ISSN 2518-7201 (Print)

ISSN 2663-5003 (Online)

Индексі 74620 Индекс 74620

ҚАРАҒАНДЫ УНИВЕРСИТЕТIНIҢ

ÕÀÁÀÐØÛÑÛ

                    ÂÅÑÒÍÈÊ          BULLETIN

КАРАГАНДИНСКОГО OF THE KARAGANDA УНИВЕРСИТЕТА UNIVERSITY

БИОЛОГИЯ. МЕДИЦИНА. ГЕОГРАФИЯ сериясы

Серия БИОЛОГИЯ. МЕДИЦИНА. ГЕОГРАФИЯ

BIOLOGY. MEDICINE. GEOGRAPHY Series 

№ 3(95)/2019

Шілде–тамыз–қыркүйек 30 қыркүйек 2019 ж.

Июль–август–сентябрь 30 сентября 2019 г.

July–August–September September, 30, 2019

1996 жылдан бастап шығады

Издается с 1996 года

Founded in 1996

Жылына 4 рет шығады Выходит 4 раза в год

Published 4 times a year

Қарағанды, 2019

Караганда, 2019

Karaganda, 2019

МАЗМҰНЫ

БИОЛОГИЯ 

Айпеисова С.А., Утарбаева Н.А., Казкеев Е.Т. Ақтөбе облысы флорасының пайдалы өсімдік-

тері ...............................................................................................................................................................       8

Касенов Р.З., Демец О.В., Картбаева Г.Т., Жумадилов С.С., Бакибаев А.А., Ахмеджанов Р.Р. Қырғыз қайыңының қабығынан бетулиннің сандық шығымын зерттеу және оның фосфорлы туын-

дысын алу ....................................................................................................................................................  13

Ромаданова Н.В., Карашолакова Л.Н., Махмутова И.А., Ишмуратова М.Ю., Копыткова Л.А., Кабулова Ф.Д., Кушнаренко С.В. Бөріқарақаттың кейбір түрлерінің генетикалық мате-

риалын криобанкте сақтау .........................................................................................................................  20

Кириллов В.Ю. Capsella bursa-pastoris (L.) Medik. эфир майының құрамы: шолу.......................  27

Тайлакова Э.Т., Исабек А.У., Кожабергенов Н.С., Мухами Н.Н., Строчков В.М., Султанкулова К.Т., Рсалиев А.С. Zymoseptoria tritici фитопатогенді зеңді бағалау үшін полимеразды тізбекті

реакция әдісін жасақтау .............................................................................................................................  33

Абукенова В.С., Блялова Ж.Ж., Блялова М.Ж. Бұқпа өзені зерттелетін аймақтардың фито-

планктон және фитобентосының түрлік құрамы .....................................................................................  41

Бахтаулова А.С., Жакупжанова М.Ф., Камбарова А., Янига M. Алматы облысының суармалы

егіншілік жағдайында егістік күріштің (Oryza sativa) тұзға төзімділігін анықтау ...............................  46

Мырзабаев А.Б., Гонгальский К.Б., Ибрайбеков Ж.Г., Бритько В.В., Канафина Б.А. Бетпақ-

дала ақбөкендерінің көбеюі мен жыныстық құрамы ..............................................................................  53

Исабек А.У., Тайлакова Э.Т., Шыныбекова Г.О., Строчков В.М., Червякова О.В. Brucella spp.

IalB ақуызының экспрессиясы және тазалау әдісі ..................................................................................  59

Бармақ С.М., Синявский Ю.А., Бердығалиев А.Б., Савицкая И.С., Шарманов Т.Ш., Менденхалл И.Х., Жолдыбаева Е.В. Полимеразды тізбекті реакция көмегімен сальмонелланы айқындау

үшін ДНҚ бөлудің тиімді әдісін таңдау ...................................................................................................  66

Айдарханова Г.С., Новак А.П., Имашева Б.С., Ташев A. Алтайдың Қазақстандық бөлігіндегі ормандардағы дәрілік өсімдіктер ресурстарын бағалау және олардың экологиялық жағдайы ..........  72

Сейлхaн A.C., Сaйбулaтoвa В.Б., Aтрaубaевa Р.Н., Бейсенбaевa M.E., Жұмaғұл М.Ж. Aлмaты oблысы Күрті aуылдық oкругі жaйылымының экoлoгиялық мoнитoрингі ..........................................  80

МЕДИЦИНА 

Гребенева О.В., Рыбалкина Д.Х., Шадетова А.Ж., Жанбасинова Н.М., Дробченко Е.А. Электрмагниттік өрістер мен өндірістік улардың энергетикалық кәсіпорын қызметкерлерінің денсаулы-

ғына құрама әсері .......................................................................................................................................  90

Шандаулов А.Х., Хамчиев К.М., Рамазанов А.К., Жумадилов С.С., Жомартова Г.Ж., Ибрайбеков Ж.Г., Ельшина К.А. Егеуқұйрықтардың кіші қанайналым шеңберінің гемодинамикасына және қызыл қанның көрсеткіштеріне ұзақмерзімді жоғарытаулы гипоксияның әсері .................................  98

Кабиева С.Ж., Мукатаева Ж.М., Ахметова А.А. Қазақстанның солтүстік және оңтүстік облыстарында тұратын 7–17 жастағы қыздардың морфофункционалды көрсеткіштерінің өсуі ...........  105

Рахметова А.М., Алшынбекова Г.К., Тусупбекова Г.А. Техникалық резеңке өндірісіндегі негізгі кәсіби жұмысшылардың еңбек жағдайлары мен еңбек үрдісінің ерекшеліктерін бағалау .........  111

АВТОРЛАР ТУРАЛЫ МӘЛІМЕТТЕР .............................................................................................  117

5

СОДЕРЖАНИЕ

БИОЛОГИЯ 

Айпеисова С.А., Утарбаева Н.А., Казкеев Е.Т. Полезные растения флоры Актюбинской обла-

сти ................................................................................................................................................................       8

Касенов Р.З., Демец О.В., Картбаева Г.Т., Жумадилов С.С., Бакибаев А.А., Ахмеджанов Р.Р. Исследование количественного выхода бетулина из березы киргизской и синтез его фосфорили-

рованного производного ............................................................................................................................  13

Ромаданова Н.В., Карашолакова Л.Н., Махмутова И.А., Ишмуратова М.Ю., Копыткова Л.А., Кабулова Ф.Д., Кушнаренко С.В. Сохранение генетического материала некоторых видов

барбариса в криобанке ...............................................................................................................................  20

Кириллов В.Ю. Состав эфирного масла Capsella bursa-pastoris (L.) Medik.: обзор......................  27

Тайлакова Э.Т., Исабек А.У., Кожабергенов Н.С., Мухами Н.Н., Строчков В.М., Султанкулова К.Т., Рсалиев А.С. Разработка метода полимеразной цепной реакции для диагностики фито-

патогенного гриба Zymoseptoria tritici ......................................................................................................  33

Абукенова В.С., Блялова Ж.Ж., Блялова М.Ж. Видовой состав фитопланктона и фитобентоса

исследуемых участков реки Букпы ...........................................................................................................  41

Бахтаулова А.С., Жакупжанова М.Ф., Камбарова А., Янига M. Определение солеустойчивости риса посевного (Oryza sativa) в условиях орошаемого земледелия Алматинской области .........  46

Мырзабаев А.Б., Гонгальский К.Б., Ибрайбеков Ж.Г., Бритько В.В., Канафина К.Б. Размноже-

ние и половой состав бетпакдалинских сайгаков ....................................................................................  53

Исабек А.У., Тайлакова Э.Т., Шыныбекова Г.О., Строчков В.М., Червякова О.В. Экспрессия и

очистка белка IalB Brucella spp. ................................................................................................................  59

Бармак С.М., Синявский Ю.А., Бердыгалиев А.Б., Савицкая И.С., Шарманов Т.Ш., Менденхалл И.Х., Жолдыбаева Е.В. Подбор эффективного метода выделения ДНК для выявления сальмо-

нелл методом полимеразной цепной реакции .........................................................................................  66

Айдарханова Г.С., Новак А.П., Имашева Б.С., Ташев A. Оценка ресурсов лекарственных рас-

тений в лесах Казахстанской части Алтая и их экологическое состояние ...........................................  72

          Сейлхaн A.C.,     Сaйбулaтoвa В.Б.,    Атрaубaевa Р.Н.,    Бейсенбaевa M.E.,    Жумaгул М.Ж.

Экoлoгический мoнитoринг пaстбищ Куртинскoгo сельского oкругa Aлмaтинскoй oблaсти ............  80

МЕДИЦИНА 

Гребенева О.В., Рыбалкина Д.Х., Шадетова А.Ж., Жанбасинова Н.М., Дробченко Е.А. Комбинированное воздействие электромагнитных полей и промышленных ядов на состояние здоровья

работников энергетического предприятия ...............................................................................................  90

Шандаулов А.Х., Хамчиев К.М., Рамазанов А.К., Жумадилов С.С., Жомартова Г.Ж., Ибрайбеков Ж.Г., Ельшина К.А. Влияние высокогорной гипоксии на гемодинамику малого круга кровооб-

ращения и показатели красной крови крыс .............................................................................................  98

Кабиева С.Ж., Мукатаева Ж.М., Ахметова А.А. Прирост морфофункциональных показателей

девочек 7–17 лет, проживающих в северных и южных областях Казахстана ......................................  105

Рахметова А.М., Алшынбекова Г.К., Тусупбекова Г.А. Особенности трудового процесса и оценка условий труда рабочих основных профессий резинотехнического производства ..................  111

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ ...............................................................................................................  117

6

СONTENT

BIOLOGY

         Aipeisova S.A., Utarbaeva N.A., Kazkeev E.T. Useful plants of the flora of Aktobe region ................      8

Kasenov R.Z., Demets O.V., Kartbaeva G.T., Zhumadilov S.S., Bakibayev A.A., Akhmedzhanov R.R. Study of the quantitative yield of betulin from the Kyrgyz birch and synthesis of its phosphorylated de-

rivative ..........................................................................................................................................................  13

Romadanova N.V., Karasholakova L.N., Makhmutova I.A., Ishmuratova M.Yu., Kopytkova L.A.,

Kabulova F.D., Kushnarenko S.V. Preservation of barberry (some species) genetic material in a cryobank

 ......................................................................................................................................................................  20

Kirillov V.Yu. Composition of essential oil of Capsella bursa-pastoris (L.) Medik. Review ...............  27

Tailakova E.T., Isabek A.U., Kozhabergenov N.S., Mukhami N.N., Strochkov V.M., Sultankulova K.T., Rsaliyev A.S. Development of a polymerase chain reaction method for the diagnosis of the

phytopathogenic fungus Zymoseptoriatritici ................................................................................................  33

Abukenova V.S., Blyalova Zh.Zh., Blyalova M.Zh. The species composition of phytoplankton and

phytobenthos of investigated areas of Bookpa river.....................................................................................  41

Bakhtaulova A.S., Zhakupzhanova M.F., Kambarova A., Janiga M. Determination of salt tolerance

of rice (Oryza sativa) in irrigated agriculture of Almaty region ...................................................................  46

Myrzabaev А.B., Gongalsky K.B., Ibraibekov Zh.G., Brit’ko V.V., Kanafina B.A. The Betpakdala

saiga’s breeding and sex composition ..........................................................................................................  53

Isabek A.U., Taіlakova E.T., Shynybekova G.O., Strochkov V.M., Chervyakova O.V. Expression and

purification of protein IalB Brucella spp. .....................................................................................................  59

Barmak S.M., Sinyavskiy Yu.A., Berdygaliev A.B., Savitskaya I.S., Sharmanov T.Sh., Mendenhall I.Н., Zholdybaeva E.V. Selection of an effective DNA extraction method for the detection of Salmo-

nella by the polymerase chain reaction .........................................................................................................  66

Аidarkhanova G.S., Novak A.P., Imasheva B.S., Tashev A. Assessment of the resources of medicinal herbs in the forests of the Kazakhstan part of Altai and their ecological condition .....................................  72

Seilkhan A.S., Saibulatova V.B., Atraybaeva R.N., Beisenbaeva M.E., Zhumagul M.Zh. Ecological

monitoring of pastures of Kurti rural district of Almaty region ...................................................................  80

MEDICINE

Grebeneva O.V., Rybalkina D.Kh., Shadetova A.Zh., Zhanbasinova N.M., Drobchenko E.A. The combined effect of electromagnetic fields and industrial poisons on the health of employees of an energy

enterprise ......................................................................................................................................................  90

Shandaulov A.Kh., Khamchiev K.M., Ramazanov A.K., Zhumadilov S.S., Zhomartova G.Zh., Ibraibekov Zh.G., Elshina K.A. The effect of high-altitude hypoxia on the hemodynamics of the pulmonary

circulation and the red blood indices of rats .................................................................................................  98

Kabieva S.Zh., Mukatayeva Zh.M., Akhmetova A.A. Increase in morphofunctional indicators for girls

aged 7–17 living in the northern and southern regions of Kazakhstan .........................................................  105

Rakhmetova A.M., Alshynbekova G.K., Tusupbekova G.A. Specificities of the workflow and evaluation of the working conditions of the working main professions of industrial rubber and technology pro-

duction ..........................................................................................................................................................  111

INFORMATION ABOUT AUTHORS ................................................................................................  117

7

УДК 634.1/.7; 606:57.082.26

Н.В. Ромаданова¹, Л.Н. Карашолакова^{1, 2}, И.А. Махмутова¹, М.Ю. Ишмуратова³, Л.А. Копыткова⁴, Ф.Д. Кабулова⁵, С.В. Кушнаренко¹

¹Институт биологии и биотехнологии растений КН МОН РК, Алматы, Казахстан; 

²Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан;

³Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова, Казахстан;

⁴АО «Лесной питомник», п. Актогай, Алматинская область, Казахстан;

⁵Самаркандский государственный университет им. Алишера Навои, Узбекистан

(E-mail: nata_romadanova@mail.ru)

Сохранение генетического материала некоторых видов барбариса в криобанке

В результате работ по введению в культуру in vitro и микроклональному размножению создана коллекция in vitro растений барбариса, состоящая из 41 образца. Полученная коллекция in vitro заложена на среднесрочное хранение (хладохранение) при температуре 4 ºС. Максимальная продолжительность хладохранения составляет 12 месяцев. Семена барбариса помещены в криобанк при температурах  –196 ºС и –20 ºС. Способность семян к прорастанию после хранения в течение 2 лет при низкой и сверхнизкой температурах в среднем по образцам составляет 86,7 %. Не выявлена статистически достоверная разница всхожести свежесобранных семян и семян после хранения при температурах –20 ºС и –196 ºС у всех изученных образцов барбариса. Отмечено, что процент всхожести семян, хранившихся при низких температурах, несколько выше процента всхожести свежесобранных семян. Созданный криобанк семян барбариса послужит надежным хранилищем генетического материала этого ценного пищевого и лекарственного растения.

Ключевые слова: Berberis, семена, коллекция in vitro, криобанк, народная медицина.

Введение

Барбарис — уникальное растение, являющееся огромным кладезем полезных веществ, обладающее множеством лечебных качеств. Известно около 500 видов растений этого рода, распространенных в Европе, Азии и в Северной Америке. В Казахстане произрастает Berberis iliensis M. Pop. в ущельях восточной части Заилийского Алатау, Кетменского хр., Джунгарского Алатау, в устьях рек Чилик, Чарын, впадающих в р. Или; Berberis integerrima Bunge — в Тянь-Шане, Памиро-Алтае, Каратау; Berberis karkaralensis Kornilova et Potapov — в Каркаралинских горах, в массиве Кент; Berberis kashgarica Rupr. — в Тянь-Шаньских горах; Berberis nummularia Bunge — в прибалхашских пустынях долины р. Или, в Джунгарском Алатау, Тянь-Шани, Памиро-Алтае; Berberis oblonga (Regel) C.K. Schneid. — в ущельях Тянь-Шаня; Berberis sibirica Pall. — Алтай и Джунгарский Алатау; (Berberis sphaerocarpa Kar. Et Kir., синонимы: Berberis bykovianus Pavl. и Berberis heteropoda Schrenk — в Алтае, Тарбагатае, Зайсане, Чу-Илийских горах, в Джунгарском, Заилийском и Кунгей Алатау [1]. 

Полезные свойства барбариса известны человеку не одну тысячу лет. Ягоды барбариса используются в народной медицине для лечения широкого спектра заболеваний. Имеется достаточное количество зарубежной литературы, где авторами приводятся полученные результаты о положительном влиянии фармацевтических препаратов на основе барбариса. Эти препараты используются при лечении рака, сахарного диабета, ишемии мозга, сердечно-сосудистых заболеваний, бактериальных, вирусных, паразитарных поражений, а также обладают спазмолитическими свойствами при холециститах, оказывают гипотензивное действие, усиливают сократительную способность матки, стимулируют действие системы свертывания крови и других [2-6].

На данный момент складывается неблагоприятная обстановка с сокращением массивов тугайных лесов в пойме реки Или и ее притоков. Основную массу таких лесов составляет барбарис илийский. Барбарис каркаралинский также находится в критическом состоянии, его популяции фрагментированы, хотя он произрастает на защищённых территориях в Центральном Казахстане. Два этих вида уже сейчас занесены в Красную книгу Казахстана, в ближайшее время другие виды барбариса могут оказаться под угрозой исчезновения [7, 8].

Принимая во внимание все полезные свойства барбариса, отмеченные еще нашими предками, важно изучить и сохранить его уникальные виды, которые находятся под угрозой исчезновения. Решением проблемы сохранения послужит культивирование редких и исчезающих видов в коллекциях in vitro при температуре +24 ºС и при пониженных температурах +4 ºС (хладохранение); сохранение семян при температуре –20 ºС; а также криоконсервация при температуре –196 ºС в жидком азоте семян и апикальных меристем [9–11]. Генетические банки сберегают семена растений в защищенных местах по всему миру. Образцы хранятся в течение долгого периода времени, длительность хранения возможна и тысячи лет. 

Апикальные меристемы и семена барбариса, сохранённые в криобанке, и растения in vitro, заложенные на хладохранение, послужат для проведения широкого спектра биологических и медицинских исследований. В первую очередь это касается разработки надежной методологии сохранения генетических ресурсов, особенно редких и исчезающих видов с дальнейшей реинтродукцией в естественные места обитания, а также для создания маточников в питомниках, заказниках и др. Созданная криоколлекция может быть использована в селекционном процессе по улучшению существующих и созданию новых сортов, а также для международного обмена генетическими ресурсами [9–10].

Целью данной работы является сохранение побегов барбариса in vitro при температуре +4 ºС (хладохранение), сохранение семян при температуре –20 ºС и –196 ºС.

Материалы и методы исследования

Объектами исследования являлись 66 образцов барбариса: барбарис амурский (B. amurensis), 19 форм барбариса илийского (B. iliensis), 27 форм барбариса цельнокрайнего (B. Integerrima), 2 формы барбариса продолговатого (B.Oblonga), барбарис сибирский (B.Sibirica), 15 форм барбариса круглоплодного (B.Sphaerocarpa) и барбарис Тунберга (B.Thunbergii). Данные по сбору растительного материала барбариса приведены в таблице 1.

Т а б л и ц а 1

Образцы барбариса, место сбора, высота над уровнем моря

Для сохранения гермоплазмы барбариса использовали:

1.   Семена, которые сохраняли при двух температурных режимах: а) –20 ºС — семена по  40–200 шт. запаковывали в пакеты из ламинированной фольги и закладывали на долгосрочное хранение в морозильную камеру; б) –196 ºС — семена по 20–100 шт. погружали в криопробирки и закладывали на долгосрочное хранение в Дьюары с жидким азотом в криогенный банк. Опыт проводили в 3 повторностях (n = 60). Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по методике, описанной в пособии Г.Ф. Лакина и в программном пакете SYSTAT [12, 13].

2.   Апикальные меристемы, изолированные из асептических побегов in vitro. Методика криоконсервации методом PVS2 витрификации подробно описана в статье Н.В. Ромадановой с соавторами [14]. Для криосохранения использовали 20 апексов побегов. Опыт проводили в 3 повторностях (n = 60), используя статистическую обработку экспериментальных данных [12, 13].

3.   Хладохранение побегов in vitro барбариса. Среднесрочное сохранение побегов проводили в специализированных полиэтиленовых пакетах или культуральных сосудах при температуре 4 ºС, освещенность 10 µмол·м^–2·с^–1, фотопериод 16/8 ч на питательной среде Мурасиге и Скуга (МС) с 20 г/л сахарозы, 0,8 мг/л 6-бензиламинопурина (БАП), 0,02 мг/л индолилмасляной кислоты (ИМК), 1,75 г/л джелрайта, 4 г/л агара, рН 5,7.

Результаты исследования и их обсуждение

В результате работ по введению в культуру in vitro и микроклональному размножению создана коллекция in vitro растений барбариса, состоящая из 41 образца [15–17] (рис. 1 А). Полученная коллекция in vitro заложена на среднесрочное хранение (хладохранение) при температуре 4 ºС, освещенность 10 µмол·м^–2·с^–1, фотопериод 16/8. Максимальная продолжительность хладохранения составляет 12 мес. (рис. 1 Б), после чего растения сдедует пересадить на свежие питательные среды.

А — в светокультуральной комнате, в культуральных сосудах на питательной среде: 

МС с добавлением 30 г/л сахарозы, 0,5 мг/л БАП, 0,01 мг/л ИМК, 1,25 г/л джелрата, 4 г/л агара,  рН 5,7,  температурный режим: 24°С, освещенность 40 µмол·м^–2·с^–1, фотопериод 16/8 ч.; 

Б — в холодильнике, в полиэтиленовых пакетиках на питательной среде МС: с добавлением 20 г/л сахарозы,

0,5 мг/л БАП, 0,01 мг/л ИМК, 1,25 г/л джелрата, 4 г/л агара, рН 5,7; температурный режим: 4°С,  освещенность 10 µмол·м^–2·с^–1, фотопериод 16/8 час, продолжительность среднесрочного хранения 12 мес

Рисунок 1. Коллекция барбариса in vitro

Полученная коллекция in vitro также послужила основой для создания криобанка апикальных меристем барбариса при температуре –196 ºС. Методика криоконсервации для барбариса основана на методике, оптимизированной для яблони, и отличается небольшими модификациями [14, 18]. Процент регенерации меристем после криоконсервации составляет 60–80 %.

Для создания криобанка также использовали семена барбариса, которые заложили на долгосрочное хранение при температуре –20 ºС. Способность семян к прорастанию после хранения в течение 2 лет в среднем составляет 86,7 %. Лабораторная всхожесть семян барбариса круглоплодного сразу после сбора и после хранения в течение 2 лет при температуре –20 ºС показана на рисунке 2. Всхожесть семян после 2 лет хранения при пониженной температуре в среднем составляет 80,9 %, это практически соответствует проценту прорастания свежесобранных семян 81,0 % [15]. Статистически достоверной разницы в проценте всхожести между формами барбариса круглоплодного также не выявлено.

a, b — значения, которые достоверно не различаются между собой при р < 0,05. 

Контроль — всхожесть семян барбариса сразу после сбора; 

опыт — всхожесть семян барбариса после хранения в течение 2 лет при температуре –20 ºС

Рисунок 2. Лабораторная всхожесть семян барбариса круглоплодного

Семена 14 форм барбариса круглоплодного, 2 форм барбариса продолговатого, 1 формы барбариса сибирского и 1 формы барбариса Тунберга были заложены на долгосрочное хранение в криогенный банк при температуре –196 ºС. Всхожесть семян после размораживания колеблется в пределах  80–95 % (рис. 3, 4). 

Процент прорастания семян барбариса круглоплодного после 2-летнего хранения при температуре –196 ºС в среднем составляет 84,4 %, что несколько выше процента прорастания свежесобранных семян 81,0 % [15]. В результате чего можно сделать вывод, что хранение при сверхнизкой температуре –196 ºС положительно сказывается на прорастании семян барбариса круглоплодного. Однако статистической разницы в проценте всхожести между формами барбариса круглоплодного не выявлено.

Также не замечено статистической разницы всхожести 2 форм барбариса продолговатого, барбариса сибирского и барбариса Тунберга сразу после сбора и после 2-летнего хранения при температуре –196 ºС. Однако всхожесть семян барбариса продолговатого формы 2, барбариса сибирского и барбариса Тунберга после 2-летнего хранения при температуре –196 ºС в среднем составляет 84,1 %, что значительно выше среднего процента всхожести семян сразу после сбора этих же образцов — 74,5 %.

a, b — значения, которые достоверно различаются между собой при р < 0,05.

Контроль — всхожесть семян барбариса сразу после сбора; 

опыт — всхожесть семян барбариса после хранения в течение 2 лет при температуре –196 ºС

Рисунок 3. Лабораторная всхожесть семян барбариса круглоплодного

a, b — значения, которые достоверно различаются между собой при р < 0,05. 

Контроль — всхожесть семян барбариса сразу после сбора; 

опыт — всхожесть семян барбариса после хранения в течение 2 лет при температуре –196 ºС

Рисунок 4. Лабораторная всхожесть семян четырех видов барбариса 

В результате проведенной работы по созданию криобанка семян барбариса нами отмечено, что не выявлена статистически достоверная разница всхожести свежесобранных семян и семян после хранения при температурах –20 ºС и –196 ºС. Однако процент всхожести семян, хранившихся при низких температурах, несколько выше. Соответственно замораживание семян при низкой и сверхнизкой температурах является надежным способом для хранения генетического материала видов барбариса. Заключение

Современный мир несет различные угрозы всем растениям, включая те, что крайне важны в качестве пищевых ресурсов. Данная работа посвящена актуальной теме — сохранению генетического материала ценных дикорастущих видов барбариса, в том числе и исчезающих видов, занесенных в Красную книгу. Созданный криобанк семян барбариса так же, как и любые другие генетические банки растений, позволит сохранить разнообразие растений, повысить вероятность восстановления культур после глобальных катастроф и предоставит важный источник материалов для ученых. Созданные коллекции образцов можно использовать для выведения более продуктивных культур и видов, стойких к болезнетворным организмам и изменениям климата.

Работа выполнена в рамках проекта 1783/ГФ4 — «Разработка технологии криогенного сохранения гермоплазмы ценных видов и форм барбариса — источника биологически активных веществ». По бюджетной программе 217 «Развитие науки», подпрограмме 102 «Грантовое финансирование научных исследований».

Список литературы

1            Флора Казахстана: в 9-ти т. — Т. 3 / под ред. Н.В. Павлова. — Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1960. — 459 с.

2            Gaur P. In vitro radical scavenging activity and antimicrobial potential of Berberis asiatica Roxb. ex DC. fruit extracts in four different processed forms / P. Gaur, Sh. Bhatia, H.Ch. Andola, R.K. Gupta // Indian Journal of Traditional Knowledge. — 2017. — Vol. 16(4). — P. 706–713.

3            Sabir S. Phytochemical and antioxidant studies of Berberis lyceum / S. Sabir, K. Tahir, N. Rashid, S. Naz, B. Masood, M.A. Shah // Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences. — 2013. — Vol. 26 (6). — P. 72–78.

4            Abd E. In vitro biological assessment of Berberis vulgaris and its active constituent, berberine: antioxidants, antiacetylcholinesterase, anti-diabetic and anticancer effects / E. Abd, A.E. Wahab, D.A. Ghareeb, E.E. Sarhan, M.M. Abu-Serie, M.A. El Demellawy // BMC Complement Altern Med. — 2013. — Vol. 13(1), No. 218. — P. 13-18.

5            Simões Pires E.N. Berberine was neuroprotective against an in vitro model of brain ischemia: Survival and apoptosis pathways involved / E.N. Simões Pires, R.L. Frozza, J.B. Hoppe, M. Menezes Bde, C.G. Salbego // Brain Res. — 2014. — Vol. 1557. — P. 26– 33. 

6            Hemmati М. Effects of an ethanolic extract of Berberis vulgaris fruits on hyperglycemia and related gene expression in streptozotocin-induced diabetic rats / М. Hemmati, Е. Serki, М.G. holami, R. Hoshyar // Clinical Phytoscience. — 2017. — Vol. 2(3). — P. 2–7.

7            Красная книга Казахстана. Т. 2. Растения. — 2-е изд. перераб. и доп. — Астана: ТОО АртPrintXXI, 2014. — 452 с.

8            Begenov A. Assessment of the Current Status of Populations of Kazakh Rare Plants (Berberis iliensis M. Pop.) / A. Begenov, N. Mukhitdinov, A. Ametov, S. Nazarbekova, A. Kuatbayev, B. Tynybekov, K. Abidkulova, A. Ydyrys // World Applied Sciences Journal. — 2014. — Vol. 30 (1). — P. 105–109.

9            Engelmann F. Use of biotechnologies for the conservation of plant biodiversity / F. Engelmann // In vitro Cellular & Developmental Biology — Plant. — 2011. — Vol. 47, No. 1. — P. 5–16. 

10         Keller E.R.J. Cryopreservation for plant genebanks — a matter between high expectations and cautious reservation / E.R.J. Keller, A. Kaczmarczyk, A. Senula // CryoLetters. — 2008. — No. 1. — P. 53–62.

11         Lynch P.T. Climate change: the role of ex situ and cryo-conservation in the future security of economically important, vegetatively propagated plants / P.T. Lynch, E.E. Benson, K. Harding // J. Horticultural Science & Biotechnology. — 2007. — Vol. 82, No. 2. — P. 157–160.

12         Лакин Г.Ф. Биометрия: учеб. пос. для биол. спец. вузов / Г.Ф. Лакин. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1990. — 352 с.

13         SYSTAT (2007) SYSTAT 12.0, SYSTAT Software, Inc, San Jose, CA, pp. Statistics software.

14         Romadanova N. Development of a common PVS2 vitrification method for cryopreservation of several fruit / N. Romadanova, S. Kushnarenko, L. Karasholakova // In vitro Cellular & Developmental Biology. — 2017. — Vol. 53 (4). — Р. 382–393. 

15         Ромаданова Н.В. Введение в культуру in vitro дикорастущих видов Berberis флоры Казахстана и Узбекистана / Н.В. Ромаданова, С.А. Мишустина, Л.Н. Карашолакова, М.М. Аралбаева, Ф.Д. Кабулова, К.Т. Абидкулова, С.В. Кушнаренко // Вестн. Казахского нац. ун-та. Сер. биол. — 2015. — № 3 (65). — С. 346–354. 

16         Ромаданова Н.В. Создание коллекции in vitro дикорастущих видов Berberis sp. / Н.В. Ромаданова, С.А. Мишустина, Л.Н. Карашолакова, М.М. Аралбаева, И.Р. Рахимбаев, С.В. Кушнаренко // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. — 2016. — № 121. — С. 69–76.

17         Ромаданова Н.В. Оптимизация микроклонального размножения барбариса / Н.В. Ромаданова, И.А. Махмутова, Л.Н. Карашолакова, А.А. Христенко, С.В. Кушнаренко // Биотехнология. Теория и практика. — 2017. — № 2. — С. 47–55. 

18         Kushnarenko S. Cold acclimation improves regrowth of cryopreserved apple shoot tips / S. Kushnarenko, N. Romadanova, B. Reed // Cryo Letters. — 2009. — Vol. 30(1). — P. 47–54.

Н.В. Ромаданова, Л.Н. Карашолакова, И.А. Махмутова,

М.Ю. Ишмуратова, Л.А. Копыткова, Ф.Д. Кабулова, С.В. Кушнаренко

Бөріқарақаттың кейбір түрлерінің генетикалық материалын криобанкте сақтау

In vitro культурасына енгізу және микроклонды көбейту жұмыстарының нәтижесінде бөріқарақаттың 41 үлгісінен тұратын in vitro өсімдіктер коллекциясы жасалды. Алынған in vitro коллекция 4 ºС температурада орта мерзімге сақтауға (суықта сақтауға) қойылды. Суықта сақтаудың максималды ұзақтығы 12 айды құрайды. Бөріқарақаттың тұқымдары –196 ºС және –20 ºС температураларға криобанкке салынды. Төмен және өте төмен температураларда 2 жыл сақталғаннан кейін тұқымдардың өнгіштік қабілеті 86,7 % құрады. Бөріқарақаттың барлық зерттелген үлгілерінде жаңадан жиналған және –20 ºС және –196 ºС температурада сақталған тұқымдардың өнгіштігі арасында статистикалық айқын айырмашылық анықталмады. Төмен температураларда сақталған өнгіштігі жаңадан жиналған тұқымдардың өнгіштігінен біршама жоғары екендігі белгілі болды. Бөріқарақат тұқымдарынан құрылған криобанкі бұл құнды және дәрілік өсімдіктің генетикалық материалын сенімді сақтауға қызмет етеді.

Кілт сөздер: Berberis, тұқымдар, коллекция in vitro, криобанк, халық медицинасы.

N.V. Romadanova, L.N. Karasholakova, I.A. Makhmutova,

M.Yu. Ishmuratova, L.A. Kopytkova, F.D. Kabulova, S.V. Kushnarenko Preservation of barberry (some species) genetic material in a cryobank

In vitro collection of six barberry species (Berberis amurensis, B. iliensis, B. integerrima, B. oblonga, B. sibirica, B. sphaerocarpaand B. thunbergii) consisting of 41 accessions has been established. The in vitro collection maintained at 4 ºC for medium-term storage (cold storage) with a 12-month interval for transfers to fresh media. Barberry seeds are preserved in a cryobank at temperatures: –196 ºC and –20 ºC. The ability of seeds to germinate after storage for 2 years at low and ultra-low temperatures on average for accessions is 86,7 %. No statistically significant difference in the germination of freshly picked seeds and seeds after storage was detected at temperatures: –20 ºC and –196 ºC in all barberry accessions studied. It is noted that the percentage of germination of seeds stored at low temperatures is slightly higher than the percentage of germination of freshly picked seeds. The created cryobank of barberry seeds will serve as a reliable storage of the genetic material of this valuable food and medicinal plant.

Keywords: Berberis, seeds, in vitro collection, cryobank, ethnoscience.

References

1 Pavlov, N.V. (Eds.). (1960). Flora Kazakhstana [Flora of Kazakhstan]. Alma-Ata: Izdatelstvo AN KazSSR [in Russian]. 2 Gaur, P., Bhatia, Sh., Andola, H.Ch., & Gupta, R.K. (2017). In vitro radical scavenging activity and antimicrobial potential of

Berberis asiatica Roxb. ex DC. fruit extracts in four different processed forms. Indian Journal of Traditional Knowledge, 16, 4, 706– 713.

3            Sabir, S., Tahir, K., Rashid, N., Naz, S., Masood, B., & Shah, M.A. (2013). Phytochemical and antioxidant studies of Berberis lyceum. Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences, 26, 6, 72–78.

4            Abd, E., Wahab, A.E., Ghareeb, D.A., Sarhan, E.E., Abu-Serie, M.M., & El Demellawy, M.A. (2013). In vitro biological assessment of Berberis vulgaris and its active constituent, berberine: antioxidants, anti-acetylcholinesterase, anti-diabetic and anticancer effects. BMC Complement Altern Med, 13, 1: 218, 13–18.

5            Simões Pires, E.N., Frozza, R.L., Hoppe, J.B., Menezes Bde, M., & Salbego, C.G. (2014). Berberine was neuroprotective against an in vitro model of brain ischemia: Survival and apoptosis pathways involved. Brain Res, 1557, 26–33. 

6            Hemmati, М., Serki, Е., Gholami, М., & Hoshyar, R. (2017). Effects of an ethanolic extract of Berberis vulgaris fruits on hyperglycemia and related gene expression in streptozotocin-induced diabetic rats. Clinical Phytoscience, 2, 3, 2–7.

7            Krasnaia kniha Kazakhstana. Rasteniia [Red book of Kazakhstan. Plants] (2014). Vol. 2. Astana: ArtPrintXXI [in Russian].

8            Begenov, A., Mukhitdinov, N., Ametov, A., Nazarbekova, S., Kuatbayev, A., Tynybekov, B., Abidkulova, K., & Ydyrys, A. (2014). Assessment of the Current Status of Populations of Kazakh Rare Plants (Berberis iliensis M. Pop.). World Applied Sciences Journal, 30, 1, 105–109.

9            Engelmann, F. (2011). Use of biotechnologies for the conservation of plant biodiversity. In Vitro Cellular & Developmental Biology — Plant, 47, 1, 5–16. 

10         Keller, E.R.J., Kaczmarczyk, A., & Senula, A. (2008). Cryopreservation for plant genebanks — a matter between high expectations and cautious reservation. CryoLetters, 1, 53–62.

11         Lynch, P.T., Benson, E.E., & Harding, K. (2007). Climate change: the role of ex situ and cryoconservation in the future security of economically important, vegetatively propagated plants. J. Horticultural Science & Biotechnology, 82, 2, 157–160.

12         Lakin, G.F. (1990). Biometriia [Biometrics]. Moscow: Vysshaia shkola [in Russian].

13         SYSTAT (2007) SYSTAT 12.0, SYSTAT Software, Inc, San Jose, CA, pp. Statistics software.

14         Romadanova, N., Kushnarenko, S., & Karasholakova, L. (2017). Development of a common PVS2 vitrification method for cryopreservation of several fruit. In Vitro Cellular & Developmental Biology, 53, 4, 382–393. 

15         Romadanova, N.V., Mishustina, S.A., Karasholakova, L.N., Aralbaeva, M.M., Kabulova, F.D., Abidkulova, K.T., & Kushnarenko, S.V. (2015). Vvedenie v kulturu in vitro dikorastushchikh vidov Berberis flory Kazakhstana i Uzbekistana [Introduction to the in vitro culture of wild Berberis species of Kazakhstan and Uzbekistan flora]. Vestnik KazNU. Seriia biolohicheskaia — Bulletin of KazNU, biological series, 3, 65, 346–354 [in Russian].

16         Romadanova, N.V., Mishustina, S.A., Karasholakova, L.N., Aralbaeva, M.M., Rakhimbaev, I.R., & Kushnarenko, S.V. (2016). Sozdanie kollektsii in vitro dikorastushchikh vidov Berberis sp. [Creating an in vitro collection of wild Berberis sp.]. Biulleten Hosudarstvennoho Nikitskoho botanicheskoho sada — Bulletin of the State Nikitsky Botanical Garden, 121, 69–76 [in Russian].

17         Romadanova, N.V., Makhmutova, I.A., Karasholakova, L.N., Khristenko, A.A., & Kushnarenko, S.V. (2017). Optimizatsiia mikroklonalnoho razmnozheniia barbarisa [Optimization of barberry micro propagation]. Biotekhnolohiia. Teoriia i praktika — Biotechnology. Theory and practice, 2, 47–55 [in Russian].

18         Kushnarenko, S., Romadanova, N., & Reed, B. (2009). Cold acclimation improves regrowth of cryopreserved apple shoot tips. Cryo Letters, 30, 1, 47–54.