В настоящее время во всем мире проблема засолённых почв относятся к числу широко распространенного фактора. Положение усугубляется тем, что ежегодно значительные площади сельскохозяйственных угодий вторично засоляются. Один из важнейших факторов, который может обусловить эффективное использование засоленных земель, – это создание высокоустойчивых к засолению сортов и гибридов возделываемых растений, в частности риса. Рис (Oryza sativa L.) является ценной пищевой и сельскохозяйственной культурой (Черткова и др., 2024; Jena, Kim, 2020; Kuang et al., 2021; Phukan et al., 2024). В России рис выращивают на севере его мирового ареала на площади около 207 тыс. га. В Ростовской области проблема хлоридного засоления почв также актуальна.
Растения риса относятся к числу чувствительных к засолению культур, особенно на ранних вегетативных и поздних репродуктивных стадиях развития (Ganie et al., 2019; Жоголева и др., 2021; Singh et al., 2021; Yin et al., 2022). Засоленные почвы ограничивают поглощение корнями риса H2O, что в свою очередь, приводит к торможению в тканях физиологических процессов, к накоплению в них ионов натрия (Na+) и хлора (Cl-), к нарушению баланса натрия и калия (Na+/K+) в клетках и в конечном итоге к замедлению всех ростовых процессов (Horie et al., 2012; Харитонов, Гончарова, 2013). Засоление оказывает негативное влияние на урожайность риса за счет уменьшения длины метелки, корней, листьев и увеличения количества стерильных цветков (Waziri et al., 2016).
Эффективным способом использования засоленных земель является выращивание на них высокоустойчивых к засолению сортов и гибридов риса. (Харитонов, Гончарова, 2010; Жоголева и др., 2021). Внедрение молекулярно–генетических методов в классическую селекцию существенно оптимизирует процедуру получения и сокращает сроки выведения новых сортов риса устойчивых к данному абиотическому стресс-фактору (Oladosu et al., 2020; Haque et al., 2022; Лесняк и др., 2021). Устойчивость к хлоридному засолению у растений риса является многофакторным количественным признаком, который контролируется более 50 генами (Ali et al., 2014; Азарин и др., 2016; Yin et al., 2022).
В настоящее время благодаря молекулярно–генетическим исследованиям идентифицировано около 80 QTL, которые контролируют признак солеустойчивости у растений риса, из них наиболее эффективными являются гены SKC1 и SNC, расположенные в первой группе сцепления (рис. 1) (Zhu et al., 2005; Mardani, 2014).
Рис. 1 — Локализация генов SKC1 и SNC на 1–й хромосоме риса (Bonilla et al., 2002; Thomson et al., 2010).
Ген SKC1 обеспечивает баланс калия (K+) в побегах солеустойчивого риса, при воздействии стресса, а ген SNC контролирует концентрацию натрия (Na+) в побегах растения (Pareek, 2009; Pandit et al., 2010; Ju et al., 2022).
На данный момент общеизвестны зарубежные сорта–доноры солеустойчивости: Pokkali, Nova Bokra, Moroberikan, Bhura Ratha, IR86385-117-3-1-B, IR86385-248-1-B, IR86385-111-1-1-B, IR86385-87-1-1-B, IR74099-3R-3-3, FL–478 и др. Недостатком культивирования этих сортов в агроклиматической зоне Ростовской области является позднеспелость, т.к. они чувствительны к фотопериоду. В связи с этим для передачи генов солеустойчивости сорта–доноры включили в скрещивания с отечественными высокоурожайными скороспелыми сортами. Исходя из этого, целью исследования является отбор с применением SSR–маркеров линий риса гибридного происхождения с генами солеустойчивости SKC1, SNC и оценка их по комплексу хозяйственно ценных признаков.
Материалы и методы
Объектом исследования служили 99 линий риса гибридного происхождения F5 поколения, полученных в результате скрещивания зарубежных солеустойчивых сортов IR527132B-8-2B-1-2, IR74099-3R-3-3, IR86385-87-1-1-B, IR86385-111-1-1-B, IR86385-117-3-1-B, IR86385-248-1-B, FL-478, Pokkali (Института сельскохозяйственной генетики, Вьетнам (AGI)) и отечественных высокоурожайных скороспелых сортов Контакт, Боярин (ФГБНУ «АНЦ «Донской») и Новатор (ФГБНУ «ФНЦ риса). Родительские сорта и гибриды выращивали на полях лаборатории селекции и семеноводства риса ОП «Пролетарское» ФГБНУ «АНЦ «Донской» в г. Пролетарске (Ростовская область).
Молекулярно–генетические исследования проводили в Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ЮФУ. ДНК экстрагировали из высечек молодых листьев СТАВ–методом (Маркин и др., 2006). Количество и качество выделенной ДНК оценивали на спектрофотометре (Implen Nanophotometr NP80, Германия). ПЦР–анализ проводили в термоциклере Rotor–Gene 6000 (Corbett Research, Австралия). Оптимальный режим ПЦР для праймеров –35 циклов длительностью от 30 мин до 2 ч. Длину ампликона определяли в 2 % агарозном геле с добавлением бромистого этидия (1 мкг/мл). Гель фотодокументировали в трансиллюминаторе под УФ–светом с помощью видеосистемы GelDoc 2000 (BioRad, США).
По данным литературы и базы данных www.ncbi.nih.gov[1] были отобраны SSR–маркеры генов устойчивости риса к хлоридному засолению (Жоголева и др., 2021; Лесняк и др., 2021). Праймеры синтезированы ЗАО «Евроген» (г. Москва). Последовательности представлены в таблице 1.
Таблица 1 — SSR–маркеры генов SKC1 и SNC, ассоциированные с признаком устойчивости риса к хлоридному засолению
|
Ген |
Маркер |
Последовательность (5'-3') |
Размер ампликона, пн |
|
SKC1 |
DQ148410F* |
ACGACGACGAGGCTACTGAT |
170 |
|
DQ148410R* |
GTCGAGACGACGGTGAAGAT |
||
|
RM327 F |
CTACTCCTCTGTCCCTCCTCTC |
213 |
|
|
RM327 R |
CCAGCTAGACACAATCGAGC |
||
|
RM514 F |
AGATTGATCTCCCATTCCCC |
259 |
|
|
RM514 R |
CACGAGCATATTACTAGTGG |
||
|
SNC |
qSNC3F* |
CCTTGCTGTTATTGCTC |
200 |
|
qSNC3R* |
GAGGAGGGGCGAAGATTGA |
||
|
RM307 F |
GTACTACCGACCTACCGTTCAC |
174 |
|
|
RM307 R |
CTGCTATGCATGAACTGCTC |
||
|
RM122 F |
GAGTCGATGTAATGTCATCAGTGC |
227 |
|
|
RM122 R |
CTGCTATGCATGAACTGCTC |
Примечание: * – информативные SSR–маркеры выделенные по результатам настоящего исследования
Солеустойчивость изученных сортов и линий гибридного происхождения определяли лабораторным методом, т.е. проводили проращивание зерен риса в растворах NaCl в концентрациях 1,0 % и 1,5 %. Для этого воздушно–сухие семена замачивали в воде, в течение 12 часов, и после помещали их в сосуды при этих концентрациях NaCl. Повторность 3–х кратная. После 14 суток эксперимента измеряли длину корней и ростков, а также определяли всхожесть (Костылев, Кудашкина, 2019).
Фенологические наблюдения и оценку по хозяйственно ценным признакам проводили по методическим указаниям ВИР и классификатору рода Oryza L (1982). Определяли продолжительность вегетационного периода, высоту растений и длину метелок, подсчитывали количество зерен в 1 метелке и массу 1000 зерен. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы Excel пакета Microsoft Office и STATISTICA 6, рассчитывали показатели стандартного отклонения выборки и частоту рекомбинации.
Результаты исследования и их обсуждение. В ходе исследования родительских и гибридных линий риса на наличие интродуцированных аллелей генов устойчивости к хлоридному засолению было оценено 6 пар SSR-маркеров, из них 3 пары гена SKC1 и 3 пары гена SNC. SSR-анализ показал следующие результаты, представленные на рисунках 2 и 3.
При скрещивании солеустойчивого зарубежного сорта IR52713-2B-8-2B-1-2 с отечественным высокопродуктивным сортом Новатор доминантная аллель гена SKC1 была идентифицирована у сорта–донора дорожка №1, а также у гибридных линий № 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20 (рис. 2).
Рис. 2 – Электрофореграмма продуктов амплификации геномной ДНК гибридов риса с маркером DQ148410 (ген SKC1)
М–маркер молекулярного веса (100–1000 пн); №1 – IR52713-2B-8-2B-1-2 (положительный контроль); №2 – Новатор (отрицательный контроль); №3 –22 – исследуемые линии риса IR52713-2B-8-2B-1-2 х Новатор; №3 – 3137; №4 – 3143; №5 – 3177; №6 – 3181; №7 – 3192; №8 – 3194; №9 – 3198; №10 –3212; №11 – 1657; №13 – 4383; №14 – 4448; №15 – 2776; №17 – 1964; №18 –1961; №19 – 1658; №20 – 1958 – с геном SKC1
Частота рекомбинации между маркером DQ148410 и геном SKC1 составила 1,5 % (т.е. 1,5 сМ), что свидетельствует о довольно тесном сцеплении маркера с геном солеустойчивости.
Доминантную аллель гена SNC идентифицировали у зарубежного сорта №2 (IR86385-87-1-1-В), а также у гибридных линий №3, 5, 10, 21, 22, 23. Остальные образцы унаследовали рецессивную аллель от отечественного сорта №1 – Новатор (рис. 3). Частота рекомбинации маркера qSNC с геном SNC составила 1,4 % (т.е. 1,4 сМ).
Рис. 3 – Электрофореграмма продуктов амплификации геномной ДНК гибридов риса с маркером qSNC (ген SNC)
М–маркер молекулярного веса (50–1000 пн); №1 – Новатор (отрицательный контроль); №2 – IR86385-87-1-1-В (положительный контроль); №3–23 – исследуемые линии риса IR86385-87-1-1-В х Новатор; №3 – 2010; №5 – 1959; №10 – 2519; №21 – 1963; №22 – 1962; №23 – 2775 – с геном SNC
В результате SSR–анализа были отобраны 25 гибридных линий риса с доминантными аллелями генов SKC1 в количестве 19 шт. и SNC – 6 шт., ассоциированных с устойчивостью к хлоридному засолению, что составляет 25,3 % от общего количества изученных комбинаций.
На следующем этапе исследования провели определение устойчивости к хлоридному засолению родительских и гибридных линий риса. Результаты тестирования представлены в таблице 2 и 3.
Таблица 2 – Показатели длины ростков и корней через 14 дней прорастания в условиях хлоридного засоления (1,0 % NaCl)
|
№ |
Название комбинации |
Длина ростка, см |
Длина корня, см |
||||
|
Контр. |
Опыт |
О/К, % |
Контр. |
Опыт |
О/К, % |
||
|
1 |
Контакт |
8,4±1,2 |
3,4±1,3 |
40,5 |
9,6±1,7 |
2,9±1,3 |
30,2 |
|
2 |
Новатор |
8,1±1,2 |
3,3±1,4 |
39,5 |
10,2±2,1 |
3,1±1,2 |
30,4 |
|
3 |
Боярин |
9,7±2,3 |
3,5±1,3 |
36,1 |
11,1±1,9 |
3,2±1,1 |
28,8 |
|
4 |
R17(IR86385) |
10,8±1,8 |
6,0±1,3 |
55,6 |
10,9±1,5 |
3,6±2,1 |
33,0 |
|
5 |
IR527132B |
9,9±1,9 |
6,6±1,2 |
66,7 |
10,2±1,4 |
3,5±2,2 |
34,3 |
|
6 |
IR74099 |
12,7±1,6 |
5,7±1,2 |
44,9 |
11,9±1,7 |
3,4±2,1 |
28,6 |
|
7 |
FL-478 |
11,9±1,4 |
6,9±1,4 |
58,0 |
11,4±1,6 |
3,4±2,1 |
29,8 |
|
1643 |
(IR52713 х Новатор) х Контакт |
9,6±1,8 |
4,3±1,3 |
44,8 |
8,6±1,2 |
2,5±1,1 |
29,1 |
|
1642 |
(IR52713 x Новатор) х Контакт |
9,2±1,4 |
2,4±1,3 |
26,1 |
10,2±2,3 |
1,1±0,5 |
10,8 |
|
1644 |
(IR52713 x Новатор) х Айсберг |
8,1±1,7 |
3,2±1,3 |
39,5 |
12,9±2,5 |
3,2±2,1 |
24,8 |
|
1645 |
(IR52713 x Новатор) х Айсберг |
9,6±1,8 |
3,1±1,3 |
32,3 |
8,6±1,2 |
2,2±1,1 |
25,6 |
|
1646 |
(NSIC Rc106 х Новатор) х (BR-11 х Новатор) |
10,4±1,8 |
3,2±1,4 |
30,8 |
12,5±3,0 |
2,3±1,2 |
18,4 |
|
1647 |
(NSIC Rc106 х Новатор) х (BR-11 х Новатор) |
10,0±1,3 |
5,0±1,4 |
50,0 |
8,6±1,6 |
3,5±2,1 |
40,7 |
|
1648 |
(NSIC Rc106 х Новатор) х (BR-11 х Новатор) |
10,1±1,0 |
2,3±1,4 |
22,8 |
8,7±1,6 |
2,1±1,2 |
24,1 |
|
1650 |
(NSIC Rc106 х Новатор) х (BR-11 х Новатор) |
11,2±1,0 |
4,6±1,8 |
41,1 |
9,8±2,7 |
3,3±2,2 |
33,7 |
|
1670 |
BRRY dhan47х Контакт |
9,0±1,8 |
2,6±1,7 |
28,9 |
8,2±3,9 |
1,9±1,2 |
23,2 |
|
1954 |
FL-478 x Контакт |
10,6±1,9 |
4,5±1,3 |
42,5 |
9,0±1,0 |
3,2±2,1 |
35,6 |
|
1955 |
IR74099 x Контакт |
9,2±1,6 |
2,8±1,4 |
30,4 |
8,1±1,2 |
2,3±1,2 |
28,4 |
Продолжение таблицы 2
|
1956 |
IR74099 x Контакт |
10,1±1,7 |
6,7±1,2 |
66,3 |
8,7±1,3 |
3,3±2,2 |
37,9 |
|
1957 |
IR74099 x Контакт |
8,7±1,0 |
5,5±1,3 |
63,2 |
8,5±1,9 |
4,2±2,1 |
49,4 |
|
1958 |
(IR52713 x Новатор) х Контакт |
9,8±1,4 |
2,8±1,5 |
28,6 |
8,6±2,1 |
1,2±0,9 |
14,0 |
|
1961 |
(IR52713 x Новатор) х Контакт |
9,1±2,8 |
4,6±1,6 |
50,5 |
8,8±2,9 |
3,2±1,4 |
36,4 |
|
1964 |
(IR52713 x Новатор) х Контакт |
8,3±0,9 |
4,3±1,6 |
51,8 |
8,3±1,4 |
3,2±1,2 |
38,6 |
|
2085 |
(IR74099 х Новатор) х К2495 |
8,9±2,3 |
4,5±1,3 |
50,6 |
8,6±1,6 |
3,3±1,3 |
38,4 |
|
2361 |
R17(IR86385) х Боярин |
8,6±1,8 |
4,4±1,7 |
51,2 |
10,7±2,7 |
3,2±1,1 |
29,9 |
|
2362 |
R20(IR86385) х Контакт |
9,7±1,3 |
5,9±1,3 |
60,8 |
8,5±1,7 |
4,4±2,1 |
51,8 |
|
2363 |
R20(IR86385) х Контакт |
9,3±2,0 |
5,1±1,4 |
54,8 |
10,2±2,0 |
4,1±1,8 |
40,2 |
|
2364 |
R21(IR86385) х Контакт |
8,7±1,7 |
2,6±1,6 |
29,9 |
9,1±1,6 |
1,1±0,5 |
12,1 |
|
2365 |
R21(IR86385) х Контакт |
9,8±2,1 |
2,7±1,5 |
27,6 |
8,9±2,0 |
1,1±0,5 |
12,4 |
|
2366 |
R21(IR86385) х Контакт |
8,8±1,1 |
2,8±1,3 |
31,8 |
8,8±1,2 |
1,2±0,5 |
13,6 |
|
2367 |
R26(IR86385) х Контакт |
8,3±2,4 |
2,4±1,8 |
28,9 |
8,8±2,4 |
1,1±0,4 |
12,9 |
|
2491 |
OM Saltol Т35 х Боярин |
8,7±2,0 |
2,5±1,4 |
28,7 |
10,8±3,0 |
1,1±0,4 |
10,2 |
|
2517 |
FL-478 х Контакт |
9,6±1,7 |
4,9±1,4 |
51,0 |
11,9±3,1 |
3,4±2,1 |
28,6 |
|
2518 |
FL-478 х Контакт |
11,6±2,5 |
4,5±1,3 |
38,8 |
10,1±2,5 |
3,3±2,2 |
32,7 |
|
2521 |
FL-478 х Контакт |
9,0±2,0 |
5,8±1,5 |
64,4 |
9,2±2,7 |
4,3±2,1 |
46,7 |
|
2522 |
FL-478 х Контакт |
10,1±1,4 |
4,5±1,7 |
44,6 |
10,0±2,0 |
3,2±2,1 |
32,0 |
|
2525 |
(Pokkali х Новатор) х Аметист |
10,7±2,1 |
5,3±1,7 |
49,5 |
8,9±2,3 |
4,3±2,1 |
48,3 |
|
2723 |
(Pokkali х Новатор) х Аметист |
10,6±2,1 |
4,7±1,5 |
44,3 |
10,6±2,3 |
4,4±1,9 |
41,5 |
|
2767 |
IR74099 х Новатор |
11,1±1,1 |
6,1±1,8 |
55,0 |
8,5±1,4 |
4,6±2,2 |
54,1 |
|
2769 |
IR74099 х Новатор |
8,0±1,7 |
2,2±1,5 |
27,5 |
9,4±1,7 |
1,1±0,5 |
11,7 |
|
2770 |
IR74099 х Новатор |
9,4±0,9 |
4,8±1,4 |
51,1 |
10,6±1,4 |
3,3±1,2 |
31,1 |
|
2771 |
IR74099 х Новатор |
9,2±1,9 |
2,8±1,6 |
30,4 |
14,1±2,2 |
1,1±0,3 |
7,8 |
|
2772 |
IR74099 х Новатор |
9,3±1,6 |
2,3±1,3 |
24,7 |
8,7±1,3 |
1,1±0,3 |
12,6 |
|
2773 |
IR74099 х Новатор |
8,0±1,4 |
2,5±1,5 |
31,3 |
9,2±1,8 |
1,1±0,3 |
12,0 |
|
2776 |
IR5271 х Новатор |
9,6±2,0 |
5,1±1,2 |
53,1 |
8,9±1,6 |
4,5±2,1 |
50,6 |
|
2774 |
IR74099 х Новатор |
10,2±1,6 |
4,1±1,6 |
40,2 |
12,3±3,0 |
3,2±1,1 |
26,0 |
|
2778 |
IR74099 х Новатор |
10,2±1,6 |
2,9±1,6 |
28,4 |
8,2±1,4 |
1,2±0,6 |
14,5 |
|
2858 |
IR52713 х Новатор |
8,7±1,2 |
4,1±1,4 |
47,1 |
9,5±2,0 |
3,2±1,1 |
33,7 |
|
2861 |
IR52713 х Новатор |
10,8±1,8 |
4,9±1,6 |
45,4 |
8,5±1,5 |
3,4±1,2 |
40,0 |
|
2862 |
IR52713 х Новатор |
10,2±1,8 |
4,5±1,7 |
44,1 |
9,0±1,5 |
3,5±1,2 |
38,9 |
|
2863 |
IR52713 х Новатор |
10,9±2,6 |
4,7±1,2 |
43,1 |
9,4±1,7 |
3,3±1,1 |
35,1 |
|
2864 |
IR52713 х Новатор |
10,8±1,4 |
4,3±1,3 |
39,8 |
9,9±1,6 |
3,3±1,1 |
33,3 |
*Примечание: О/К, % – (Опыт/Контроль)*100%
Всхожесть контрольной группы при проращивании в воде составила от 93 до 100 %, при концентрации 1 % NaCl – 65–85 %, а при увеличении концентрации до 1,5 % NaCl – 40–75 %. В ходе анализа ростовых характеристик ростков риса при проращивании в растворе NaCl концентрации 1 % получены следующие результаты: длина ростков у гибридных линий варьировала от 41,1 % (№3143(IR52713 x Новатор) до 66,3 % (№3177(IR52713 x Новатор), относительно контроля. Наибольшее снижение длины корня в сравнении с контрольными значениями наблюдалось у №3143(IR52713 x Новатор). Наибольшие показатели длины ростка при 1 % засолении были у зарубежных сортов – R17 (6,0±1,3 см), IR52713 (6,6±1,2 см) и FL–478 (6,9±1,4 см); у гибридных линий –№3177 (IR52713 х Новатор) (6,7±1,2 см), №2032(R26 х Контакт) (5,9±1,3 см) и №3137 (IR52713 х Новатор) (5,8±1,5 см), в которых идентифицировали гены SNC и SKC1.
При увеличении концентрации NaCl до 1,5 % достоверно снижалась интенсивность роста ростков и корней (табл. 3).
Таблица 3 – Показатели длины ростков и корней через 14 дней прорастания в условиях хлоридного засоления (1,5 % NaCl)
|
№ |
Название комбинации |
Длина ростка, см |
Длина корня, см |
||||
|
Контр. |
Опыт |
О/К, % |
Контр. |
Опыт |
О/К, % |
||
|
1 |
Контакт |
8,4±1,2 |
1,4±0,3 |
16,7 |
5,6±1,7 |
0,1±0,1 |
1,8 |
|
2 |
Новатор |
8,1±1,2 |
1,3±0,4 |
16,0 |
10,2±2,1 |
0,1±0,2 |
1,0 |
|
3 |
Боярин |
9,7±2,3 |
1,5±0,3 |
15,5 |
11,1±1,9 |
0,2±0,1 |
1,8 |
|
4 |
R17(IR86385) |
10,8±1,8 |
3,0±0,3 |
27,8 |
10,9±1,5 |
0,6±0,1 |
5,5 |
|
5 |
IR52713 |
9,9±1,9 |
3,6±0,2 |
36,4 |
10,2±1,4 |
0,5±0,2 |
4,9 |
|
6 |
IR74099 |
12,7±1,6 |
2,7±0,2 |
21,3 |
11,9±1,7 |
0,4±0,2 |
3,4 |
|
7 |
FL-478 |
11,9±1,4 |
2,9±0,4 |
24,4 |
11,4±1,6 |
0,4±0,1 |
3,5 |
|
1643 |
(IR52713 х Новатор) х Контакт |
9,6±1,8 |
3,3±0,3 |
34,4 |
8,6±1,2 |
0,5±0,1 |
5,8 |
|
1642 |
(IR52713 x Новатор) х Контакт |
9,2±1,4 |
1,4±0,3 |
15,2 |
10,2±2,3 |
0,1±0,1 |
1,0 |
|
1644 |
(IR52713 x Новатор) х Айсберг |
8,1±1,7 |
2,2±0,3 |
27,2 |
12,9±2,5 |
0,2±0,1 |
1,6 |
|
1645 |
(IR52713 x Новатор) х Айсберг |
9,6±1,8 |
2,1±0,3 |
21,9 |
8,6±1,2 |
0,2±0,1 |
2,3 |
|
1646 |
(NSIC Rc106 х Новатор) х (BR-11 х Новатор) |
10,4±1,8 |
2,2±0,4 |
21,2 |
12,5±3,0 |
0,3±0,2 |
2,4 |
|
1647 |
(NSIC Rc106 х Новатор) х (BR-11 х Новатор) |
10,0±1,3 |
3,0±0,4 |
30,0 |
8,6±1,6 |
0,5±0,1 |
5,8 |
Продолжение таблицы 3
|
1648 |
(NSIC Rc106 х Новатор) х (BR-11 х Новатор) |
10,1±1,0 |
1,3±0,4 |
12,9 |
7,7±1,6 |
0,1±0,2 |
1,3 |
|
1650 |
(NSIC Rc106 х Новатор) х (BR-11 х Новатор) |
11,2±1,0 |
2,6±0,8 |
23,2 |
9,8±2,7 |
0,3±0,2 |
3,1 |
|
1670 |
BRRY dhan47х Контакт |
9,0±1,8 |
1,6±0,7 |
17,8 |
8,2±3,9 |
0,1±0,2 |
1,2 |
|
1954 |
FL-478 x Контакт |
10,6±1,9 |
2,5±0,3 |
23,6 |
9,0±1,0 |
0,2±0,1 |
2,2 |
|
1955 |
IR74099 x Контакт |
9,2±1,6 |
2,7±0,2 |
29,3 |
7,1±1,2 |
0,3±0,2 |
4,2 |
|
1956 |
IR74099 x Контакт |
10,1±1,7 |
2,7±0,2 |
26,7 |
4,7±1,3 |
0,3±0,2 |
6,4 |
|
1957 |
IR74099 x Контакт |
8,7±1,0 |
2,5±0,3 |
28,7 |
7,5±1,9 |
0,2±0,1 |
2,7 |
|
1958 |
(IR52713 x Новатор) х Контакт |
9,8±1,4 |
1,8±0,5 |
18,4 |
8,6±2,1 |
0,2±0,2 |
2,3 |
|
1961 |
(IR52713 x Новатор) х Контакт |
9,1±2,8 |
2,6±0,6 |
28,6 |
7,8±2,9 |
0,2±0,1 |
2,6 |
|
1964 |
(IR52713 x Новатор) х Контакт |
8,3±0,9 |
2,3±0,6 |
27,7 |
8,3±1,4 |
0,2±0,2 |
2,4 |
|
2085 |
(IR74099 х Новатор) х К2495 |
8,9±2,3 |
2,5±0,3 |
28,1 |
6,6±1,6 |
0,3±0,2 |
4,5 |
|
2361 |
R17(IR86385) х Боярин |
8,6±1,8 |
2,4±0,7 |
27,9 |
10,7±2,7 |
0,2±0,1 |
1,9 |
|
2362 |
R20(IR86385) х Контакт |
9,7±1,3 |
2,9±0,3 |
29,9 |
7,5±1,7 |
0,4±0,1 |
5,3 |
|
2363 |
R20(IR86385) х Контакт |
9,3±2,0 |
2,1±0,4 |
22,6 |
10,2±2,0 |
0,1±0,1 |
1,0 |
|
2364 |
R21(IR86385) х Контакт |
8,7±1,7 |
1,6±0,6 |
18,4 |
9,1±1,6 |
0,1±0,1 |
1,1 |
|
2365 |
R21(IR86385) х Контакт |
9,8±2,1 |
1,7±0,5 |
17,3 |
8,9±2,0 |
0,1±0,1 |
1,1 |
|
2366 |
R21(IR86385) х Контакт |
8,8±1,1 |
1,8±0,3 |
20,5 |
7,8±1,2 |
0,1±0,1 |
1,3 |
|
2367 |
R26(IR86385) х Контакт |
8,3±2,4 |
1,4±0,8 |
16,9 |
5,8±2,4 |
0,1±0,1 |
1,7 |
|
2491 |
OM Saltol Т35 х Боярин |
8,7±2,0 |
1,5±0,4 |
17,2 |
10,8±3,0 |
0,1±0,1 |
0,9 |
|
2517 |
FL-478 х Контакт |
9,6±1,7 |
2,9±0,4 |
30,2 |
11,9±3,1 |
0,4±0,1 |
3,4 |
|
2518 |
FL-478 х Контакт |
11,6±2,5 |
2,5±0,3 |
21,6 |
10,1±2,5 |
0,3±0,2 |
3,0 |
|
2521 |
FL-478 х Контакт |
9,0±2,0 |
2,8±0,5 |
31,1 |
9,2±2,7 |
0,3±0,1 |
3,3 |
|
2522 |
FL-478 х Контакт |
10,1±1,4 |
2,5±0,7 |
24,8 |
10,0±2,0 |
0,2±0,1 |
2,0 |
|
2525 |
(Pokkali х Новатор) х Аметист |
10,7±2,1 |
2,3±0,7 |
21,5 |
6,9±2,3 |
0,3±0,2 |
4,3 |
|
2723 |
(Pokkali х Новатор) х Аметист |
10,6±2,1 |
2,7±0,5 |
25,5 |
10,6±2,3 |
0,4±0,1 |
3,8 |
|
2767 |
IR74099 х Новатор |
11,1±1,1 |
3,1±0,8 |
27,9 |
8,5±1,4 |
0,4±0,2 |
4,7 |
|
2769 |
IR74099 х Новатор |
8,0±1,7 |
1,2±0,5 |
15,0 |
9,4±1,7 |
0,1±0,1 |
1,1 |
|
2770 |
IR74099 х Новатор |
9,4±0,9 |
2,8±0,4 |
29,8 |
10,6±1,4 |
0,3±0,2 |
2,8 |
|
2772 |
IR74099 х Новатор |
9,3±1,6 |
1,3±0,3 |
14,0 |
6,7±1,3 |
0,1±0,1 |
1,5 |
|
2773 |
IR74099 х Новатор |
8,0±1,4 |
1,5±0,5 |
18,8 |
9,2±1,8 |
0,1±0,1 |
1,1 |
Продолжение таблицы 3
|
2776 |
IR52713 х Новатор |
9,6±2,0 |
3,1±0,2 |
32,3 |
7,9±1,6 |
0,5±0,1 |
6,3 |
|
2774 |
IR74099 х Новатор |
10,2±1,6 |
2,1±0,6 |
20,6 |
12,3±3,0 |
0,2±0,1 |
1,6 |
|
2778 |
IR74099 х Новатор |
10,2±1,6 |
1,9±0,6 |
18,6 |
8,2±1,4 |
0,2±0,2 |
2,4 |
|
2858 |
IR52713 х Новатор |
8,7±1,2 |
2,1±0,4 |
30,0 |
6,5±2,0 |
0,2±0,1 |
3,1 |
|
2861 |
IR52713 х Новатор |
10,8±1,8 |
2,9±0,6 |
26,9 |
8,5±1,5 |
0,2±0,1 |
2,4 |
|
2862 |
IR52713 х Новатор |
10,2±1,8 |
2,5±0,7 |
24,5 |
7,0±1,5 |
0,5±0,2 |
7,1 |
|
2863 |
IR52713 х Новатор |
10,9±2,6 |
2,7±0,2 |
24,8 |
7,4±1,7 |
0,3±0,1 |
4,1 |
|
2864 |
IR52713 х Новатор |
10,8±1,4 |
2,3±0,3 |
21,3 |
7,9±1,6 |
0,3±0,1 |
3,8 |
*Примечание: О/К, % – (Опыт/Контроль)*100%
Длина ростков родительских сортов и гибридов варьировала от 15,5 % у сорта Боярин до 36,4 % у зарубежного сорта IR52713. Наибольшие показатели длины ростка зафиксировали у солеустойчивого сорта IR52713 (3,6±0,2 см), а также у гибридных линий – №3143(IR52713 х Новатор) (3,3±0,3 см), №3177(IR52713 х Новатор) (3,0±0,3 см), №2776(IR52713 х Новатор) (3,1±0,2 см) и №1657(IR52713 х Новатор) х Контакт) (3,0±0,4 см).
По результатам молекулярно-генетического анализа и лабораторного опыта 25 гибридных линий оценили по важнейшим хозяйственно ценным признакам (табл. 4).
Таблица 4 – Хозяйственно ценные признаки отечественных сортов и гибридных линий риса, устойчивых к хлоридному засолению
|
№ делянки |
Комбинация скрещивания |
Вегетационный период, дней |
Высота растений, см |
Длина метелки, см |
Количество зерен с 1 метелки, шт. |
Масса 1000 зерен, г |
|
1 |
Контакт |
111 |
97 |
15,3 |
141 |
29,5 |
|
2032 |
R26(IR86385) x Контакт |
115 |
92 |
14,5 |
165 |
29,0 |
|
2033 |
R26(IR86385) x Контакт |
113 |
92 |
14,5 |
167 |
30,0 |
|
2364 |
R26(IR86385) x Контакт |
116 |
93 |
16,3 |
192 |
32,0 |
|
1657 |
(IR52713 х Новатор) х Контакт |
120 |
96 |
15,9 |
177 |
33,0 |
|
2 |
Новатор |
112 |
98 |
14,7 |
147 |
29,5 |
|
3137 |
IR52713 х Новатор |
117 |
103 |
16,5 |
205 |
29,0 |
|
3143 |
IR52713 х Новатор |
116 |
102 |
17,0 |
176 |
31,0 |
|
3177 |
IR52713 х Новатор |
120 |
90 |
17,3 |
142 |
29,5 |
|
3181 |
IR52713 х Новатор |
116 |
96 |
15,8 |
141 |
30,7 |
|
3192 |
IR52713 х Новатор |
118 |
91 |
17,0 |
129 |
27,4 |
|
3194 |
IR52713 х Новатор |
118 |
90 |
17,5 |
146 |
26,6 |
|
3198 |
IR52713 х Новатор |
111 |
92 |
14,5 |
132 |
29,7 |
|
3212 |
IR52713 х Новатор |
119 |
90 |
16,8 |
150 |
28,2 |
Продолжение таблицы 4
|
4383 |
IR52713 х Новатор |
120 |
96 |
13,5 |
127 |
28,1 |
|
4448 |
IR52713 х Новатор |
118 |
92 |
16,8 |
123 |
26,3 |
|
2776 |
IR52713 х Новатор |
115 |
91 |
14,5 |
139 |
28,1 |
|
1964 |
IR52713 х Новатор |
120 |
95 |
16,8 |
150 |
28,3 |
|
1961 |
IR52713 х Новатор |
116 |
93 |
16,0 |
134 |
32,2 |
|
1658 |
IR52713 х Новатор |
113 |
97 |
14,8 |
131 |
27,1 |
|
1958 |
IR52713 х Новатор |
115 |
91 |
14,3 |
128 |
31,8 |
|
3 |
Боярин |
118 |
95 |
14,8 |
148 |
30,9 |
|
2010 |
R17(IR86385) x Боярин |
119 |
92 |
12,8 |
174 |
30,0 |
|
2775 |
R17(IR86385) x Боярин |
118 |
90 |
16,0 |
124 |
27,4 |
|
1963 |
R17(IR86385) x Боярин |
119 |
95 |
17,5 |
146 |
26,9 |
|
2519 |
R17(IR86385) x Боярин |
113 |
91 |
15,2 |
126 |
28,4 |
|
1962 |
R17(IR86385) x Боярин |
116 |
92 |
14,5 |
132 |
26,1 |
|
1959 |
R17(IR86385) x Боярин |
120 |
95 |
12,8 |
156 |
27,7 |
|
Среднее значение |
116,5 |
93,8 |
15,5 |
148,1 |
29,1 |
|
|
Стандартное отклонение |
2,8 |
3,4 |
1,4 |
21,4 |
1,9 |
|
Важным хозяйственно ценным признаком при культивировании риса в агроклиматической зоне Ростовской области является вегетационный период от 110 до 125 дней. Из таблицы 4 видно, что все гибридные линии являлись среднеспелыми с периодом вегетации от 113 до 120 дней. Родительские сорта Контакт и Новатор созревали на 1–2 дня раньше. В среднем у родительских и гибридных линий значение составило 116,5 дней. Оптимальная высота растения для механизированной уборки является 90–110 см. Высота растений у родительских сортов варьировала от 95 до 98 см, а у гибридов от 90 до 103 см, в среднем 93,8 см. Длина метелки в среднем у гибридных линий составила 15,6 см, варьируя от 12,8 до 17,5 см, а количество зерен с 1 метелки 148,5 шт., варьируя от 123 до 205 шт. Масса 1000 зерен в среднем составила 29,1 г, максимальные значения – №1657((IR52713 х Новатор) х Контакт), №2364(R26(IR86385) x Контакт), №3143(IR52713 х Новатор), №1961(IR52713 х Новатор), №1958(IR52713 х Новатор).
Выводы. В результате SSR–анализа были отобраны солеустойчивые комбинации риса с геном SKC1 в количестве 19 шт. и с геном SNC – 6 шт. с оптимальными показателями хозяйственно ценных признаков, которые рекомендуются для выращивания в агроклиматической зоне Ростовской области. Отобранные солеустойчивые комбинации риса внедрены в селекционную программу лаборатории риса АНЦ «Донской» для создания новых сортов, которые позволят получать высокие урожаи риса на засоленных почвах.
Благодарности. Авторы благодарны сотрудникам ЮФУ за помощь в проведении молекулярно–генетических опытов по идентификации генов солеустойчивости у селекционного материала риса.
Литература / References
Азарин К.В., Усатов А.В., Макаренко М.С., Хачумов В.А. и др. Маркерная селекция солеустойчивых форм риса. Зерновое хозяйство России, 2016. № 6(48). С. 28-32.
Жоголева О.С., Вожжова Н.Н., Дубина А.Ю., Купрейшвили Н.Т., Костылев П.И. Идентификация QTL Saltol в селекционных образцах риса. Зерновое хозяйство России, 2021. №6(78). С. 73–77. https://doi.org/10.31367/2079-8725-2021-78-6-73-77.
Костылев П. И., Кудашкина Е. Б. Изучение солеустойчивости риса на генеративной стадии развития. Таврический вестник аграрной науки, 2019. № 2(18). С. 70–77. https://doi.org/10.33952/2542-0720-2019-2-18-70-77.
Лесняк С.А., Дубина Е.В., Гаркуша С.В., Корж С.О., Рубан М.Г. Создание генетических ресурсов риса, устойчивых к абиотическим стрессорам, на основе методов молекулярного маркирования. Рисоводство, 2021. №3(52). С. 6–11. https://doi.org/10.33775/1684-2464-2021-52-3-6-11.
Маркин Н.В., Усатов А.В., Макаренко М.С., Усатенко Т.В., Горбаченко О.Ф. Исследование ДНК-маркеров устойчивости подсолнечника к заразихе (Orobanche cumana Wallr.). Современные проблемы науки и образования, 2016. №6. С. 500–506.
Харитонов Е.М., Гончарова Ю.К. Механизм солеустойчивости российских сортов риса. Аграрный вестник Урала, 2010. Т. 8(74). С.45–48.
Харитонов Е. М., Гончарова Ю.К. О генетико-физиологических механизмах солеустойчивости у риса (Oryza sativa L.) (обзор). Сельскохозяйственная биология, 2013. Т. 3. С.3–11.
Черткова Н. Г., Усатов А. В., Костылев П. И., Скрининг гибридных генотипов риса на наличие гена устойчивость к засолению Saltol // «Живые и биокосные системы». – 2024. – № 48. https://doi.org/10.18522/2308-9709-2024-48-5.
Ali Md.N., Yeasmin L., Gantait S., Goswami R., Chakraborty S. Screening of rice landraces for salinity tolerance at seedling stage through morphological and molecular markers // Physiol Mol Biol, 2014. P. 411–423. https://doi.org/10.1007/s12298-014-0250-6.
Bonilla P., Dvorak J., Mackill D., Deal K., Gregorio G. RFLP and SSLP mapping of salinity tolerance genes in chromosome 1 of rice (Oryza sativa L.) using recombinant inbred lines. Philippine Agricultural Scientist, 2002. Vol. 65(1). P. 68–76.
Ganie, S.A. Molla, K.A. Henry, R.J. Bhat, K. V., Mondal, T. K. Advances in understanding salt tolerance in rice. Theoretical and Applied Genetics, 2019. https://doi.org/10.1007/s00122-019-03301-8.
Haque A., Rafii Y., Yusoff M., Ali N., Yusuff O., Arolu F., Anisuzzaman M. Flooding tolerance in Rice: adaptive mechanism and marker-assisted selection breeding approaches. Nature, 2022. https://doi.org/10.1007 / s11033-022-07853-9.
Horie T., Karahara I., Katsuhara M. Salinity tolerance mechanisms in glycophytes: Anoverview with the central focus on rice plants. The rice journal, 2012. Vol. 5:11. https://doi.org/10.1186/1939-8433-5-11.
Jena K.K., Kim S.R Genomics, biotechnology and plant breeding for the improvement of rice production. In: Accelerated Plant Breeding, 2020. Vol. 1. P. 217–232. https://doi.org/10.1007/978-3-030-41866-3_9.
Ju C., Ma X., Han B., Zhang W., Zhao Z., Geng L., Cui D., Han L. Candidate gene discovery for salt tolerance in rice (Oryza sativa L.) at the germination stage based on genome-wide association study. Frontiers in Plant Science, 2022; 13:1010654. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1010654.
Kuang Y. H., Fang Y.F., Lin S. C., Tsai S. F., Yang Z. W., Li C. P., Huang S. H., Hechanova S. L., Jena K. K., Chuang W. P. The Impact of Climate Change on the Resistance of Rice Near-Isogenic Lines with Resistance Genes Against Brown Planthopper. Rice, 2021. Vol. 14:64. https://doi.org/10.1186/s12284-021-00508-6.
Mardani, Z. Identification of molecular markers linked to salt-tolerant genes at germination stage of rice / Z. Mardani1, B. Rabiei, H. Sabouri, A. Sabouri // Plant Breeding, 2014. V. 133. P. 196–202. https://doi.org/10.1111/pbr.12136.
Oladosu Y., Rafii M. Y., Arolu, F. Chukwu S. C., Muhammad I., Kareem I., Salisu M. A., Arolu I. W. Submergence tolerance in rice: Review of mechanism, breeding and, future prospects. Sustainability, 2020; 12:1632. https://doi.org/10.3390/su12041632.
Pandit A., Rai V., Bal S., Sinha S., Kumar V., Chauhan M., Gautam R. K., Singh R., Sharma P. C., Singh A. K., Gaikwad K., Sharma T. R., Mohapatra T., Singh N. K. Combining QTL mapping and transcriptome profiling of bulked RILs for identification of functional polymorphism for salt tolerance genes in rice (Oryza sativa L.). Mol Genet Genomics, 2010. Vol. 284(2). P. 121–136. https://doi.org/10.1007/s00438-010-0551-6.
Pareek A. Transcriptome map for seedling stage specifc salinity stress response indicates a specifc set of genes as candidate for saline tolerance in Oryza sativa L. Funct. Integr. Genomics, 2009. № 9. P.109-123.
Phukan U.J., Jindal S., Laldinsangi C., Singh P.K., Longchar B. A microscopic scenario on recovery mechanisms under waterlogging and submergence stress in rice. Planta, 2024. Vol. 259(1). P. 9. https://doi.org/10.1007/s00425-023-04285-y.
Singh R. K., Kota S., Flowers T.J. Salt tolerance in rice: seedling and reproductive stage QTL mapping come of age. Theoretical and Applied Genetics, 2021; 134:3495–3533. https://doi.org/10.1007/s00122-021-03890-3.
Thomson M. J., Ocampo M., Egdane J., Rahman M. A., Sajise A. G., Adorada D. L., Singh R. K., Gregorio G. B., Ismail A. M. Characterizing the Saltol Quantitative Trait Locus for Salinity Tolerance in Rice. Agricultural Plant Science, 2010. Vol.3(2). P. 148–160. https://doi.org/10.1007/s12284-010-9053-8.
Waziri A., Kumar P., Purty R. S. Saltol QTL and Their Role in Salinity Tolerance in Rice. Austin Journal of Biotechnology & Bioengineering, 2016. Vol. 3(3). P. 1067.
Yin W., Lu T., Chen Z., Lu T., Ye H., Mao Y., Luo Y., Lu M., Zhu X., Yuan X., Rao Y., Wang Y. Quantitative trait locus mapping and candidate gene analysis for salt tolerance at bud stage in rice. Front. Plant Sci, 2022. Vol. 13. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1041081/.
Zhu J.K. Salt and drought stress signal transduction in plant. Annual Review of Plant Biology, 2005. 53:247-273. https://doi.org/10.1146/annurev. arplant.53.091401.143329.
Статья поступила в редакцию 2 сентября 2025 г.
Поступила после доработки 12 сентября 2025 г.
Принята к печати 16 сентября 2025 г.
Received September 2, 2025
Revised September 12, 2025
Accepted September 16, 2025
[1] National Center for Biotechnology Information. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/