BR21882180 «Разработка программы сохранения и развития ресурсной базы перспективных для медицины и ветеринарии растений Казахстана в условиях изменяющегося климата»

2023-2025

 

Научный руководитель                                                            к.б.н., проф. Н. В. Терлецкая

 

Разработка программы по обеспечению сохранения и развития ресурсной базы перспективных для медицины и ветеринарии растений Казахстана в условиях изменяющегося климата − новаторская мультидисциплинарная область исследований, которая дополняет и расширяет знания в области климатологии, экологии, ботаники, физиологии растений и фармакологии. Получение отечественных фармацевтических фитопрепаратов в достаточном количестве зависит от наличия и величины ресурсной базы официальных и лекарственных растений. Природные ареалы распространения растений являются результатом комплекса факторов − условий окружающей среды и экофизиологического потенциала вида. Климатические изменения приводят к значительному изменению содержания ценных биологически-активных веществ в растениях, которые зависят от условий произрастания, фенологической фазы развития растений, времени сбора, собранных органов. Актуальным и важным направлением исследований является как поддержание биоразнообразия эндемичных и редких видов растений в естественных ареалах обитания, так и разработка перспективных методов сохранения ценного растительного материала в искусственных условиях. Оценка биологического действия фитокомплексов и значимых биологически активных веществ потенциально лекарственных растений позволят дать ценные практические рекомендации для их применения в разработке новых фармацевтических препаратов широкого спектра действия для медицины и ветеринарии, а комплексный анализ ботанических и климатологических данных позволят дать прогноз по перспективам сохранения биоресурса для дальнейшего использования целевых видов на отечественном фармацевтическом рынке с последующей разработкой серии высокоэффективных казахстанских лекарственных препаратов доступных для населения РК.

 

Цель исследований: Разработка программы по обеспечению сохранения и развития ресурсной базы перспективных для медицины и ветеринарии растений Казахстана в условиях изменяющегося климата.

Задачи Программы:

– Выявление принципов формирования экопопуляций растений Казахстана, значимых для фармации и ветеринарии, и формирование их ресурсной базы данных для последующего мониторинга в условиях изменяющегося климата;

– Изучение морфофизиологических и молекулярно-генетических особенностей потенциально перспективных видов растений Казахстана, используемых для нужд медицины и ветеринарии в условиях изменяющегося климата;

– Анализ ценных растительных метаболитов в отдельных значимых для медицины и ветеринарии видах растений Казахстана и экспериментальное обоснование возможности их индуцированного накопления в условиях in vivo и in vitro;

– Оценка фармакологических свойств ряда значимых биологически активных веществ растений для разработки фармацевтических препаратов широкого спектра действия для нужд медицины и ветеринарии;

– Изучение климатических ресурсов и проведение мониторинга территорий Казахстана, пригодных для культивирования перспективных для медицины и ветеринарии растений для формирования прогностической модели развития ресурсной базы ценных для медицины и ветеринарии растений Казахстана в условиях изменяющегося климата.

 

Главный исполнитель: РГП на ПХВ «Институт генетики и физиологии» КН МНВО РК. Сотрудники института являются высококвалифицированными специалистами в области физиологии растений, ботаники, фармакологии, климатологии, имеющими опыт руководства и исполнения научных программ и проектов в указанных областях. Основными задачами сотрудников ИГФ в рамках Программы являются: 1) изучение морфофизиологических особенностей и закономерностей накопления вторичных метаболитов Rhodiola kirilowii (Regel) Maxim., Rheum turkestanicum Janisch. и Rheum tataricum L. в различных природных сообществах Казахстана в зависимости от условий произрастания; 2) изучение общей и специфической, острой и хронической видов токсичности и лечебных свойств новых фитокомплексов на основе БАВ представителей Рolygonaceae и Сrassulaceae в условиях in vitro/in vivo, а также в изучении их влияния на морфофункциональные показатели ряда органов и систем в условиях экспериментального моделирования патологических состояний; 4) разработка способов сохранения и размножения, а также анализ ценных БАВ in vitro ценного вида Nitraria schoberi L.; 5) изучение климатических условий в зонах произрастания потенциально лекарственных растений с целью понимания влияния климатических факторов на их рост, развитие, биологические свойства и распространение, и разработка стратегии для устойчивого управления и сохранения этих ценных ресурсов в условиях изменяющегося климата.

2) Соисполнителями Программы являются:

РГП на ПХВ «Институт ботаники и фитоинтродукции» КЛХЖМ МЭГПР РК – ведущая организация РК, проводящая фундаментальные и прикладные инновационные исследования в области ботаники и фитоинтродукции с учетом достижений мировой науки. В задачу сотрудников ИБФ при работе над Программой входят мониторинг, анализ и оценка ресурсного потенциала представителей пяти семейств потенциально лекарственных растений Казахстана (Asteraceae Dumort., Crassulaceae DC, Nitrariaceae Bercht. & J. Presl., Orobanchaceae Vent., Polygonaceae Juss.), картографирование потенциальных мест их заготовок (Прибалхашье, Приаралье, Центральный Казахстан, Северный Казахстан, горы Юго-Восточного Казахстана: Джунгарский Алатау, Северный Тянь-Шань), и разработка научных основ их сохранения и сбалансированного использования;

ТОО «Национальный центр биотехнологии» (НЦБ) – ведущее научное учреждение биологического профиля в стране, выполняющее программы в области биотехнологии, биологической безопасности и экологии. В задачу сотрудников НЦБ при выполнении Программы входит изучение современного состояния видового разнообразия Cystanche и изучение возможности индуцированного накопления ценных метаболитов Cystanche в условиях in vitro с использованием современных методов ботаники, биотехнологии, молекулярной генетики и биоинформатики;

АО «Международный научно-производственный холдинг «Фитохимия», являющийся ведущим разработчиком оригинальных лекарственных препаратов на основе растительного сырья в Казахстане и Средней Азии. При выполнении Программы в задачу сотрудников холдинга входит фитохимический анализ ценных метаболитов представителей рода Rhodiola для разработки отечественного фитопрепарата, а также разработка способов сохранения практически ценных видов Artemisia rupestris L. и Rhaponticum serratuloides (Georgl.) Bobr. in vitro.

АO «Южно-Казахстанская медицинская академия», ученые которой активно работают в фитохимическом и фармакогностическом направлениях изучения растений юга Казахстана, с целью выявления новых отечественных источников лекарственных средств. В задачу сотрудников ЮАМА при выполнении Программы входит сравнительный анализ химического состава основных групп БАВ популяций растений Rheum turkestanicum, произрастающих на разных территориях Республики Казахстан, определение их биологических активностей и разработка отдельных фракций и компонентов в качестве лекарственной субстанций, а также разработка новых методологических и проектно- нормативных документов на лекарственное растительное сырье;

НАО «Западно-Казахстанский аграрно-технический университет им. Жангир Хана», сотрудники которого имеют большой опыт работ по совершенствованию методов диагностики, профилактики и мер борьбы при инфекционных болезнях сельскохозяйственных животных. При выполнении Программы в задачу сотрудников университета входит изучение антимикробной, антипаразитарной активности и свойств комплексного растительного препарата на основе полыни в ветеринарии в условиях Западного Казахстана.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ

за 2023 год:

− Осуществлен скрининг видового состава, распространения, экологии, ресурсного и интродукционного потенциала перспективных лекарственных растений Казахстана из семейств Asteraceae Bercht. & J.Presl, Crassulaceae DC., Nitrariaceae Bercht. & J. Presl., Orobanchaceae Vent., Polygonaceae Juss., на основании которого составлен список из 45 перспективных для медицины и ветеринарии видов растений Казахстана, который включает 28 видов рода Artemisia L. из сем. Asteraceae, 9 видов из сем. Crassulaceae, 5 видов рода Rheum L. из сем. Polygonaceae, 2 вида рода Nitraria L. из сем. Nitrariaceae и 1 вид Cistanche salsa из сем. Orobanchaceae.

− Для углубленного изучения отобраны 16 целевых видов, перспективных для медицины и ветеринарии в условиях изменяющегося климата и антропогенного влияния и дана их ботаническая характеристика:

7 видов полыни из сем. Asteraceae Bercht. & J.Presl: Artemisia aralensis Krasch., Artemisia arenaria DC., Artemisia lerchiana Web.et Stechm.; Artemisia austriaca Jacq., Artemisia semiarida (Krasch. & Lavrenko) Filatova, Artemisia rupestris L., Artemisia scoparia Waldst. & Kit.;

3 вида из сем. Crassulaceae DC.: Rhodiola linearifolia Boriss., Rhodiola semenovii (Regel & Herder) Boriss.) (син. Clementsia semenovii (Regel et Herd.) Boriss.), Hylotelephium telephium (L.) H. Ohba (син.  Sedum telephium L.);

2 вида из сем. Nitrariaceae Bercht. & J. Presl.: Nitraria schoberi L., Nitraria sibirica Pall.;

1 вид из сем. Orobanchaceae Vent.: Cistanche salsa (G. A. Mey.) G. Beck;

3 вида из сем. Polygonaceae Juss.: Rheum turkestanicum Janisch., Rheum cordatum Losinsk., Rheum tataricum L. fil.

– Для проведения полевых исследований в 2024–2025 годы выбраны регионы Казахстана, в которых произрастают виды для углубленного изучения: Северное Приаралье (на западе Казахстана); Центральный, Северный Казахстан, Южное Прибалхашье (на юго-востоке Казахстана); хребты Тянь-Шаня и Джунгарский Алатау (на юге и юго-востоке Казахстана).

– Для территории Казахстана выделены ареалы произрастания лекарственных растений, для которых определена сеть метеорологических станций и создана информационная климатическая база данных по основным метеорологическим величинам. Выявлены особенности временного хода основных метеорологическим величин, таких как продолжительность солнечного сияния, приток солнечной радиации, температура воздуха, атмосферные осадки, относительная влажность воздуха для зон произрастания лекарственных растений.

– Создана информационная климатическая база метеорологических данных по зонам произрастания, которая имеет следующую структуру:

1) характеристики продолжительности солнечного сияния; 2) солнечная радиация; 3) температура воздуха; 4) атмосферные осадки;

– Территория Казахстана поделена на 7 ареалов произрастания потенциальных лекарственных растений: Основные характеристики климата описаны по данным наблюдений 34 метеорологических станций Казахстана. Исследуемая территория входит в три природно-климатические зоны: степная, полупустынная и пустынная климатическая зона. В отдельную группу выделены горные и предгорные районы. Даны климатические характеристики каждой из зон.

– Проведены сбор и идентификация, сравнительный анализ особенностей анатомо-морфологического строения растений видов Rheum turkestanicum Janisch (отобран в Шымкентской обл., Тюлькубас) и Rheum tataricum L. (отобран в Алматинской обл., Каратальский и Балхашский р-н). Выявлены диагностические признаки Rheum turkestanicum Janisch.

– Отобран вид цистанхе C. deserticola, произрастающий в пустыне «Бетпак дала» Южно-Казахстанской области. Проведена оптимизация условий индуцирования каллусогенеза. В качестве питательной среды для введения в культуру in vitro использовали минеральную основу по прописи Мурасиге Скуга и Гамборга B5 (В5) c добавлением гидролизата казеина 800 мг/л. В качестве источника углерода использовали сахарозу. Для ингибирования выброса фенольных соединений питательные среды модифицировали, путем использования 5-ти вариантов сред с внесением антиоксидантов, таких как поливинилпирролидон, нитрат серебра, активированный уголь и аскорбиновая кислота.  Полное ингибирование фенольных выбросов наблюдали на питательной среде Гамборга В5 с нитратом серебра в концентрации 5 мг/л и аскорбиновой кислотой в концентрации 1 мг/л, где так же отмечена активная пролиферация каллусов цистанхе пустынной.

– Селитрянка сибирская (Nitraria sibirica Pall.),, селитрянка Шобера (Nitraria schoberi) собраны на территории природного заповедника Западно-Казахстанской области. Материалом для исследования служили зеленые побеги от взрослого кустарника. в качестве экспланта брали верхушечные меристемы. В работе использовали метод активации развития уже существующих в растении меристем. Оптимизированы этапы стерилизации и субкультивирования эксплантов.

– Определены места произрастания и ареалы распространения Artemisia rupestris L. на территории Каркаралинского района Карагандинской области, Rhaponticum serratuloides (Georgl.) Bobr. на территории Нуринского района Карагандинского области и Жанааркинского района области Улытау. Проведен сбор семян, определены их всхожесть и энергия прорастания. Проведен подзимний посев на участках ботанического садаАО «МНПХ «Фитохимия». Для получения асептических проростков и первичных каллусов Artemisia rupestris L. и Rhaponticum serratuloides (Georgl.) Bobr. оптимизирована стерилизация семян.

– Проведена работа по получению и наработки фитокомплексов из корней и корневищ растений рода Rumex L. (R. pamiricus L., R. Marschallianus R.chb.). Проведена работа по изучению качественного компонентного состава полученных фитопрепаратов. В состав фитопрепаратов входят фенолы, антрахиноны, флавоноиды и их гликозиды, феноло- и аминокислоты, дубильные вещества. Качественными реакциями обнаружены катехины, полисахариды и алкалоиды. Отличаются данные фитопрепараты количественным содержанием основных групп БАВ, и по набору компонентного состава основных групп БАВ. Проведена работа по заготовке сырья растений Rheum tataricum L. семейства Polygonaceae. Определены следующие показатели: потеря в массе при высушивании, общая зола, зола нерастворимая в 10% соляной кислоте и экстрактивные вещества. Методом атомно-абсорбционной спектроскопии был изучен минеральный состав. Проведена работа по отбору оптимального экстрагента для выделения суммы действующих групп БАВ. Для оценки общей и специфической токсичности фитоэкстрактов, полученных из корней и корневищ растений семейства Polygonaceae рода Rumex L. и семейства Сrassulaceae и были проведены исследования по изучению полифенольных комплексов в условиях in vivo.

 

за 2024 год:

− В рамках выполнения задач программы в соответствии с календарным планом на 2024 год получены следующие результаты: проанализированы фондовые материалы и литературные данные по распространению 16 целевых видов растений по флористическим районам и административным областям исследуемой территории; составлены график и маршруты ботанических экспедиций, охватывающих основные места произрастания целевых видов растений в изучаемых регионах; проведены с апреля по сентябрь 13 экспедиций по выявлению природных экопопуляций и оценке ресурсного потенциала целевых видов растений на территории Северного Приаралья, Центрального, Северного, Южного Казахстана, гор Юго-Восточного Казахстана; выявлено и описано 89 экопопуляций 14 целевых видов растений; определены запасы сырья у 9 целевых видов, образующих промысловые заросли: Artemisia aralensis, A. аrenaria, A. lerchiana; A. austriaca, A. semiarida, A. scoparia из cем. Asteraceae; Rhodiola linearifolia, Rh. semenovii из сем. Crassulaceae; Nitraria schoberi из сем. Nitrariaceae; Rheum tataricum Rh. cordatum из сем. Polygonaceae; созданы картографические модели для 14 целевых видов растений с указанием местонахождений выявленных экопопуляций и потенциальных мест заготовок на обследованной территории Казахстана; собраны образцы растительного сырья видов родов Rheum L., Rhodiola L., Artemisia L. и переданы для последующих анатомо-морфологических, фитохимических и молекулярно-генетических исследований.

− Изучение изменения температуры воздуха и количества осадков для территории исследования за период 1991-2023гг показало: во всех ареалах произрастания потенциально лекарственных растений во все сезоны года отмечено повышение температуры воздуха, лишь в ареалах Южный Казахстан и Предгорная зона осенью отмечено слабое понижение температуры. В целом за год наблюдается повсеместное увеличение температуры на 0,28-3,1 °С/10 лет. Все тренды значимы. При этом наибольшая скорость роста приходится на ареалах Западный Казахстан. Анализ временного хода месячных сумм осадков показал, что для территории исследования характерно уменьшение годовых сумм осадков (1,5-6,9 мм/10 лет). Лишь в Прибалхашье и Центральном Казахстане отмечается увеличение осадков на 0,94 мм/10 лет и 9,0 мм/10 лет соответственно. Анализ диаграмм рассеивания температур для различных регионов Казахстана показывает значительные сезонные и региональные различия. Зимние температуры варьируют от -17°C на севере до -1°C на юге, демонстрируя большую изменчивость и наличие экстремальных выбросов.  Летние температуры стабильны, колеблются между 19°C и 26°C. Весенние и осенние температуры демонстрируют умеренную изменчивость, с выбросами, указывающими на аномальные годы. Среднегодовые температуры колеблются от 3°C до 12°C, отражая климатические различия между регионами. Создание индекса климатических факторов (ICF) позволило комплексно оценить климатическую нагрузку на растительность, учитывая три основных метеорологических параметра: температуру, осадки и влажность. Полевые исследования и климатическое моделирование подтвердили, что температура, осадки и влажность являются ключевыми детерминантами устойчивости растений. Показано, что применение индекса ICF в сочетании с другими методами анализа, такими как моделирование распределения видов и оценка климатической уязвимости, позволяет более точно определять периоды повышенной климатической нагрузки в отдельных ареалах произрастания растений и разрабатывать меры по их снижению.

− Комплексный анализ морфофизиологических и анатомических параметров, фотосинтетических пигментов и метаболомного спектра цветов и побегов R. linearifolia (R. kirilovii.) на разных высотах подтвердил мнение о том, что стресс у растений усиливается с увеличением высоты. Однако разнообразные абиотические факторы, присутствующие в горной среде, усложняют установление строгой линейной зависимости между высотой и изменениями этих признаков. Определено, что участок на высоте 2687 м над уровнем моря, является наиболее близким к оптимальной высоте для популяции R. linearifolia, что может быть перспективным для будущего устойчивого управления экосистемой и потенциального внедрения этого ценного вида. Кроме того, результаты показывают, что повышенный стресс на больших высотах усиливает синтез вторичных антиоксидантных метаболитов, что может иметь значение для отбора растений для фармацевтического применения.

− Были проанализированы молекулярно-генетические особенности растений различных эколого-географических популяций R. linearifolia (Rhodiola kirilowii (Regel) Maxim.). Результаты анализа главных координат (PCoA) продемонстрировали генетическую дифференциацию среди различных экопопуляций R. linearifolia на основе профилирования ISSR (а) и iPBS (b).

 

− Фракционные и компонентные данные исследуемых видов Rheum показали, что компонентный состав Rheum tataricum L. является более насыщенным и богатым различными компонентами, чем Rheum turkestanicum.

− Результаты исследования средообразующих эдификаторов для растений рода Rheum Haloxylon aphyllum и Haloxylon persicum показали различные ключевые метаболические пути у этих видов, способствующие устойчивости к индукторам галлообразования. Выявлено, что у H. persicum задействован более широкий спектр биосинтетических путей, включая «жирные кислоты и их производные», «диалкиловые эфиры», «углеводы и их производные», «производные ароматических кислот», «фитостерины», «убихиноны (каротиноиды)» и «фенолы и терпеноиды». Разнообразный метаболический профиль H. persicum требует дальнейшего углубленного исследования для извлечения и изоляции биологически активных соединений с мощными антиоксидантными и инсектицидными свойствами, что имеет значительные перспективы для фармакологического и промышленного применения, а также для разработки инновационных инсектицидов, нацеленных на конкретных или множественных вредителей, способствуя экономической и экологической устойчивости.

− Согласно календарному плану на 2024 год определены пути синтеза биологически активных веществ (БАВ) в каллусной культуре Cistanche. Изучены влияния абиотических стрессоров на накопление БАВ в условиях in vitro.

− Проведено комплексное исследование эндемичного растения Euonymus koopmannii, включая микроразмножение, хранение in vitro и определены характеристики роста E. koopmannii в условиях медленного роста. Маркеры штрихкодирования для всех кандидатов соответствовали межвидовой генетической изменчивости видов Euonymus. Регион ITS и последовательности гена rbcL были пригодны для различения E. koopmannii от других видов на генетическом уровне. Эти результаты предоставляют фундаментальную полезную информацию для будущих биотехнологических и молекулярных исследований.

− Изучены цитофизиологические параметры, особенности роста и морфогенеза каллусов Artemisia rupestris L. и Rhaponticum serratuloides (Georgi.) Bobr;

− Определены экологическая и фитоценотическая структуры, ботанические особенности, морфометрические показатели Artemisia rupestris L. и Rhaponticum serratuloides (Georgi.) Bobr. ex situ, феноспектры изучаемых видов растений.

 

− Показано, что совместное действие регуляторов роста и освещения фитолампами приводило к стимуляции морфогенетических процессов в эксплантах селитрянки, что необходимо для регуляции роста микроклональных культур при низких концентрациях фитогормонов.

− Выявлено, что на этапе мультипликации растения селитрянки изученных микроклонов следует культивировать с использованием ламп, дающих теплый белый свет. Получено в культуре in vitro 600 микроклонов N. schoberi L. и 400 микроклонов N. sibirica Pall. Полученные результаты сравнительного анализа продемонстрировали информативность PMGC2060 как молекулярно-генетического маркера при идентификации представителей Nitraria.

 

− По результатам проведенного фитохимического и фармакотоксикологического исследования фитоэкстрактов на основе Rh. pamiricus, Rh. tataricum и Rh. cordatum оценены различные методы экстрагирования растительного сырья с различными растворителями. Установлено, что в корнях Rh. tataricum, собранного в с. Миялы из макроэлементов по количественному содержанию преобладает калий а в корнях Rh. tataricum, собранного в с. Бекбаты – кальций, в надземной части R. pamiricus по количественному содержанию доминируют марганец никель медь цинк и железо.

− Установлены оптимальные экстрагенты для исследуемых видов. Выявлены характерные превалирующие вещества для каждого из исследуемых видов.

− Доказано что экстракты корней Rh. cordatum проявляют антиоксидантную активность сопоставимую с БГА и БГТ и целом растительные экстракты продемонстрировали способность удалять свободные радикалы DPPH на уровне от 60% до 75%. Установлено то что корни Rh. cordatum L. содержат фенольные соединения которые играют ключевую роль в их антиоксидантной активности.

− При изучении локомоторной активности экспериментальных животных в тестах «открытое поле» и «приподнятый крестообразный лабиринт» в опыте хронической токсичности экстракта R. pamiricus и в лечении гипотиреоза отмечена положительная динамика общего состояния экспериментальных животных, получавших экстракт R. pamiricus в ориентировочно-исследовательской активности и эмоционально-двигательного поведения. У экстракта R. pamiricus в условиях моделирования гипотиреоза продемонстрировано наличие антигипотиреоидной активности.

− Проведено изучение антимикробной и антгельминтной активности комплексных растительных препаратов №1 и №2 на основе полыни горькой (Artemisia absinthum), полыни Лерха (Artemisia lerchiana), зверобоя (Hypericum perforatum), череды (Bidens tripartita), чистотела (Chelidonium majus) в различных соотношениях. Показано, что комплексные растительные препараты №1 и №2 обладают антимикробными и ранозаживляющими свойствами. После их применения общие клинические параметры организма животных, гематологические и биохимические показатели крови животных приходят в пределы нормы. Подтверждено, что комплексные растительные препараты №1 и №2 обладают антгельмтными свойствами против мониезий (Moniezia spp.) и стронгилят пищеварительного тракта овец (Strongylata spp.) при пероральном применении в in vivo критическом тесте, ингибируя развитие яиц и вызывая паралич личинок стронгилят пищеварительного тракта овец. При этом комплексный растительный препарат № 1 показал большую эффективность, чем комплексный растительный препарат № 2. Результаты in vitro тестов коррелируют с результатами, полученными в in vivo критическом тесте.

 

В первом квартале 2025 года

-Получены и проанализированы предварительные данные по распространению целевых видов растений (Cistance salsa, Rheum tataricum, Artemisia scoparia, Nitraria schoberi) на территории Прибалхашья по полевым и фондовым материалам. Составлен график и намечены маршруты экспедиционных выездов, охватывающих основные места произрастания целевых видов растений на территории Прибалхашья в 2025 году.

− Результаты климатического моделирования для исследуемых регионов представлены в виде ансамбля (34 модели) для ближайшей (2021-2040 гг.), среднесрочной (2041-2060 гг.) и долгосрочной (2081-2100 гг.) перспективы относительно 1850-1900 гг. Показано, что среднегодовые температуры к концу XXI века в Казахстане значительно (до 6 ⸰) повысятся по всем рассмотренным траекториям выбросов парниковых газов (ПГ). К середине текущего века это увеличение в среднем по Казахстану составит 7-8 % в зависимости от сценария выбросов ПГ, к концу века – в диапазоне 11-14 %.

− Выявлено, что по территории республики изменение в годовых суммах осадков неравномерное, минимальное увеличение ожидается на западе Казахстана – менее чем на 10 %, максимальное на юго-востоке – несколько более 20 %. Наибольшие увеличение среднего по Казахстану сезонного количества осадков можно ожидать в зимний период – к концу века на 20-35 %, весной на 13-16 %, осенью примерно на 7 %. В летний период ожидается неблагоприятный сценарий – в среднем по Казахстану уменьшение осадков на 12 %. Наименьшее увеличение сезонного количества осадков ожидается, как правило, на территории западных и южных районов, в летний сезон в этих регионах вероятно наибольшее сокращение количества осадков более, чем на 20 %

− Проанализирован метаболом различных экопопуляций Rhodiola linearifolia (R. kirilovii.), отобранных в естественных местообитаниях в горах Северного Тянь-Шаня (Кунгей, Заилийский и Кетмень) в пределах Кегенского, Талгарского и Уйгурского районов Алматинской области.

Метаболомные профили побегов R. linearifolia                             Метаболомные профили цветков R. linearifolia

из разных экопопуляций                                                                          из разных экопопуляций

 

− Выявлен наиболее разнообразный метаболомический спектр в экопопуляции BAU (БАО), которая продемонстрировала больший генетический полиморфизм. Обнаружены значительные различия в метаболомическом профиле растений из экопопуляции KET (хр. Кетмень), которая продемонстрировала заметную генетическую дивергенцию от других популяций. Исследована связь между метаболомными вариациями и генетическим полиморфизмом с использованием маркеров повтора простой последовательности (ISSR) и межпраймерного связывающего сайта (iPBS) и обнаружено несколько значимых положительных корреляций (r = 0,50–0,89). Были выявлены значимые генетические и метаболомные различия среди экопопуляций. Получено экспериментальное подтверждение того, что экопопуляции с более высоким генетическим полиморфизмом демонстрируют более разнообразный метаболомный профиль.

− С помощью ГХ-МС выявлены концентрации салидрозида (вверху) и эхинакозида в каллусных тканях Cistanhe deserticola в различных условиях культивирования. Получены результаты ВЭЖХ-МС на наличие фенилэтаноидных гликозидов (PhG) в образцах каллусов C. deserticola в сравнении с диким типом. 1-5 – Без элиситоров; 6 – Контроль (Столон); 7-18 – Солевой стресс; 19-29 – Без элиситоров; 30-39 – Солевой стресс; 40-42 – Без элиситоров; 43-57 – Холодовой стресс (+4℃); 58-78 –Тяжелые металлы (Cu(NO3)2 and CdCl2

 

− С помощью молекулярно-генетического анализа показаны различия видов цистанхе и подтверждена принадлежность растений цистанхе, собранных в пустыне «Бетпак дала» Южно-Казахстанской области к виду Cistanche deserticola. Использовано 100 сиквенсов из базы данных NCBI: 34 сиквенса Cistanche deserticola, 6 − Cistanche salsa, 15 − Cistanche tubulosa, 42−Cistanche tubulosa subsp. tubulosa и 3 − Cistanche sp. NA-2017d

 

 

 

 

 

Дендрограмма, построенная на основе данных анализа

нуклеотидных последовательностей спейсера psbA-trnH

хлоропластной ДНК цистанхе

− Получены микроклоны Nitraria L. с закрытой ризосферой. Показано, что микроклональные регенеранты селитрянки, адаптированные к нестерильным условиям на ионитнообменном субстрате, демонстрируют высокую жизнеспособность. Проводится анализ содержания БАВ в микроклонах.

− В отчетный период пределяли содержание фармакологически активных соединений в Artemisia rupestris L. и Rhaponticum serratuloides (Georgi.) Bobr. из интродуцируемых растений. Проводится хроматографическое разделение выделенной суммы экстрактивных веществ на индивидуальные компоненты для идентификации фармакологически активных соединений A. rupestris. Продолжается хроматографическое разделение экстракта и очистка образцов биологически активных сесквитерпеновых лактонов и стероидов Artemisia rupestris L. и Rh. Serratuloides.

− Были выделены и очищены два индивидуальных компонента Rheum turkestanicum. В данное время продолжаются работы по определению их детальной химической структуры и определению биологичесской активности.

− В рамках изучения фармакологических свойств экстракта на основе Rumex у белых крыс смоделирован аллоксан-индуцированный сахарный диабет 1 типа путём однократного внутрибрюшинного введения моногидрата аллоксана в дозе 150 мг/кг. Животные были разделены на контрольную, негативную и опытную группы. В последней применялся экстракт на основе растений рода Rumex (150 мг/кг). У животных с СД1 отмечалось статистически значимое повышение глюкозы крови, массы тела и ферментативных показателей, свидетельствующих о нарушении обмена веществ. Введение фитопрепарата способствовало нормализации уровней глюкозы, холестерина, АлТ, амилазы, инсулина и С-пептида. К 90-му дню наблюдалась положительная динамика массы тела и улучшение биохимических показателей. Полученные данные подтверждают сахароснижающий и метаболически корректирующий эффект экстракта Rumex на модели СД1.

− Проведена первая серия экспериментальных работ по моделированию гепатостеатоза и лечению с использованием экстрактов из растений рода Rheum. Биохимические исследования завершены, в настоящее время проводятся патоморфологические исследования.

− Продолжаются биохимические исследования, направленные на оценку острой и хронической токсичности, а также изучение фармакологических свойств экстрактов, полученных из представителей семейства Crassulaceae (Rhodiola kirilovii).

 

− Определено, что разработанные комплексные растительные препараты №1 и №2 не обладают токсическим действием, аллергизирующими и кожнорезорбтивными свойствами, не влияют отрицательно на общее состояние животных и другие показатели их клинического статуса, не оказывает вредного местного действия.

 

Публикации по Программе:

Монографии, учебные пособия, методические рекомендации:

Корбозова Н.К. Терлецкая Н.В., Кудрина Н.О. Rodiola semenovii Boriss — фармация үшін тиімді дәріліқ өсімдіқ.- Алматы:Қазақ университеті, 2024.-156 б.

 

Статьи в журналах, входящих в базы данных WOS и Scopus:

  1. Terletskaya N.V., Mamirova A., Ashimuly K., Vibe Y.P., Krekova, Y.A. Anatomical and Metabolome Features of Haloxylon aphyllum and Haloxylon persicum Elucidate the Resilience against Gall-Forming Insects// Int. J. Mol. Sci. 2024, 25, 4738 (Scopus. Cite Score- 7.8, Q1, процентиль-87%)
  2. Kali B., Bekkuzhina S., Tussipkan, D., Manabayeva, S. A first approach for the in vitro cultivation, storage, and DNA barcoding of the endangered endemic species Euonymus koopmannii. // Plants 2024, 13, 2174 (Scopus. Cite Score- 6.5, Q1, процентиль-86%)
  3. Yıldırım M., Er¸satır M., Poyraz S., Amangeldinova M., Kudrina N.O., Terletskaya N.V. Green extraction of plant materials using supercritical CO2: insights into methods, analysis, and bioactivity. // Plants 2024, 13, 2295 (Scopus. Cite Score- 6.5, Q1, процентиль-86%)

4 Terletskaya, N.V.; Erbay, M.; Mamirova, A.; Ashimuly, K.; Korbozova, N.K.; Zorbekova, A.N.; Kudrina, N.O.; Hoffmann, M.H. Altitude-Dependent Morphophysiological, Anatomical, and Metabolomic Adaptations in Rhodiola linearifolia Boriss. Plants 2024, 13, 2698. (Scopus. Cite Score- 6.5, Q1, процентиль-86%)

  1. Amangeldinova M, Ersatır M, Necip A, Yilmaz MA, Cimentepe M, Kudrina N, Terletskaya NV, Ozturk Cimentepe O and Yildirim M (2024) Simultaneous quantitative screening of 53 phytochemicals from Rheum tataricum L. roots: a comparative study of supercritical CO2, subcritical ethanol, and ultrasound-assisted extraction for enhanced antioxidant, antibacterial activities, and molecular docking study. Front. Plant Sci. 15:1513875. (Scopus. Cite Score- 7.3, Q1, процентиль-88%)
  2. Amangeldinova, M.; Ersatır, M.; Necip, A.; Cimentepe,M.; Kudrina, N.; Terletskaya, N.; Cimentepe, O.O.; Cakır, O.; Yilmaz, M.A.; Yildirim, M. GreenExtraction Strategies and Bioactivity of Rheum cordatum Losinsk: Antioxidant, Antimicrobial, and Molecular DockingInsights. Plants 2025, 14, 1071. (Scopus. Cite Score- 6.5, Q1, процентиль-86%)
  3. Ashimbayeva, M.; Szakonyi, Z.; Adekenov, S.M.; Szemerédi, N.; Spengler, G.; Le, T.M. Synthesis and Antiproliferative Effects of Grossheimin-Derived Aminoanalogues. Biomolecules 2025, 15, 578. (Scopus. Cite Score- 7.3, Q1, процентиль-88%)

 

Отечественные публикации

Статьи КОКСНВО

  1. Сембеков М.Т., Шаденова Е.А., Кайгермазова М.А., Ашикова Л.Б. , Джангалина Э.Д., Терлецкая Н.В. Ақтікен микроклонының өсуі және дамуына жарықтандыру әрекеттесуі жағдайында фитостимулятордың әсері // Izdenister Natigeler, 2024, 1(101), С.202-209

 

  1. Кармалиев Р.С., Нуржанова Ф. Х., Ертлеуова Б.О. Сидихов Б.М. Оценка антимикробных свойств лекарственных растений для разработки комплексного растительного препарата // Ғылым және білім. 2024. №1-1(74), С. 29-40.
  2. Adekenov S.M. Isoprenoids from Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin and Rhaponticum serratuloides (Georgi.) Bobr // International Journal of Biology and Chemistry, 2024, 17(1), P. 89-101.
  3. Shokan A.K., Yergozova D.M., Kobylina T.N., Kudrina N.O., Litvinenko Yu.A., Seitimova G.A., Kulmanov T.E., Terletskaya N.V., Zharkova I.M. Effect of the complex extract from Rumex plants on quantitative parameters of blood cells and bone marrow in vivo // International Journal of Biology and Chemistry, 2024, 17(1), P. 31-39.
  4. Терлецкая Н.В., Курманбаева М.С., Гемеджиева Н.Г., Каржаубекова Ж.Ж., Кудрина Н.O., Ербай, Кусмангазинов А.Б., Карабалаева Д.Э. Сomparative analysis of the anatomical and morphological features of Rheum tataricum L. plants from different ecopopulations // Вестник Казну им. Аль-Фараби. Серия. Экология 2024, №2 (79), С.127-134.
  5. Сальников В. Г., Полякова С. Е. Современные климатические особенности ареалов произрастания потенциально лекарственных растений // Климатология и метеорология, 2024, № 3, С.108-124.
  6. Сутула М.Ю., Губайдуллин Н.Н., Рахимжанова А.О., Манабаева Ш.А. Идентификация вторичных метаболитов методом газовой хроматографии с масс-спектроскопией в каллусных тканях Cistanche deserticola Y.C. MA // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. №.4, 2024, c. 21-39.  DOI: 10.11134/btp.4.2024.3
  7. Кармалиев Р.С., Нуржанова Ф. Х., Ертлеуова Б.О. Сидихов Б.М. Оценка антимикробных свойств лекарственных растений для разработки комплексного растительного препарата // Ғылым және білім. 2024. №1-1(74), С. 29-40.

 

Статьи в материалах международных конференций дальнего и ближнего зарубежья

  1. Отрадных И.Г., Съедина И.А., Рамазанова М.C. Эколого-ценотическая характеристика растительных сообществ с участием Rhodiola linearifolia (Crassulaceae) в горах Северного Тянь-Шаня // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии, 2024. – Т. 23, № 1.– С. 206–210. (статья)

 

  1. Кайгермазова М.А., Сембеков М.Т., Шаденова Е.А., Джангалина Э.Д., Терлецкая Н.В. Использование технологии микроклонального размножения Nitraria для получения БАВ // Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и практические проблемы физической и коллоидной химии и их инновационные решения» Наманган, 2024 г., С.114-116.

 

  1. Нашенов Ж.Б., Нашенова Г.З., Гемеджиева Н.Г. Оценка ресурсного потенциала некоторых видов рода Artemisia L. в Центральном Казахстане // Актуальные проблемы биологии и экологии: мат. Республиканской научно-практ. конф. (с международным участием): Караганда, изд-во КарГУ, 2025. – С. 24–28.

 

  1. Ербай М., Зорбекова А.Н. Шымбұлақ аумағындағы Rhodiola linearifolia өсімдігінің морфологиялық және физиологиялық сипаттамаларының биіктік бойынша өзгерісі // Spiraeanthus. 2024;(1):177-179. https://doi.org/10.71130/spir-2024-1-178-180

 

Статьи РИНЦ

  1. Гемеджиева Н. Г., Потехина А. Н., Терлецкая Н. В. Казахстанские виды рода Nitraria L.: состояние изученности и перспективы использования // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии, 2024. – Т. 23, № 2, c. 41-48. DOI: 10.14258/pbssm.2024060

 

Тезисы:

  1. Кайгермазова М.А., Сембеков М.Т., Шаденова Е.А., Джангалина Э.Д., Терлецкая Н.В. Использование технологии микроклонального размножения Nitraria для получения БАВ // Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и практические проблемы физической и коллоидной химии и их инновационные решения» Наманган, 2024 г., С.114-116.
  2. Салмухамбетова Ж.К., Димеева Л.А. Обзор полезных растений Северного Приаралья // Материалы междунар. научн.-практ. конф. «Сохранение биологического разнообразия и развитие сети особо охраняемых природных территорий», 26 февраля 2024 г., Костанай: КРУ им. А. Байтұрсынұлы, С.179-182.
  3. Terletskaya N.V., Kudrina N.O., Gemedzhiyeva N.G., Salnikov V.G. Strategy for conserving and developing medicinal and veterinary plant resources in Kazakhstan amid Climate Change // Materials International Conference on Medicinal Plants and Natural Drug Research (Almaty, Kazakhstan, 5-7 June 2024) – p.62.
  4. Terletskaya N.V., Khapilina O.N., Erbay M., Turzhanova A.S. Genetic Adaptation Strategies of Rhodiola linearifolia plants from various ecological and geographical populations // Proceedings of International Conference on Plant Biology and Biotechnology (ICPBB 2024) (June 3-6, 2024, Almaty, Kazakhstan) – p. 53.
  5. Medimanova D.M., Amangeldinova M.E., Litvinenko Y.A., Kudrina N.O. Comparative stagy of high-quuality indicators of the subterranean sectionsof various species 0f the genus Rheum L. // Materials International Conference on Medicinal Plants and Natural Drug Research (Almaty, Kazakhstan, 5-7 June 2024) – p.97.
  6. Bekkuzhina S.S., Rakhimzhanova A.O. Manabayeva S.A. The proliferative capacity of cistanche deserticola in cell culture and the analysis of the quantitative content of biologically active substances // Proceedings of International Conference on Plant Biology and Biotechnology (ICPBB 2024) (June 3-6, 2024, Almaty, Kazakhstan) – p. 53. – p.147.
  7. Amangeldinova M.E., Kobylina T.N., Yergozova D.M. Pharmacotoxicological study of polyphenolic complexes of Rheum tataricum L. growing in Kazakhstan: analysis of safety and therapeutic potential // Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Фараби Әлемі» Алматы, Казахстан, 4-6 апреля 2024 года, с.145.
  8. Terletskaya N. Environmental Stresses and Plant Metabolome//Virtual Book of World Congress Advances in Plant Science and Plant Biology. Peers Alley Media, P.34-35.

 

Объекты интеллектуальной собственности:

  1. Шаденова Е.А., Кайгермазова М.А., Терлецкая Н.В., Ашикова Л.Б. , Джангалина Э.Д., Сембеков М.Т. Способ микроразмножения селитрянки Шобера (Nitraria schoberi L.) и селитрянки сибирской (Nitraria sibirica Pall.) путем прямой регенерации. Патент на полезную модель № 9268 от 21.06.2024 г.
  2. Полякова С.Е., Сальников В.Г. Климатические особенности ареалов произрастания потенциально лекарственных растений Казахстана // Свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом. № 48883 от 7 августа 2024 г.
  3. Рыбаков И.А., Гемеджиева Н.Г., Ситпаева Г.Т., Нашенов Ж.Б., Нашенова Г.З., Ивлев В.И., Салмуханбетова Ж.Қ. Свидетельство о внесении сведений в Государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторских правом № 54089 от «31» января 2025 года на серию карт выявленных в 2024 году местонахождений экопопуляций и мест потенциальной заготовки видов рода Artemisia L. на территории Северного Приаралья, Центрального, Северного и Юго-Восточного Казахстана.