Значение эталонных геномов для сохранения видов - национальных символов Казахстана: на примере каспийского тюленя и тюльпана Грейга

В этой статье представлен потенциал технологий секвенирования третьего поколения (TGS) для поддержки усилий по сохранению биоразнообразия в Казахстане. Мы фокусируемся на двух знаковых видах - Pusa caspica (каспийский тюлень) и Tulipa greigii, которые оба находятся под угрозой сохранения и не имеют комплексных геномных ресурсов. В этом мини-обзоре подчеркивается преобразующая роль секвенирования третьего поколения (TGS) в сохранении биоразнообразия, используя Казахстан в качестве примера. Мы не ставим своей целью систематическое сравнение технологий секвенирования или исчерпывающую каталогизацию всех доступных геномных данных. Вместо этого мы обсуждаем, как высококачественные референтные геномы без пробелов, полученные с использованием платформ TGS, таких как PacBio HiFi и Oxford Nanopore, представляют собой эффективный инструмент для усилий по сохранению видов, предоставляя ценную информацию для оценки геномного здоровья популяции и для идентификации генов, связанных с адаптацией и устойчивостью к болезням. Наконец, мы предлагаем расширить этот подход, включив в него дополнительные виды национального значения, такие как сайгак, собаки тазы и тобет, а также розовый фламинго, в рамках национальной инициативы по геномному биоразнообразию.

1. Almerekova, S. et al. (2024) ‘Comparative analysis of plastome sequences of seven tulipa L. (Liliaceae Juss.) species from section Kolpakowskianae RAAMSD. Ex Zonn and VELDK. ’, International Journal o f Molecular Sciences, 25(14), p. 7874. doi:10.3390/ijms25147874.

2. Almerekova, S., Yermagambetova, M., Ivashchenko, A., Abugalieva, S., & Turuspekov, Y. (2024). Assessment of Complete Plastid Genome Sequences of Tulipa alberti Regel and Tulipa greigii Regel Species from Kazakhstan. Genes, 15(11), 1447. https://doi.org/10.3390/genes151n447

3. Caspian seal genome: Joint research between Caier and Kaust (2025) Главная - ЦАИЭИ. Available at:https://asianecology.kz/news_eng/tpost/nx2bigjpz1-caspian-seal-genome-joint-research-betwe (Accessed: 14 May 2025).

4. Cui, T. et al. (2023) ‘Chromosome-level genome assembly and population genomic analysis provide novel insights into the immunity and evolution of Sogatella furcifera’, Genomics, 115(6), p. 110729. doi:10.1016/j.ygeno.2023.110729.

5. Dussex, N., van derValk, T., Morales, H.E., Wheat, C.W., Díez-del-Molmo, D. & Allentoft, M.E., 2021. Population genomics of the critically endangered kakapo. Cell Genomics, 1(1), p.100002. DOI: 10.1016/j.xgen.2021.100002

6. Ferrette, B.L. et al. (2023) ‘Seascape genomics and phylogeography of the sailfish (istiophorus platypterus) ’, Genome Biology and Evolution, 15(4). doi:10.1093/gbe/evad042.

7. Formenti, G. et al. (2022) ‘The era of reference genomes in conservation genomics’, Trends in Ecology & Evolution, 37(3), pp. 197-202. doi:10.1016/j.tree.2021.11.008.

8. Gadzhiev, A. et al. (2024) ‘Pinnipeds and avian influenza: A global timeline and review of research on the impact of highly pathogenic avian influenza on pinniped populations with particular reference to the endangered Caspian seal (Pusa CASPICA)’, Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 14. doi:10.3389/fcimb.2024.1325977.

9. Gomes-dos-Santos, Andre, Elsa Froufe, Viatcheslav V. Rozhnov, Ivan Bolotov, Ilya G. Meschersky, Sergey I. Meschersky, Maria A. Solovyeva, Fedor V. Klimov, L. Filipe C. Castro, and Manuel Lopes-Lima. 2025. “The Complete Genome Sequence of the Caspian Seal Pusa Caspica (Gmelin, 1788).” Biodiversity Genomes, March. https://doi.org/10.56179/001c.133591.

10. Hogg, C.J., Ottewell, K., Latch, P., Rossetto, M., Biggs, J., Gilbert, A., Richmond, S. & Belov, K., 2022. Threatened Species Initiative: Empowering conservation action using genomic resources. Proceedings o f the National Academy o f Sciences o f the United States o f America, 119(4), e2115643118. https://doi.org/10.1073/pnas.2115643118

11. Huddart, J.E.A., Crawford, A.J., Luna-Tapia, A.L., Restrepo, S., & Di Palma, F. (2022). EBP-Colombia and the bioeconomy: Genomics in the service of biodiversity conservation and sustainable development. Proceedings o f the National Academy o f Sciences o f the United States o f America, 119(4), e2115641119.

12. Karamendin, K. et al. (2024) ‘Viral metagenomic survey of Caspian seals’, Frontiers in Veterinary Science, 11. doi:10.3389/fvets.2024.1461135.

13. Kolora, S.R.R., Randhawa, H., Deisseroth, A., Mukherjee, S., Phuong, M.A., Paten, B. & Lewin, H.A., 2021. Origins and evolution of extreme life span in Pacific Ocean rockfishes. Science, 374(6571), pp.842¬ 847. DOI: 10.1126/science.abg5332

14. Lewin, H.A. et al. (2022) ‘The Earth Biogenome Project 2020: Starting the Clock’, Proceedings o f the National Academy o f Sciences, 119(4). doi:10.1073/pnas.2115635118.

15. Marx, V. (2023) ‘Method of the year: Long-read sequencing’, Nature Methods, 20(1), pp. 6-11. doi:10.1038/s41592-022-01730-w.

16. Mu, W. et al. (2025) ‘The haplotype-resolved T2T genome for bauhinia x blakeana sheds light on the genetic basis of flower heterosis’, GigaScience, 14. doi:10.1093/gigascience/giaf044.

17. Namroodi, S. et al. (2018) ‘Frequency of exposure of endangered Caspian seals to canine distemper virus, Leptospira interrogans, and Toxoplasma gondii’, PLOS ONE, 13(4). doi:10.1371/journal.pone.0196070.

18. Kathrine Torday Gulden (2023) Transnational collaboration to save the caspian seal - NIBIO, Nibio EN. Available at: https://www.nibio.no/en/news/transnational-collaboration-to-save-the-caspian-seal (Accessed: 14 May 2025).

19. Theissinger, K. et al. (2023) ‘How genomics can help biodiversity conservation’, Trends in Genetics, 39(7), pp. 545-559. doi:10.1016/j.tig.2023.01.005.

20. Tussipkan, D., Shevtsov, V., Ramazanova, M., Rakhimzhanova, A., Shevtsov, A., & Manabayeva, S. (2024). Kazakhstan tulips: Comparative analysis of complete chloroplast genomes of four local and 1433253. https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1433253

21. Zuccolo, A. et al. (2023) ‘The Gyrfalcon (falco rusticolus) genome’, G3: Genes, Genomes, Genetics, 13(3). doi:10.1093/g3journal/jkad001.

22. ‘Pusa Caspica: Goodman, S. & Dmitrieva, L.’ (2015) IUCN Red List o f Threatened Species [Preprint]. doi:10.2305/iucn.uk.2016-1.rlts.t41669a45230700.en.