zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2022-82-5-15-19zhros-2041Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSОпределение аллельного состояния гена толерантности к затоплению (Sub-1A) в селекционных образцах рисаIdentification of the allelic state of the flood tolerance gene (Sub-1A) in rice breeding sampleshttps://orcid.org/0000-0002-2046-4000ВожжоваН. Н.VozhzhovaN. N.

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории клеточной 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/0000-0003-1477-3285ЖогалеваО. С.ZhogalevaO. S.

младший научный сотрудник лаборатории клеточной селекции

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

junior researcher of the laboratory for cell breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

os.zogaleva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1432-7616ДубинаА. Ю.DubinaA. Yu.

техник-исследователь лаборатории клеточной селекции

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

research technician of the laboratory for cell breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

angel.myshastaja@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4371-6848КостылевП. И.KostylevP. I.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства риса

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

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

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

p-kostylev@mail.ruФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»РоссияFSBSI “Agricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation202216112022051519Copyright © Вожжова Н.Н., Жогалева О.С., Дубина А.Ю., Костылев П.И., 20222022Вожжова Н.Н., Жогалева О.С., Дубина А.Ю., Костылев П.И.Vozhzhova N.N., Zhogaleva O.S., Dubina A.Y., 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/2041

Культура риса относится к важнейшим сельскохозяйственным растениям мирового производства. Урожаи риса обеспечивают питанием большое количество жителей регионов Азии и Тихого океана. В России производство этой культуры сосредоточено в нескольких регионах, к одному из которых относится Ростовская область. Тренд на экологизацию земледелия во всем мире и России становится все более устойчивым. Для борьбы с сорными растениями по экологичной безгербицидной технологии необходимо увеличение слоя воды при одновременном выживании растений риса. Чтобы такая стратегия срабатывала, необходимо создание сортов, устойчивых к затоплению. Целью нашего исследования являлось определение аллельного состояния гена устойчивости к затоплению Sub1A в селекционных образцах риса. Объект исследования – 90 образцов риса шестого поколения, выделенных из гибридов от скрещивания российских сортов с сортами-донорами гена. Анализ проводился следующими методами: выделения ДНК коммерческим набором «ДНК-Экстран-3» (Синтол, Россия), постановки классической ПЦР со специализированным диагностическим маркером Sub1A203, разделения ампликонов электрофорезом в 2 % агарозных гелях, анализа электрофореграмм в программном обеспечении Bio-Rad ImageLab 6.0.1. В результате проведенных анализов было идентифицировано аллельное состояние гена Sub1A у 90 образцов риса. Значительное количество образцов несло нефункциональный рецессивный аллель, у 19 образцов наличие гена не было установлено. В гетерозиготном состоянии ген Sub1A находился у 9 образцов. У 5 селекционных образцов идентифицировано наличие функционального доминантного аллеля целевого гена. Рекомендуется использование данных образцов в селекционной работе, направленной на создание новых сортов риса, устойчивых к длительному затоплению.

Rice is one of the most important crops in the world. Rice crops provide food for many people in Asia and the Pacific. In Russia, the production of this crop is concentrated in several regions, one of which is the Rostov region. The trend towards the greening of agriculture throughout the world and in Russia is becoming more and more stable. In order to combat weeds using an environmentally friendly herbicide-free technology, it is necessary to increase the water layer on simultaneous surviving rice plants. For such a strategy to work, it is necessary to develop varieties that are resistant to flooding. The purpose of the current study was to identify the allelic state of the Sub1A flood resistance gene in breeding rice samples. The objects of the study were 90 rice samples of the sixth generation, identified in hybrids obtained from crossing Russian varieties with gene donor varieties. The analysis was carried out by such methods as DNA extraction using the “DNA-Extran-3” commercial kit (Sintol, Russia), classical PCR with the specialized diagnostic marker Sub1A203, separation of amplicons by electrophoresis in 2 % agarose gels, analysis of electrophoregrams in the software Bio-Rad ImageLab 6.0.1. As a result of the analysis, there was identified the allelic state of the Sub1A gene in 90 rice samples. A significant number of samples carried a non-functional recessive allele, the presence of the gene was not established in 19 samples. The Sub1A gene was in the heterozygous state in 9 samples. The presence of a functional dominant allele of the target gene was identified n 5 breeding samples. There has been recommended to use these samples in breeding work aimed at developing new rice varieties resistant to prolonged flooding.

Sub-1затоплениеген устойчивостиселекционные образцырисSub-1floodingresistance geneselection samplesriceReferencesСилаева Л. П., Полутина Т. Н. Специализированные зоны производства риса // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 7. С. 172–177. EDN PIQNTD.Silaeva L. P., Polutina T. N. Spetsializirovannye zony proizvodstva risa [Specialized rice production zones] // Vestnik Kurskoi gosudarstvennoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2018. № 7. S. 172–177. EDN PIQNTD.Ковальчук А. П., Милорадов К. А. Производство чистых продуктов в условиях экологизации аграрного сектора экономики // Продовольственная политика и безопасность. 2021. Т. 8, № 3. С. 249–262. DOI: 10.18334/ppib.8.3.112312. EDN DAFZNC.Koval'chuk A. P., Miloradov K. A. Proizvodstvo chistykh produktov v usloviyakh ekologizatsii agrarnogo sektora ekonomiki [Production of clean products in the conditions of greening the «Agricultural sector of the economy] // Prodovol'stvennaya politika i bezopasnost'. 2021. T. 8, № 3. S. 249–262. DOI: 10.18334/ppib.8.3.112312. EDN DAFZNC.Murray M. G., Thompson W. F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucleic Acids Res. 1980. Vol. 8. P. 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. Vol. 8. P. 4321–4325. DOI: 10.1093/nar/8.19.4321.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. Vol. 12. P. 1632. DOI: 10.3390/su12041632.Oladosu Y., Rafii M. Y., Arolu F., Chukwu S. C., Muhammad I., Kareem I., Salisu M.мA., Arolu I. W. Submergence tolerance in rice: Review of mechanism, breeding and, future prospects. // Sustainability. 2020. Vol. 12. P. 1632. DOI: 10.3390/su12041632.Panda D., Barik J. Flooding Tolerance in Rice: Focus on Mechanisms and Approaches // Rice Science. Vol. 28, Is. 1. 2021. P. 43–57. DOI: 10.1016/j.rsci.2020.11.006.Panda D., Barik J. Flooding Tolerance in Rice: Focus on Mechanisms and Approaches // Rice Science. Vol. 28. I. 1. 2021. P. 43–57. https://doi.org/10.1016/j.rsci.2020.11.006.Xu K., Xu X., Fukao T., Canlas P., Maghirang-Rodriguez R., Heuer S., Ismail A. M., Bailey-Serres J., Ronald P. C., Mackill D. J. Sub1A is an ethylene-response-factor-like gene that confers submergence tolerance to rice // Nature. 2006. Vol. 442, Is. 7103. P. 705–708.Xu K., Xu X., Fukao T., Canlas P., Maghirang-Rodriguez R., Heuer S., Ismail A. M., Bailey-Serres J., Ronald P. C., Mackill D. J. Sub1A is an ethylene-response-factor-like gene that confers submergence tolerance to rice // Nature. 2006. Vol. 442, Is. 7103. P. 705–708.Septiningsih E. M., Pamplona A. M., Sanchez D. L., Neeraja C. N., Vergara G. V., Heuer S., Ismail A. M., Mackill D. J. Development of submergence-tolerant rice cultivars: the Sub1 locus and beyond // Ann. Bot. 2009. Vol. 103. P. 151–160. DOI: 10.1093/aob/mcn206.Septiningsih E. M., Pamplona A. M., Sanchez D. L., Neeraja C. N., Vergara G. V., Heuer S., Ismail A. M., Mackill D. J. Development of submergence-tolerant rice cultivars: the Sub1 locus and beyond // Ann. Bot. 2009. Vol. 103. P. 151–160. DOI: 10.1093/aob/mcn206.

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