zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2023-84-1-5-11zhros-2205Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSПродуктивность и устойчивость к пирикуляриозу андрогенных удвоенных гаплоидов риса Oryza sativa L.Productivity and blast resistance of the androgenic doubled rice haploids Oryza sativa L.https://orcid.org/0000-0001-7042-8641ИлюшкоМ. В.IlyushkoM. V.

кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории сельскохозяйственной биотехнологии

692539, Приморский край, г. Уссурийск, п. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30

Candidate of Biological Sciences, docent, leading researcher of the laboratory  for agricultural biotechnologies

692539, Primorsky Krai, Usuriysk, V. of Timiryazevsky, Volozhenin Str., 30

ilyushkoiris@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3492-8934ГученкоС. С.GuchenkoS. S.

научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства риса

692539, Приморский край, г. Уссурийск, п. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30

researcher of the laboratory for rice breeding and seed production

692539, Primorsky Krai, Usuriysk, V. of Timiryazevsky, Volozhenin Str., 30

lana_svet8@mail.ruЛелявскаяВ. Н.LelyavskayaV. N.

младший научный сотрудник лаборатории фитопатологии

692684, Приморский край, с. Камень-Рыболов, ул. Мира, 42а

junior researcher of the laboratory for phytopathology

692684, Primorsky Krai, V. of Kamen-Rybolov, Mir Str., 42a

dalniizr@mail.ruВыбороваТ. А.VyborovaТ. A.

младший научный сотрудник лаборатории фитопатологии

692684, Приморский край, с. Камень-Рыболов, ул. Мира, 42а

692684, Primorsky Krai, V. of Kamen-Rybolov, Mir Str., 42a

tataop18@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7426-8523РомашоваМ. В.RomashovaM. V.

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории сельскохозяйственной биотехнологии

692539, Приморский край, г. Уссурийск, п. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30

692539, Primorsky Krai, Usuriysk, V. of Timiryazevsky, Volozhenin Str., 30

romashova_1969@mail.ruФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки»РоссияFSBSI FSC of Agricultural Biotechnology of the Far East names after A.K. ChaikaRussian FederationДВНИИЗР – филиал «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки»РоссияFERIPP, a branch of the FSC of Agricultural Biotechnology of the Far East names after A.K. ChaikaRussian Federation20232303202301511Copyright © Илюшко М.В., Гученко С.С., Лелявская В.Н., Выборова Т.А., Ромашова М.В., 20232023Илюшко М.В., Гученко С.С., Лелявская В.Н., Выборова Т.А., Ромашова М.В.Ilyushko M.V., Guchenko S.S., Lelyavskaya V.N., Vyborova Т.A., Romashova M.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/2205

Большинство дальневосточных сортов риса поражается пирикуляриозом в сильной степени, поэтому необходима селекция устойчивых образцов. Цель исследования – оценка и отбор андрогенных удвоенных гаплоидов риса посевного Oryza sativa L., иммунных к возбудителю болезни риса пирикуляриозу Pyricularia oryzae CaV. Проводили оценку продуктивности 36 андрогенных линий удвоенных гаплоидов DH1 риса, полученных из семи гибридов F1, в условиях вегетационной площадки. Тридцать три из них обладали аллелями устойчивости генов семейства Pi. Определяли устойчивость девяти DH1 на искусственном инфекционном фоне, инокулируя растения риса методом опрыскивания водной суспензией конидий гриба P. oryzae. Работу проводили в течение двух вегетационных периодов в ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки». Выделено 15 линий удвоенных гаплоидов риса O. sativa с пирамидой генов устойчивости к пирикуляриозу, соответствующих по показателям продуктивности контрольному сорту Долинный. За два года исследований масса зерна главной метелки в среднем колебалась в пределах 1,4–2,2 г, масса зерна с растения – от 1,5 до 2,0 г, масса 1000 зерен превышала 27 г. Подтверждено негативное влияние аллеля 239 п.н. гена Pi-2 индивидуально или в сочетании с аллелем устойчивости гена Pi-1 на иммунность дальневосточных образцов риса. Индивидуально гены Pi-z и Pi-ta2 или пирамида с их участием обеспечивают устойчивый тип реакции линий DH и сорта Долинный на приморские изоляты P. oryza – средний балл поражения от 1,7 до 2,6. Все линии удвоенных гаплоидов характеризовались позднеспелостью и представляют интерес в селекционном процессе в качестве родительских форм в гибридизации со скороспелыми сортами O. sativa дальневосточной селекции.

Most Far Eastern rice varieties are heavily affected by blast, so breeding of resistant samples is of great necessity. The purpose of the current study was to estimate and select androgenic doubled rice haploids Oryza sativa L. with an immune to the rice blast pathogen Pyricularia oryzae CaV. There has been estimated productivity of 36 androgenic lines of doubled rice haploids DH1, identified from seven F1 hybrids under the area vegetation conditions. Thirty-three of them have had resistance alleles of the genes of the Pi family. There has been determined resistance of nine DH1 at an artificial infectious background when inoculating rice plants by spraying with an aqueous suspension of conidia P. oryzae. The study was carried out during two vegetation periods in the FSBSI FSC of Agricultural Biotechnology of the Far East names after A. K. Chaika. There have been identified fifteen lines of doubled rice haploids O. sativa with a pyramid of blast resistance genes, corresponding to the control variety ‘Dolinny’ according to its productivity. Over two years of study, mean grain weight per main panicle ranged from 1.4–2.2 g, grain weight per plant was from 1.5 to 2.0 g, and 1000-grain weight exceeded 27 g. There was a negative effect of the 239 bp allele of the Pi-2 gene individually or in combination with the resistance allele of the Pi-1 gene on the immunity of Far Eastern rice varieties. Individually, the Pi-z and Pi-ta2 genes or a pyramid with their participation provide a stable type of reaction of the DH lines and the variety ‘Dolinny’ to the Primorsky isolates of P. oryza with a mean damage rate from 1.7 to 2.6 points. All lines of doubled haploids were characterized by late-maturity and are of interest in the breeding process as parental forms in hybridization with early maturing varieties O. sativa of the Far Eastern breeding.

Oryza sativa L.удвоенные гаплоидыпродуктивностьпирикуляриозгены устойчивости Piмаркер-ориентированная селекцияOryza sativa L.doubled haploidsproductivityblastPi resistance genesmarker-oriented breedingReferencesВаловые сборы и урожайность сельскохозяйственных культур в Приморском крае. Стат. сборник / Приморскстат. Владивосток, 2022. 144 с.Valovye sbory i urozhainost' sel'skokhozyaistvennykh kul'tur v Primorskom krae [Gross yields and grain crop productivity in the Primorsky Krai]. Stat. Sbornik / Primorskstat. Vladivostok, 2022. 144 s.Дубина Е. В., Мухина Ж. М., Харитонов Е. М., Шиловский В. Н., Харченко Е. С., Есаулова Л. В., Коркина Н. Н., Максименко Е. П., Никитина И. Б. Создание устойчивых к пирикуляриозу сортов риса с использованием ДНК-маркерных технологий // Генетика. 2015. Т. 51, № 8. С. 881–886. DOI: 10.7868/S0016675815060053.Dubina E. V., Mukhina Zh. M., Kharitonov E. M., Shilovskii V. N., Kharchenko E. S., Esaulova L. V., Korkina N. N., Maksimenko E. P., Nikitina I. B. Sozdanie ustoichivykh k pirikulyariozu sortov risa s ispol'zovaniem DNK-markernykh tekhnologii [Development of blast-resistant rice varieties when using DNA-marker technologies] // Genetika. 2015. T. 51, № 8. S. 881–886. DOI: 10.7868/S0016675815060053.Дубина Е. В., Рубан М. Г., Анискина Ю. В., Шилов И. А., Велищаева Н. С., Костылев П. И., Макуха Ю. А., Пищенко Д. А. Изучение биоразнообразия Pyricularia oryzae CaV. в рисосеющих зонах юга России на основе метода ПЦР // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32, № 10. С. 19–23. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11004.Dubina E. V., Ruban M. G., Aniskina Yu. V., Shilov I. A., Velishchaeva N. S., Kostylev P. I., Makukha Yu. A., Pishchenko D. A. Izuchenie bioraznoobraziya Pyricularia oryzae CaV. v risoseyushchikh zonakh yuga Rossii na osnove metoda PTsR [The study of Pyricularia oryzae CaV. biodiversity in the ricegrowing parts of southern Russia based on the PCR method] // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. T. 32, № 10. S. 19–23. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11004.Илюшко М. В., Гученко С. С., Лелявская В. Н., Безмутко С. В., Ромашова М. В. Устойчивость образцов конкурсного сортоиспытания и сортов риса Oryza sativa L. дальневосточной селекции к пирикуляриозу // Российская сельскохозяйственная наука. 2022. № 1. С. 19–22. DOI: 10.31857/S2500262722010045.Ilyushko M. V., Guchenko S. S., Lelyavskaya V. N., Bezmutko S. V., Romashova M. V. Ustoichivost' obraztsov konkursnogo sortoispytaniya i sortov risa Oryza sativa L. dal'nevostochnoi selektsii k pirikulyariozu [Blast resistance of the samples of the Competitive Variety Testing and rice varieties Oryza sativa L. of Far Eastern breeding] // Rossiiskaya sel'skokhozyaistvennaya nauka. 2022. № 1. S. 19–22. DOI: 10.31857/S2500262722010045.Илюшко М. В., Фисенко П. В., Суницкая Т. В., Гученко С. С., Чжан Ц., Дэн Л.-В., Костылев П. И. Идентификация генов устойчивости к пирикуляриозу в сортах риса дальневосточной селекции с использованием ДНК-маркеров // Зерновое хозяйство России. 2017. № 4(52). С. 41–45.Ilyushko M. V., Fisenko P. V., Sunitskaya T. V., Guchenko S. S., Chzhan Ts., Den L.-V., Kostylev P. I. Identifikatsiya genov ustoichivosti k pirikulyariozu v sortakh risa dal'nevostochnoi selektsii s ispol'zovaniem DNK-markerov [Identification of blast resistance genes in the rice varieties of Far Eastern breeding when using DNA-markers] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2017. № 4(52). S. 41–45.Коваленко Е. Д., Горбунова Ю. В., Ковалева А. А., Ершова З. Г., Чернова Н. А., Жарова А. Ф., Наскидашвили Ж. Г., Водяной Л. А., Коломиец Т. М., Константинова Л. И., Киселева М. И., Воробьева Н. М., Плеханова Л. Ф., Кратенко В. П. Методические указания по оценке устойчивости сортов риса к возбудителю пирикуляриоза. М.: ВНИИФ, 1988. 30 с.Kovalenko E. D., Gorbunova Yu. V., Kovaleva A. A., Ershova Z. G., Chernova N. A., Zharova A. F., Naskidashvili Zh. G., Vodyanoi L. A., Kolomiets T. M., Konstantinova L. I., Kiseleva M. I., Vorob'eva N. M., Plekhanova L. F., Kratenko V. P. Metodicheskie ukazaniya po otsenke ustoichivosti sortov risa k vozbuditelyu pirikulyarioza [Methodical recommendations for estimating resistance of rice varieties to a blast pathogen]. M.: VNIIF, 1988. 30 s.Коротенко Т. А., Брагина О. А., Супрун И. И., Мухина Ж. М., Епифанович Ю. В., Петрухненко А. А., Хорина Т. А. Резистентность к возбудителю пирикуляриоза и морфобиологические особенности генотипов коллекции Oryza sativa L. из разных эколого-географических групп в условиях Кубанской зоны рисосеяния // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018. Т. 22, № 1. С. 69–78. DOI: 10.18699/VJ18.333.Korotenko T. A., Bragina O. A., Suprun I. I., Mukhina Zh. M., Epifanovich Yu. V., Petrukhnenko A. A., Khorina T. A. Rezistentnost' k vozbuditelyu pirikulyarioza i morfobiologicheskie osobennosti genotipov kollektsii Oryza sativa L. iz raznykh ekologo-geograficheskikh grupp v usloviyakh Kubanskoi zony risoseyaniya [Blast resistance and morphobiological features of Oryza Sativa L. collection genotypes from different ecological and geographical groups in the conditions of the Kuban rice-growing region] // Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii. 2018. T. 22, № 1. S. 69–78. DOI: 10.18699/VJ18.333.Костылев П. И. Гены устойчивости риса к пирикуляриозу // Зерновое хозяйство России. 2017. № 1(49). С. 34–39.Kostylev P. I. Geny ustoichivosti risa k pirikulyariozu [Blast resistance genes in rice] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2017. № 1(49). S. 34–39.Мельничук К. С., Гученко С. С., Ромашова М. В., Илюшко М. В. Оценка продуктивности удвоенных гаплоидов риса, отобранных в ходе маркер-ориентированной селекции на устойчивость к пирикуляриозу // Рисоводство. 2021. № 2(51). С. 6–11. DOI: 10.33775/1684-2464-2021-51-2-6-11.Mel'nichuk K. S., Guchenko S. S., Romashova M. V., Ilyushko M. V. Otsenka produktivnosti udvoennykh gaploidov risa, otobrannykh v khode marker-orientirovannoi selektsii na ustoichivost' k pirikulyariozu [Estimation of productivity of the doubled rice haploids selected in the course of markerbased breeding for blast resistance] // Risovodstvo. 2021. № 2(51). S. 6–11. DOI: 10.33775/1684-24642021-51-2-6-11.Носовский В. С., Носовский С. В., Золотов Б. А. Управление развитием и риски производства риса в Приморском крае // Мелиорация и водное хозяйство. 2015. № 5. С. 6–13.Nosovskii V. S., Nosovskii S. V., Zolotov B. A. Upravlenie razvitiem i riski proizvodstva risa v Primorskom krae [Management of the development and risks of rice production in the Primorsky Krai] // Melioratsiya i vodnoe khozyaistvo. 2015. № 5. S. 6–13.Чайка А. К., Ващенко А. П. Аграрная наука в Приморье (XX–XXI вв.). Владивосток: Рея, 2017. 228 с.Chaika A. K., Vashchenko A. P. Agrarnaya nauka v Primor'e (XX–XXI vv.) [Agricultural science in Primorye (the XX–XXI centuries)]. Vladivostok: Reya, 2017. 228 s.Шилов И. А., Анискина Ю. В., Велишаева Н. С., Колобова О. С., Шалаева Т. В., Костылев П. Н., Дубина Е. В. Технология массового скрининга риса на наличие генов устойчивости к пирикуляриозу Pi-1, Pi-2 и Pi-33 на основе мультиплексного микросателлитного анализа // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32, № 11. С. 21–25. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11105.Shilov I. A., Aniskina Yu. V., Velishaeva N. S., Kolobova O. S., Shalaeva T. V., Kostylev P. N., Dubina E. V. Tekhnologiya massovogo skrininga risa na nalichie genov ustoichivosti k pirikulyariozu Pi-1, Pi-2 i Pi-33 na osnove mul'tipleksnogo mikrosattelitnogo analiza [Technology for a rice mass screening for the presence of blast resistance genes Pi-1, Pi-2 and Pi-33 based on multiplex microsatellite analysis] // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. T. 32, № 11. S. 21 –25. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11105.Kyum M., Kaur H., Kamboj A., Goyal L., Bhatia D. Strategies and prospects of haploid induction in rice (Oryza sativa) // Plant Breeding. 2021. Vol. 1, № 1. DOI: 10.1111/pbr.12971.Kyum M., Kaur H., Kamboj A., Goyal L., Bhatia D. Strategies and prospects of haploid induction in rice (Oryza sativa) // Plant Breeding. 2021. Vol. 1, № 1. DOI: 10.1111/pbr.12971.Srivastava D., Shamim M., Kumar M., Mishra A., Pandey P., Kumar D., Yadav P., Siddiqui M. H., Singh K. N. Current status of conventional and molecular interventions for blast resistance in rice // Rice Science. 2017. Vol. 24, № 6. P. 299–321. DOI: 10.1016/j.rsci.2017.08.001.Srivastava D., Shamim M., Kumar M., Mishra A., Pandey P., Kumar D., Yadav P., Siddiqui M. H., Singh K. N. Current status of conventional and molecular interventions for blast resistance in rice // Rice Science. 2017. Vol. 24, № 6. P. 299–321. DOI: 10.1016/j.rsci.2017.08.001.Xiao N., Wu Y., Pan C., Yu L., Chen Y., Liu G., Li Y., Zhang X., Wang Z., Dai Z., Liang C., Li A. Improving of rice blast resistances in japonica by pyramiding major R genes // Frontiers Plant Science. 2017. Vol. 7, Article number 1918. DOI: 10.3389/fpls.2016.01918.Xiao N., Wu Y., Pan C., Yu L., Chen Y., Liu G., Li Y., Zhang X., Wang Z., Dai Z., Liang C., Li A. Improving of rice blast resistances in japonica by pyramiding major R genes // Frontiers Plant Science. 2017. Vol. 7, Article number 1918. DOI: 10.3389/fpls.2016.01918.

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