СОЗДАНИЕ С ПОМОЩЬЮ ДНК-МАРКЕРОВ НОВЫХ ГЕНОТИПОВ РИСА, ТОЛЕРАНТНЫХ К ДЛИТЕЛЬНОМУ ЗАТОПЛЕНИЮ ВОДОЙ

Елена Викторовна Дубина; Сергей Александрович Лесняк; Сергей Валентинович Гаркуша; Юлия Александровна Макуха; Арина Александровна Кутищева

doi:10.31857/2500-2082/2023/3/19-23

Елена Викторовна Дубина, доктор биологических наук, ORCID: 0000-0002-8010-0137 ФГБНУ «Федеральный научный центр риса», ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина»
Сергей Александрович Лесняк, аспирант, ORCID: 0000-0002-7273-2716 ФГБНУ «Федеральный научный центр риса»
Сергей Валентинович Гаркуша, доктор сельскохозяйственных наук, ORCID: 0000-0002-3974-9153 ФГБНУ «Федеральный научный центр риса», ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина»
Юлия Александровна Макуха, аспирант, ORCID: 0000-0003-3770-0783 ФГБНУ «Федеральный научный центр риса»
Арина Александровна Кутищева ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина»

DOI: https://doi.org/10.31857/2500-2082/2023/3/19-23

Аннотация

Цель работы – поиск информативных молекулярных маркеров для идентификации гена Sub1A в селекционном материале риса. Проведены исследования по выявлению специализированных ДНК-маркерных систем, обеспечивающих четкий контроль наследования целевого локуса по признаку толерантности к длительному затоплению водой, как фактору борьбы с сорными растениями. Из исследуемого набора микросателлитных маркеров (13 SSR) высокую эффективность в выявлении полиморфизма между сортами-донорами и сортами отечественной селекции показали RM 7481 и PrC3. На их основе проанализирована ДНК полученных гибридных растений риса сегрегирующей F₂популяции на данный признак и выполнен лабораторный экспресс-метод для оценки по фенотипу. При проведении статистического анализа установлено, что оба SSR-маркера сонаследуемы с признаком толерантности к длительному затоплению и на их основе отобраны растения, имеющие в генотипе целевой ген в гомозиготном состоянии, которые переданы в селекционный процесс для изучения по морфометрическим характеристикам и хозяйственно ценным признакам.

Литература

1. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 4-е, перераб. и доп. M: Колос, 1979. 416 с.
2. Дубина Е.Β., Шилοвский Β.Η., Κοстылев Π.И. и др. Γен Sub1A в селекции риса на тοлерантнοсть к затοплению, как фактοр бοрьбы с сοрными растениями // Рисоводство. 2017. № 2. С. 20-26.
3. Лось Г.Д. Перспективный способ гибридизации риса Сельскохозяйственная биология // Сельскохозяйственная биология. 1987. №12. С. 15-17.
4. Практическое руководство по интенсивной технологии возделывания риса в Краснодарском крае. Краснодар, 1986. 38 с.
5. Скаженник Μ.Α., Βοрοбьёв Η.Β., Дοсеева Ο.Α. Μетοды физиοлοгических исследοваний в рисοвοдстве. Краснодар: ARRRI, 2009. 23 с.
6. Catling H.D. Rice in deep water. International Rice Research Institute, Manila, Philippines. Macmillan, London, 1992. 542 с.
7. Dubina E.V., Alabushev A.V., Kostylev P.I. et al. Introduction of the Sub1 gene into the Russian rice varieties using the polymerase chain reaction (PCR) methods African Journ. of Agricult. Res. 2018; 13 (48): 2757-2762. DOI: 10.5897/AJAR2018.13563.
8. Fukao T., Yeung El., and Bailey-Serres J. The submergence tolerance regulator sub1a mediates crosstalk between submergence and drought tolerance in rice. The Plant Cell. 2011. V. 23. P. 412–427.
9. Hattori Y., Nagai K., Furukawa S. et al. The ethylene response factors Snorkel1 and Snorkel2 allow rice to adapt to deep water. Nature. 2009; 460: 1026-1031.
10. Jena K.K., Moon H.P., Mackill D.J. Marker assisted selection – a new paradigm in plant breeding. Korean J. Breed. 2003; 35: 133-140.
11. Mackill D.J., Ni J. Molecular mapping and marker-assisted selection for major-gene traits in rice. Rice genetic. Proceeding of the fourth international rice genetic symposium. Los Banos, 2001. Р. 137-151.
12. Murray M.G. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA. Genomt. 1980; 40:379-378.
13. Sano Y., Katsumata M., Okuno K. Genetic studies of speciation in cultivated rice. Inter-and intraspecific differentiation in the waxy gene expression of rice. Euphytica. 1986; 35 (1): 1-9.
14. Septiningsih E.M., Kretzschmar Τ. Anaerobic germination-tolerant plants and related materials and methods. 2015. WO 2015087282 A1.
15. Steffens B., Wang J., Sauter M. Interactions between ethylene, gibberellin and abscisic acid regulate emergence and growth rate of adventitious roots in deepwater rice. Planta. 2006; 5: 604-612.
16. Suh J.P, Jeung J.U., Lee J.I. et al. Identification and analysis of QTLs controlling cold tolerance at the reproductive stage and validation of effective QTLs in cold-tolerant genotypes of rice (Oryza sativa L.). Theor, and Appl. Genetics. 2009; 120: 985-995.
17. Vergara B.S., Jackson M.B., De Datta S.K. Deepwater rice and its response to deep-water stress. In: Climate and Rice. International Rice Research Institute, Los Banos, Philippines, 1976. С. 301.
18. Xu K., Xu X., Ronald P.C. and Mackill D.J. A high-resolution linkage map in the vicinity of the rice submergence tolerance locus Sub1. Mol. Gen. Genet. 2000; 263: 681-689.
19. Yoko Hattori, Keisuke Nagai and Motoyuki Ashikari. Rice growth adapting to deepwater / Current Opinion in Plant Biology 2011, 14:100–105. DOI 10.1016/j.pbi.2010.09.008