможную роль в антиоксидантной защите растений. Также показано, что изоформы супероксиддисмутазы (СОД) имеют схожую активность к молибдену и вольфраму, что указывает на то, что АБК не является индуктором изоформ СОД. Полученные результаты позволяют уточнить роль КДГ в регуляции антиоксидантной защите растений при солевом стрессе. В настоящее время недостаточно изучено функциональное взаимодействие между AO, СОД и КАТ в ответ на абиотические стрессовые факторы. Также остается неясной роль AO в регуляции накопления пролина и формировании защитного ответа растений на засоление Теоретическое и практическое значение работы. Теоретическая значимость работы заключается в расширении представлений о молекулярно-физиологических механизмах адаптации злаковых культур к абиотическим стрессам. Полученные результаты показывают, что накопление пролина при солевом стрессе может регулироваться не только через абсцизовую кислоту (АБК), но и посредством АБК-независимых механизмов, связанных с изменением окислительного состояния клеток. Полученные данные расширяют представления о роли альдегидоксидазы, ксантиндегидрогеназы и продуктов их реакций в поддержании окислительно-восстановительного равновесия при солевом стрессе. Анализ экспрессии ключевых генов метаболизма пролина (P5CS и ProDH) позволил связать изменения его содержания с особенностями регуляции синтеза и деградации пролина. В совокупности результаты дополняют существующие представления о механизмах стрессоустойчивости растений и позволяют лучше понять особенности сортовой устойчивости ячменя к засолению. Практическая значимость исследования заключается в возможности использования молибдена для повышения устойчивости и сохранения продуктивности зерновых культур в условиях солевого стресса. Полученные данные о роли молибдена, молибдоферментов и АБК могут быть использованы для разработки маркеров ранней оценки солеустойчивости и подбора устойчивых сортов ячменя. Результаты исследования могут также применяться при разработке агротехнологических приемов повышения устойчивости зерновых культур к засолению. Основные результаты, выносимые на защиту - Засоление растений ячменя приводит к повышенному накоплению АФК и МДА в тканях. В отсутствие засоления молибден не изменяет их содержание, тогда как вольфрам повышает уровень АФК и МДА. В условиях засоления молибден повышает накопление антоцианов и аллантоина, тогда как вольфрам снижает их содержание. - Молибден и вольфрам не изменяют активность СОД в отсутствие засоления, тогда как их совместное воздействие с NaCl приводит к снижению активности СОД в листьях и корнях ячменя. В отсутствие засоления обработка молибденом приводит к повышению активности каталазы, тогда как вольфрам незначительно повышает активность каталазы. - Засоление растений ячменя приводит к повышению активности молибдогидроксилаз. В отсутствие засоления молибден также повышает активность молибдогидроксилаз, тогда как вольфрам значительно снижает их активность. Полученные результаты подтверждают важную роль молибдогидроксилаз в адаптации растений ячменя к солевому стрессу. - Повышение активности молибдоферментов, способствует улучшению всхожести семян и морфофизиологического состояния растений на ранних этапах роста и развития - Накопление пролина у ячменя в условиях солевого стресса не зависит от уровня АБК, но связано с уровнем окислительного стресса, регулируемого молибденом и вольфрамом. Связь работы с научно-исследовательскими программами. Диссертационная работа выполнена в рамках проектов грантового финансирования по программе Министерства науки и высшего образования РК AP05135013 «Участие АФК-продуцирующих молибдоферментов в развитии корневой системы и устойчивости растений к стрессу», и в рамках конкурса исследований молодых ученых «Жас ғалым» AP22685648 «Разработка инновационной технологии для экспресс очищения грунта от тяжелых металлов». Работа выполнена в лаборатории биотехнологии растений имени Р.Т. Омарова Научно-исследовательского института «Клеточная биология и биотехнология» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева (г. Астана, Казахстан) и в Институте биохимии и микробиологии Варшавского университета естественных наук (г. Варшава, Польша). Публикации по теме исследования. Основные результаты исследования изложены в 7 печатных работах, в том числе: 2 статьи в зарубежных журналах, входящих в базы данных Scopus и Web of Science: Horticulturae (Q1, импакт-фактор 3); International Journal of Molecular Sciences (Q1, импакт-фактор 4.9); 4 статьи в журналах РК, рекомендованных Комитетом по обеспечению качества в сфере науки и высшего образования МНВО РК: Вестник ЕНУ 3; Eurasian Journal of Applied Biotechnology 1; публикация в сборниках международных научно-практических конференций 1. Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, заключения, 242 источников литературы. Объём основного текста составляет 104 страниц. Диссертация содержит 35 рисунков и 4 таблицу.

Диссертация

Список научных трудов

Отзыв научного консультанта

Отзыв зарубежного консультанта

Заключение комиссии по этической оценке исследований