zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2022-82-4-52-61zhros-1990Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSОценка засухоустойчивости проростков риса на осмотическом растворе сахарозыEstimation of drought resistance of rice samples on an osmotic sucrose solutionhttps://orcid.org/0000-0002-4371-6848КостылевП. И.KostylevP. I.

П. И. Костылев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства риса

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3,e-mail: vniizk30@mail.ru

P. I. Kostylev, Doctor of Agricultural Sciences, professor, main researcher of the laboratory for rice breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-6641-878XАксеновА. В.AksenovA. V.

А. В. Аксенов, младший научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства риса 

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3,e-mail: vniizk30@mail.ru

A. V. Aksenov, junior researcher of the laboratory for rice breeding and seed production 

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»РоссияFSBSI Agricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation202206092022045261Copyright © Костылев П.И., Аксенов А.В., 20222022Костылев П.И., Аксенов А.В.Kostylev P.I., Aksenov A.V.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/1990

Засуха является существенным абиотическим стресс-фактором для с.-х. культур, в том числе и риса, поскольку в мире увеличивается дефицит пресной воды. В статье приводятся результаты лабораторных опытов по изучению влияния растворов с повышенным осмотическим давлением на способность прорастания семян и роста проростков риса. Цель исследования – оценка сортов и образцов риса по засухоустойчивости на начальных этапах онтогенеза с помощью осмотиков. Объектами исследования выступили 67 сортов и образцов риса из ВИР, ФНЦ риса и АНЦ «Донской». Семена проращивали в термостате на фильтровальной бумаге в чашках Петри на растворах сахарозы 8, 12 и 16 атм. В результате исследования установлено, что оптимальным вариантом было проращивание семян риса на растворе сахарозы 8 атм., при котором образцы значительно варьировали по всхожести, длине ростков и корешков как в опыте, так и на контроле. Всхожесть семян на контроле составила 96,6 %, а в опыте существенно снизилась – до 60,9 %, варьируя от 20 до 100 %. Преобладали образцы со всхожестью от 60–80 %, их было 50,8 %. В то же время выделилось 4,5 % образцов со всхожестью в опыте более 80 %. Длина ростка в опыте у образцов варьировала от 0,2 до 1,4 см. Выделилось 13,5 % образцов, у которых длина ростка в опыте была больше 1 см. По соотношению длины ростка в опыте к контролю образцы распределились асимметрично, преобладали образцы с низким соотношением, однако выделилось 4,5 % образцов с максимальным соотношением О/К – 35–40 %. Длина корешка в опыте колебалась от 0,1 до 4 см. Распределение частот было асимметричным, преобладали образцы (61,2 %) с очень коротким корешком – до 1 см. Соотношение О/К по корешку было правосторонне асимметричным, большинство образцов (74,6 %) имели низкое соотношение – от 0 до 15 %. Выделилось 3 % образцов, у которых соотношение было более 50 %: это № 39 (ЗУЛК 1) и № 50 (ЗУЛК 12). Данные образцы используют в селекционном процессе для создания засухоустойчивых сортов риса.

Drought is a significant abiotic stress factor for agricultural crops, including rice, as freshwater shortage is increasing in the world. The current paper has presented the results of laboratory trials to study the effect of solutions with high osmotic pressure on the ability of seeds to germinate and on the growth of rice sprouts. The purpose of the study was to estimate rice varieties and samples for drought resistance at the initial stages of ontogenesis using osmotic agents. The objects of the study were 67 rice varieties and samples from the VIR, the FRC of Rice and the ARC “Donskoy”. Seeds were germinated in a thermostat on filter paper in Petri dishes in 8, 12, and 16 atm sucrose solutions. As a result of the study, there was found that the best option was rice seeds’ germination in a sucrose solution of 8 atmospheres, in which the samples varied significantly in germination, length of sprouts and roots, both in the trial and in the control. Seed germination on the control was 96.6 %, and in the trial, it significantly decreased to 60.9 %, varying from 20 to 100 %. There were 50.8 % of samples with germination from 60–80 %. At the same time, 4.5 % of the samples were isolated with a germination rate of more than 80 % in the trial. In the trial, a sprout length among the samples varied from 0.2 to 1.4 cm. There were identified 13.5 % of the samples, which had a sprout length more than 1 cm. According to the ratio of a sprout length in the trial to the control, the samples were distributed asymmetri­cally, there were more samples with a low ratio, however, there were identified 4.5% of samples with a maximum O/K ratio (35–40 %). In the trial, aroot length ranged from 0.1 to 4 cm. The frequency distribution was asymmetric, there were 61.2 % samples with a very short root, up to 1 cm. The O/K ratio according to a root was right-sided asymmetric, 74.6 % of the samples had a low ratio from 0 to 15%. There were identified 3 % of samples with the ratio of more than 50 %. They were No. 39 (ZULK 1) and No. 50 (ZULK 12). These samples are used in the breeding process to develop drought-tolerant rice varieties.

риссортселекциязасухоустойчивостьосмотикricevarietybreedingdrought resistanceosmoticReferencesКожушко Н. Н., Царевская В. М. Определение засухоустойчивости зерновых культур по депрессии роста проростков в растворах осмотиков: Методические указания. Л., ВИР.1984. 9 с.Kozhushko N. N., Tsarevskaya V. M. Opredelenie zasukhoustoichivosti zernovykh kul'tur po depressii rosta prorostkov v rastvorakh osmotikov [Determination of drought resistance of grain crops by the depression of seedling growth in osmotic solutions]: Metodicheskie ukazaniya. L., VIR. 1984. 9 s.Костылев П. И., Редькин А. А., Краснова Е. В., Калиевская Ю. П. Перспективы использования суходольного риса в Ростовской области // Зерновое хозяйство России. 2016. № 6(48). С. 13–19.Kostylev P. I., Red'kin A. A., Krasnova E. V., Kalievskaya Yu. P. Perspektivy ispol'zovaniya sukhodol'nogo risa v Rostovskoi oblasti [Prospects for the use of upland rice in the Rostov region] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2016. № 6(48). S. 13–19.Костылев П. И., Краснова Е. В., Аксенов А. В. Оценка засухоустойчивости образцов риса по изменению урожайности при нехватке влаги // Аграрная наука, 2020. № 11–12. С. 56–59. DOI:10.32634/0869-8155-2020-343-11-56-59.Kostylev P. I., Krasnova E. V., Aksenov A. V. Otsenka zasukhoustoi-chivosti obraztsov risa po izmeneniyu urozhainosti pri nekhvatke vlagi [Estimation of drought resistance of rice samples according to the productivity change under a lack of moisture supply] // Agrarnaya nauka, 2020. № 11–12. S. 56–59. DOI:10.32634/0869-8155-2020-343-11-56-59.Костылев П. И., Краснова Е. В., Аксенов А. В. Селекционная работа по маловодотребовательному рису в АНЦ «Донской» // Зерновое хозяйство России. 2020. № 1(67). С. 54–58. DOI:10.31367/2079-8725-2020-67-1-54-58.Kostylev P. I., Krasnova E. V., Aksenov A. V. Selektsionnaya rabota po malovodotrebovatel'nomu risu v ANTs «Donskoi» [Breeding work on low-water-consuming rice in the ARC “Donskoy”] // Zernovoe kho-zyaistvo Rossii. 2020. № 1(67). S. 54–58. DOI:10.31367/2079-8725-2020-67-1-54-58.Костылев П. И., Аксенов А. В. Селекция суходольного риса на засухоустойчивость (обзор) // Зерновое хозяйство России. 2021. № 4(76). C.15–22.Kostylev P. I., Aksenov A. V. Selektsiya sukhodol'nogo risa na zasukhoustoichivost' (obzor) [Upland rice breeding for drought tolerance (review)] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2021. № 4(76). C. 15–22.Костылев П. И., Аксенов А.В., Краснова Е. В. Изучение устойчивости риса к водному дефициту // Аграрный вестник Урала. 2022. № 1(216). С. 12–20. DOI:10.32417/1997-4868-2022-216-01-12-20.Kostylev P. I., Aksenov A. V., Krasnova E. V. Izuchenie ustoichivo-sti risa k vodnomu defitsitu [The study of rice resistance to water deficit] // Agrarnyi vestnik Urala, 2022. № 1(216). S. 12–20. DOI:10.32417/1997-4868-2022-216–01-12-20.Харитонов Е. М., Гончарова Ю. К., Малюченко Е. А. Генетика признаков, определяющих адаптивность риса (Oryza sativa L.) к абиотическим стрессам // Экологическая генетика. 2015. Т. 13, № 4. С. 37–54. DOI:10.17816/ecogen13437-54.Kharitonov E. M., Goncharova Yu. K., Malyuchenko E. A. Genetika pri-znakov, opredelyayushchikh adaptivnost' risa (Oryza sativa L.) k abioticheskim stressam [Genetics of traits that determine rice adaptability (Oryza sativa L.) to abiotic stresses] // Ekologicheskaya genetika. 2015. T. 13. № 4. S. 37–54. DOI:10.17816/ecogen13437-54.Debabrata P., Swati S. M., Prafulla K. B. Drought Tolerance in Rice: Focus on Recent Mechanisms and Approaches // Rice Science. 2021. Vol. 28. Is. 2. P. 119–132.Debabrata P., Swati S. M., Prafulla K. B. Drought Tolerance in Rice: Focus on Recent Mechanisms and Approaches // Rice Science. 2021. Vol. 28. Is. 2. P. 119–132.Kostylev P., Aksenov A., Krasnova E. Study of morpho-biological characteristics of rice samples grown under conditions of insufficient and optimal water supply // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 937. P. 022116. DOI:10.1088/1755-1315/937/2/022116.Kostylev P., Aksenov A., Krasnova E. Study of morpho-biological characteristics of rice samples grown under conditions of insufficient and op-timal water supply // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 937. P. 022116. DOI:10.1088/1755-1315/937/2/022116.Masud A., Matin M. N., Fatamat U., Ahamed S., Chowdhury R., Paul S. K., Karmakar S., Kang S. G., Hossain S. Screening for drought tolerance and diversity analysis of Bangladeshi rice germplasms using morphophysiology and molecular markers // Biologia. 2021. DOI:10.1007/s11756-021-00923-6.Masud A., Matin M. N., Fatamat U., Ahamed S., Chowdhury R., Paul S. K., Karmakar S., Kang S.G., Hossain S. Screening for drought toler-ance and diversity analysis of Bangladeshi rice germplasms using morpho-physiology and molecular markers // Biologia. 2021. DOI:10.1007/s11756-021-00923-6.Pandey V., Shukla A. Acclimation and tolerance strategies of rice under drought stress // Rice Science. 2015. Vol. 22. P. 147–161. DOI:10.1016/j.rsci.2015.04.001.Pandey V., Shukla A. Acclimation and tolerance strategies of rice under drought stress // Rice Science. 2015. Vol. 22. P. 147–161. DOI:10.1016/j.rsci.2015.04.001.Roy S., Verma B. C., Banerjee A., Kumar J., Ray U. S., Mandal N. P. Genetic diversity for drought and low-phosphorus tolerance in rice (Oryza sativa L.) varieties and donors adapted to rainfed drought-prone ecologies // Scientific Reports. 2021. Vol. 11. P. 1–9. DOI:10.1038/s41598-021-93325-2.Roy S., Verma B. C., Banerjee A., Kumar J., Ray U. S., Mandal N. P. Genetic diversity for drought and low-phosphorus tolerance in rice (Oryza sa-tiva L.) varieties and donors adapted to rainfed drought-prone ecologies // Sci-entific Reports. 2021. Vol. 11. P. 1–9. DOI:10.1038/s41598-021-93325-2.Swapna S., Shylaraj K. S. Screening for osmotic stress responses in rice varieties under drought condition // Rice Science. 2017. Vol. 24(5). P. 253–263. DOI:10.1016/j.rsci.2017.04.004.Swapna S., Shylaraj K. S. Screening for osmotic stress responses in rice varieties under drought condition // Rice Science. 2017. Vol. 24(5). P. 253–263. DOI:10.1016/j.rsci.2017.04.004.

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