zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2021-78-6-73-77zhros-1471Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSИдентификация QTL Saltol в селекционных образцах рисаIdentification of Saltol QTL in the breeding rice sampleshttps://orcid.org/0000-0003-1477-3285ЖогалеваО. С.ZhogalevaО. S.

младший научный сотрудник лаборатории маркерной селекции

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3

Junior researcher of the laboratory for marker breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

vniizk30@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2046-4000ВожжоваН. Н.VozhzhovaN. N.

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории маркерной селекции

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3

Candidate of Agricultural Sciences, senior researcher of the laboratory for cell breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

nvozhzh@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1432-7616ДубинаА. Ю.DubinaА. Yu.

техник-исследователь лаборатории маркерной селекции

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3

Research technician of the laboratory for marker breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

vniizk30@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1726-4390КупрейшвилиН. Т.KupreyshviliN. T.

техник-исследователь лаборатории маркерной селекции

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3

Research technician of the laboratory for marker breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

vniizk30@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4371-6848КостылевП. И.KostylevP. I.

руководитель центра фундаментальных научных исследований

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3

Head of the Fundamental Research Center

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

vniizk30@mail.ruФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»РоссияAgricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation202124122021067377Copyright © Жогалева О.С., Вожжова Н.Н., Дубина А.Ю., Купрейшвили Н.Т., Костылев П.И., 20212021Жогалева О.С., Вожжова Н.Н., Дубина А.Ю., Купрейшвили Н.Т., Костылев П.И.Zhogaleva О.S., Vozhzhova N.N., Dubina А.Y., Kupreyshvili N.T., Kostylev P.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zhros.online/jour/article/view/1471

Одной из главных проблем в большинстве рисосеющих регионов мира является засоление почвы. Рис считается чувствительной к засолению культурой, особенно на ранних стадиях развития и при созревании. В Ростовской области рис выращивается в юго-восточных районах, где в настоящее время имеются трудности с эксплуатацией имеющихся мелиоративных сооружений. Проблема засоленных почв для этого региона является особенно актуальной, поскольку значительная часть пашни имеет солонцовые комплексы. Для возвращения в эксплуатацию засоленных земель мелиоративных систем необходимо выращивание солеустойчивых сортов, которые могут при соблюдении севооборота и проведении уходных мероприятий способствовать рассолению почвы. В связи с трудностью определения солеустойчивости только за счет оценок по фенотипу, необходимо использование молекулярных маркеров, ассоциированных с этим признаком. Таким образом, целью нашей работы являлась идентификация одного из главных QTL солеустойчивости риса Saltol в селекционных образцах риса восьмого поколения (F8), полученных от скрещивания сорта-донора NSYC Rc106 с российскими сортами. Для этого использовали методы маркер-вспомогательной селекции: выделение ДНК, выполнение полимеразной цепной реакции, постановка электрофореза на 2% агарозных гелях, окрашивание гелей в растворе этидиум бромида, фотографирование в ультрафиолетовом свете и оценка полученных электрофореграмм. В результате исследования 398 селекционных образцов риса было выявлено 67 образцов с функциональным аллелем QTL Saltol (6865/3, 6874/2, Дон 7343/4, Дон 7343/5, Дон 7343/6, Дон 7343/7, Дон 7343/8, Дон 7343/9, Дон 7343/10, Дон 7337/1, Дон 7337/3, Дон 7337/4, Дон 7337/5, Дон 7337/6, Дон 7337/7, Дон 7337/8 и др.). Рекомендуем использование этих образцов в дальнейшем селекционном процессе для создания новых устойчивых к засолению сортов риса.

One of the main problems in most of the world rice-growing regions is soil salinity. Rice is considered a saline sensitive crop, especially at the early stages of development and in the period of maturity. In the Rostov region, rice is grown in the south-eastern parts, where there are currently difficulties with the operation of the existing reclamation facilities. The problem of saline soils for this region is especially urgent, since a significant part of the arable lands has alkali complexes. In order to return the saline lands into exploitation, it is necessary to develop salt tolerant varieties, which, under crop rotation and maintenance, can contribute to soil desalinization. Due to the difficulty of determining salt tolerance only by estimating the phenotype, it is necessary to use molecular markers associated with this trait. Thus, the purpose of the current work was to identify one of the main Saltol QTL in breeding rice samples of the eighth generation (F8) obtained from hybridizing the donor variety NSYC Rc106 with Russian varieties. For that purpose, there have been used such marker-assisted selection methods as DNA isolation, polymerase chain reaction (PCR), electrophoresis on 2% agarose gels, gels’ coloring in ethidium bromide solution, photography in ultraviolet light and evaluation of the obtained electrophoregrams. As a result of the study of 398 breeding rice samples, there have been identified 67 samples with the functional allele of Saltol QTL (6865/3, 6874/2, Don 7343/4, Don 7343/5, Don 7343/6, Don 7343/7, Don 7343/8, Don 7343/9, Don 7343/10, Don 7337/1, Don 7337/3, Don 7337/4, Don 7337/5, Don 7337/6, Don 7337/7, Don 7337/8, etc.). There have been recommended to use these samples in the further breeding process in order to develop new salinity resistant rice varieties.

рисSaltolселекционные образцыидентификациягенriceSaltolbreeding samplesidentificationgeneReferencesАчканов А.Я., Бугаевский В.К., Тур Н.С. Динамика солей в почвах дельты Кубани и ее влияние на состояние посевов риса // Химия почв рисовых полей. М. 1976. С. 26-36.Achkanov A.YA., Bugaevskij V.K., Tur N.S. Dinamika solej v pochvah del'ty Kubani i ee vliyanie na sostoyanie posevov risa [Dynamics of salts in the soils of the Kuban delta and its effect on the state of rice crops] // Himiya pochv risovyh polej. M. 1976. S. 26-36.Бандурин М.А. Диагностика технического состояния и оценка остаточного ресурса работоспособности водопроводящих сооружений оросительных систем. 2-е изд., перераб. и доп. Новочеркасск: Лик, 2021. 217 с.Bandurin M.A. Diagnostika tekhnicheskogo sostoyaniya i ocenka ostatochnogo resursa rabotosposobnosti vodoprovodyashchih sooruzhenij orositel'nyh system [Diagnostics of the technical condition and estimation of the residual working life of water supply facilities of irrigation systems]. 2-e izd., pererab. i dop. Novocherkassk: Lik, 2021. 217 s.Гончарова Ю.К., Харитонов Е.М. О генетико-физиологических механизмах солеустойчивости у риса (Oryza sativa L.) (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2013. № 3. С. 3-11. DOI: 10.15389/agrobiology.2013.3.3rus.Goncharova YU.K., Haritonov E.M. O genetiko-fiziologicheskih mekhanizmah soleustojchivosti u risa (Oryza sativa L.) (obzor) [About the genetic and physiological mechanisms of rice salt tolerance (Oryza sativa L.) (review)] // Sel'skohozyajstvennaya biologiya. 2013. № 3. S. 3-11. DOI: 10.15389/agrobiology.2013.3.3rus.Костылев П.И., Кудашкина Е.Б., Краснова Е.В., Вожжова Н.Н. Селекция риса на солеустойчивость // Зерновое хозяйство России. 2019. № 1(61). С. 22-27. DOI: 10.31367/2079-8725-2019-61-1-22-27.Kostylev P.I., Kudashkina E.B., Krasnova E.V., Vozhzhova N.N. Selekciya risa na soleustojchivost' [Breeding rice for salt tolerance] // Zernovoe hozyajstvo Rossii. 2019. № 1(61). S. 22-27. DOI: 10.31367/2079-8725-2019-61-1-22-27.Костылев П.И., Аксенов А.В. Селекция суходольного риса на засухоустойчивость (обзор) // Зерновое хозяйство России. 2021. № 4(76). С. 15-22. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-76-4-15-22.Kostylev P.I., Aksenov A.V. Selekciya suhodol'nogo risa na zasuhoustojchivost' (obzor) [Breeding dry land rice for drought tolerance (review)] // Zernovoe hozyajstvo Rossii. 2021. № 4(76). S. 15–22. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-76-4-15-22.Мелиорация засоленных почв // Мелиорация засоленных и солонцовых почв. М. 1967. С. 42-70.Melioraciya zasolennyh pochv [Reclamation of saline soils] // Melioraciya zasolennyh i soloncovyh pochv. M. 1967. S. 42-70.Попов В.В. Состояние плодородия пахотных земель в юго-восточных районах Ростовской области // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 3. С. 7-11. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10302.Popov V.V. Sostoyanie plodorodiya pahotnyh zemel' v yugo-vostochnyh rajonah Rostovskoj oblasti [The fertility state of arable land in the south-eastern regions of the Rostov region] // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. T. 32. № 3. S. 7-11. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10302.Тараненко В.В., Дядюченко Л.В., Муравьев В.С. Изучение эффективности нового регулятора роста на растениях риса // Земледелие. 2021. № 5. С. 32-36. DOI: 10.24412/0044-3913-2021-5-32-36.Taranenko V.V., Dyadyuchenko L.V., Murav'ev V.S. Izuchenie effektivnosti novogo regulyatora rosta na rasteniyah risa [The study of the new growth regulator efficiency on rice plants] // Zemledelie. 2021. № 5. S. 32-36. DOI: 10.24412/0044-3913-2021-5-32-36.Ткачева М.С., Досеева О.А. К вопросу солеустойчивости риса (обзор) // Научный журнал КубГАУ. 2015. № 105(01). С. 14. URL: http://ej.kubagro.ru/2015/01/pdf/057.pdf.Tkacheva M.S., Doseeva O.A. K voprosu soleustojchivosti risa (obzor) [On the issue of rice salt tolerance (review)] // Nauchnyj zhurnal KubGAU. 2015. № 105(01). S. 14. URL: http://ej.kubagro.ru/2015/01/pdf/057.pdf.Чесноков Ю.В., Кочерина Н.В., Косолапов В.М. Молекулярные маркеры в популяционной генетике и селекции культурных растений: монография. Москва: ООО «Угрешская Типография», 2019. 200 с.CHesnokov YU.V., Kocherina N.V., Kosolapov V.M. Molekulyarnye markery v populyacionnoj genetike i selekcii kul'turnyh rastenij [Molecular markers in population genetics and breeding of cultivated plants]: monografiya. Moskva: OOO «Ugreshskaya Tipografiya», 2019. 200 s.Черепанова Т.А., Безмутко С.В., Лелявская В.Н. Оценка влияния инсектофунги-цидного протравителя Селест Топ на растения риса // Зерновое хозяйство России. 2021. № 1(73). С. 78–81. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-73-1-78-81.CHerepanova T.A., Bezmutko S.V., Lelyavskaya V.N. Ocenka vliyaniya insektofungi-cidnogo protravitelya Selest Top na rasteniya risa [Estimation of the effect of insecto-fungicidal disinfector agent ‘Selest Top’ on rice plants] // Zernovoe hozyajstvo Rossii. 2021. № 1(73). S. 78–81. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-73-1-78-81.Щедрин В.Н., Колганов А.В., Васильев С.М., Чураев А.А. Оросительные системы России: от поколения к поколению: монография. Ч. 1. Новочеркасск: Геликон, 2013. 283 с.SHCHedrin V.N., Kolganov A.V., Vasil'ev S.M., CHuraev A.A. Orositel'nye sistemy Rossii: ot pokoleniya k pokoleniyu [Irrigation systems in Russia: from generation to generation]: monografiya. CH. 1. Novocherkassk: Gelikon, 2013. 283 s.Chowdhury A.D., Haritha G., Sunitha T., Krishnamurthy S.L., Divya B., Padmavathia G., Rama T., Sarla N. Haplotyping of rice genotypes using simple sequence repeat markers associated with Salt tolerance // Rice Science. 2016. V. 23 (6). pp. 317-325. DOI: 10.1016/j.rsci.2016.05.003.Chowdhury A.D., Haritha G., Sunitha T., Krishnamurthy S.L., Divya B., Padmavathia G., Rama T., Sarla N. Haplotyping of rice genotypes using simple sequence repeat markers associated with Salt tolerance // Rice Science. 2016. V. 23(6). pp. 317-325. DOI: 10.1016/j.rsci.2016.05.003.Mohanavel V., Yesudhas A.S., Sharma A., Ramasamy A., Samy P.M.A., Subramanian M., Muthusamy R. Haplotype and diversity analysis of indigenous rice for salinity tolerance in early-stage seedling using simple sequence repeat markers. // Biotechnol Rep (Amst). 2021. V. 31: e00666. DOI: 10.1016/j.btre.2021.e00666.Mohanavel V., Yesudhas A.S., Sharma A., Ramasamy A., Samy P.M.A., Subramanian M., Muthusamy R. Haplotype and diversity analysis of indigenous rice for salinity tolerance in early-stage seedling using simple sequence repeat markers. // Biotechnol Rep (Amst). 2021. V. 31: e00666. DOI: 10.1016/j.btre.2021.e00666.Riaz M., Arif M.S., Ashraf M.A., Mahmood R., Yasmeen T., Shakoor M.B., Shahzad S.M., Ali M., Saleem I., Arif M., Fahad S. A comprehensive review on rice responses and tolerance to salt stress // Advances in Rice Research for Abiotic Stress Tolerance. 2019. pp. 133-158. DOI: 10.1016/B978-0-12-814332-2.00007-1.Riaz M., Arif M.S., Ashraf M.A., Mahmood R., Yasmeen T., Shakoor M.B., Shahzad S.M., Ali M., Saleem I., Arif M., Fahad S. A comprehensive review on rice responses and tolerance to salt stress // Advances in Rice Research for Abiotic Stress Tolerance. 2019. pp. 133-158. DOI: 10.1016/B978-0-12-814332-2.00007-1.Shahid S.A., Zaman M., Heng L. Soil salinity: Historical perspectives and a world overview of the problem. In: Guideline for salinity assessment, mitigation and adaptation using nuclear and related techniques // Springer, Cham. 2018. pp. 43-53. DOI: 10.1007/978-3-319-96190-3_2.Shahid S.A., Zaman M., Heng L. Soil salinity: Historical perspectives and a world overview of the problem. In: Guideline for salinity assessment, mitigation and adaptation using nuclear and related techniques // Springer, Cham. 2018. pp. 43-53. DOI: 10.1007/978-3-319-96190-3_2.Shrivastava P., Kumar R. Soil salinity: A serious environmental issue and plant growth promoting bacteria as one of the tools for its alleviation. // Saudi J Biol Sci. 2015. V. 22(2). pp. 123-131. DOI: 10.1016/j.sjbs.2014.12.001.Shrivastava P., Kumar R. Soil salinity: A serious environmental issue and plant growth promoting bacteria as one of the tools for its alleviation. // Saudi J Biol Sci. 2015. V. 22(2). pp. 123-131. DOI: 10.1016/j.sjbs.2014.12.001.Murray M.G., Thompson W.F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucleic Acids Res. 1980. V. 8. pp. 4321-4325. DOI: 10.1093/nar/8.19.4321.Murray M.G., Thompson W.F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucleic Acids Res. 1980. V. 8. pp. 4321-4325. DOI: 10.1093/nar/8.19.4321.Usatov A.V., Alabushev A.V., Kostylev P.I., Azarin K.V., Makarenko M.S., Usatova O.A. Introgression the saltol QTL into the elite rice variety of Russia by marker-assisted selection. // American Journal of Agricultural and Biological Science. 2015. V. 10. № 4. pp. 165-169. DOI: 10.3844/ajabssp.2015.165.169.Usatov A.V., Alabushev A.V., Kostylev P.I., Azarin K.V., Makarenko M.S., Usatova O.A. Introgression the saltol QTL into the elite rice variety of Russia by marker-assisted selection. // American Journal of Agricultural and Biological Science. 2015. V. 10. №4. pp. 165-169. DOI: 10.3844/ajabssp.2015.165.169.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.