Während seiner Zeit in Kasachstan nahm Markelow, der russischer Abstammung ist, auch die kasachische Staatsbürgerschaft an und ist seither für die Kasachische Eishockeynationalmannschaft spielberecht. Er nahm für sein neues Heimatland erstmals an der Weltmeisterschaft 2016 in der Top-Division teil, konnte mit den Kasachen aber die Klasse nicht halten, so dass er mit seinem Team 2017 in der Division I ntrat. Zudem vertrat er Kasachstan bei der Olympiaqualifikation für die Winterspiele 2018 in Pyeongchang.