zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2026-105-4-52-58zhros-3492Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSИдентификация генов устойчивости к аноксии SUB1А и SNORKEL1 у селекционных линий рисаIdentification of anoxia resistance genes SUB1A and SNORKEL1 in rice breeding lineshttps://orcid.org/0000-0002-4371-6848КостылевП. И.KostylevP. I.

доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник кафедры генетики и биотехнологии

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9

Doctor of Agricultural Sciences, leading researcher of the department of genetics and biotechnologies

199034, Russia, St. Petersburg, Universitetskaya Emb., 7/9 

p-kostylev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4005-9771ЧертковаН. Г.ChertkovaN. G.

кандидат биологических наук, младший научный сотрудник кафедры генетики и биотехнологии

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9

Candidate of Biological Sciences, junior researcher of the department of genetics and biotechnologies

199034, Russia, St. Petersburg, Universitetskaya Emb., 7/9 

tycik17082012@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2323-5235ЕмельяновВ. В.EmeliyanovV. V.

кандидат биологических наук, доцент кафедры генетики и биотехнологии 

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9

Candidate of Biological Sciences, associate professor of the department of genetics and biotechnologies

199034, Russia, St. Petersburg, Universitetskaya Emb., 7/9 

bootika@mail.ruСанкт-Петербургский государственный университетРоссияFSBEI HE “Saint Petersburg State University”Russian Federation2026200920261845258Copyright © Костылев П.И., Черткова Н.Г., Емельянов В.В., 20262026Костылев П.И., Черткова Н.Г., Емельянов В.В.Kostylev P.I., Chertkova N.G., Emeliyanov V.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/3492

Рис является второй по площади и величине валового сбора зерновой культурой. В России применяют прямой способ посева риса. При прямом посеве затопление является одним из наиболее важных факторов, вызывающих потери урожая риса. С другой стороны, затопление поля может выступать в качестве природного гербицида в борьбе с сорняками. Отбор селекционных линий риса, устойчивых к анаэробным условиям во время прорастания, может стать решением для преодоления этих ограничений, вызванных стрессом. Выявление молекулярных маркеров, связанных с QTL или генами, контролирующими устойчивость к затоплению во время прорастания, позволяет быстро проводить отбор по данному признаку. Целью исследования является идентификация генов устойчивости к глубоководному затоплению SUB1A и SNORKEL1 в селекционных линиях риса гибридного происхождения. Для исследования было отобрано 108 линий риса гибридного происхождения. В результате ПЦР-анализа с помощью маркера RM7481, специфичного для гена SUB1A, доминантный аллель идентифицировали в 35 линиях риса. Частота рекомбинации составила 1,4 % (1,4 см). Доминантный аллель гена SK1 был идентифицирован в 13 линиях (частота рекомбинации – 2,1 %). Варьирование по всхожести семян сортов и гибридных линий риса в условиях затопления составило от 95 до 100 %. Гибридные линии с доминантным аллелем гена SK1 и донорный сорт Khao Hlan On имели длину от 111 до 143 мм. Гибридные линии риса с доминантным аллелем гена SUB1A в анаэробных условиях замедляли ростовые процессы. В результате исследования были отобраны линии риса, которые являются перспективными образцами для дальнейшей селекционной работы.

Rice is the second-largest grain crop by area and gross yield. Direct sowing is used in Russia. With direct sowing, flooding is one of the most significant factors causing rice yield losses. On the other hand, flooding can act as a natural herbicide to control weeds. Selection of rice breeding lines tolerant to anaerobic conditions during germination can become a solution to overcome these stress-induced limitations. Identifying molecular markers associated with QTLs or genes controlling flood tolerance during germination allows selecting necessary rice lines more rapidly. The purpose of the current study was to identify the SUB1A and SNORKEL1 deep-sea flood resistance genes in hybrid rice lines. There have been studied 108 hybrid rice breeding lines. Due to PCR analysis using the RM7481 marker specific for the SUB1A gene there has been identified a dominant allele in 35 rice lines. The recombination frequency was 1.4 % (1.4 cM). The dominant allele of the SK1 gene was identified in 13 lines (2.1 % of recombination frequency). Seed germination of rice varieties and hybrid lines varied between 95 % and 100 % under flooding conditions. Hybrid lines with a dominant allele of the SK1 gene and the donor variety Khao Hlan On ranged in height from 111 to 143 mm. Hybrid rice lines with a dominant allele of the SUB1A gene slowed growth under anaerobic conditions. As a result of the study, the selected rice lines are promising samples for further breeding.

рис (O. sativa L.)устойчивость к аноксиигены SUB1А и SNORKEL1rice (O. sativa L.)anoxia resistanceSUB1A and SNORKEL1 genesИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №25-14-00074 «Исследование стратегий адаптации риса к недостатку кислорода на основе омиксных технологий».ReferencesДубина Е.В., Лесняк С.А., Гаркуша С.В., Макуха Ю.А., Кутищева А.А. Создание с помощью ДНК-маркеров новых генотипов риса, толерантных к длительному затоплению водой // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2023. № 3. С. 19–23. DOI: 10.31857/2500-2082/2023/3/19-23Dubina E.V., Lesnyak S.A., Garkusha S.V., Makuha YU.A., Kutishcheva A.A. Sozdanie s pomoshch’yu DNK-markerov novyh genotipov risa, tolerantnyh k dlitel’nomu zatopleniyu vodoj [Using DNA markers to develop new rice genotypes tolerant to long-term flooding]// Vestnik rossijskoj sel’skohozyajstvennoj nauki. 2023. № 3. S. 19–23. DOI: 10.31857/2500-2082/2023/3/19-23Черткова Н. Г., Костылев П. И., Усатов А. В., Дуплий Н.Г., Фаддеева Е.А. Поиск новых генотипов риса с устойчивостью к глубоководному затоплению // Биотехнология. 2024. Т. 40. №6. С. 33–40. DOI: 10.56304/S0234275824060036Chertkova N. G., Kostylev P. I., Usatov A. V., Duplij N.G., Faddeeva E.A. Poisk novyh genotipov risa s ustojchivost’yu k glubokovodnomu zatopleniyu [Search for new rice genotypes resistant to deep-water flooding ]// Biotekhnologiya. 2024. T. 40. №6. S. 33–40. DOI: 10.56304/S0234275824060036Angaji S.A., Septiningsih E.M., Mackill D.J., Ismail A.M. () QTLs associated with tolerance of flooding during germination in rice (Oryza sativa L.) // Euphytica. 2010. Vol. 172. P. 159–168. DOI: 10.1007/s10681-009-0014-5Angaji S.A., Septiningsih E.M., Mackill D.J., Ismail A.M. () QTLs associated with tolerance of flooding during germination in rice (Oryza sativa L.) // Euphytica. 2010. Vol. 172. P. 159–168. DOI: 10.1007/s10681-009-0014-5Baltazar M.D., Ignacio J.C., Thomson M.J., Ismail A.M., Mendioro M.S., Septiningsih E.M. QTL mapping for tolerance of anaerobic germination from IR64 and the AUS landrace Nanhiusing SNP genotyping // Euphytica. 2014. Vol. 197(2). P. 251–260. DOI: 10.1007/s10681-014-1064-xBaltazar M.D., Ignacio J.C., Thomson M.J., Ismail A.M., Mendioro M.S., Septiningsih E.M. QTL mapping for tolerance of anaerobic germination from IR64 and the AUS landrace Nanhiusing SNP genotyping // Euphytica. 2014. Vol. 197(2). P. 251–260. DOI: 10.1007/s10681-014-1064-xIsmail A.M., Johnson D.E., Ella E.S., Vergara G.V., Baltazar A.M. Adaptation to flooding during emergence and seedling growth in rice and weeds, and implications for crop establishment // AoB PLANTS. 2012. pls019. DOI: 10.1093/aobpla/pls019Ismail A.M., Johnson D.E., Ella E.S., Vergara G.V., Baltazar A.M. Adaptation to flooding during emergence and seedling growth in rice and weeds, and implications for crop establishment // AoB PLANTS. 2012. pls019. DOI: 10.1093/aobpla/pls019Kim S. M., Kim C. S., Jeong J. U., Reinke R. F., Jeong J. M. Marker-assisted breeding for improvement of anaerobic germination in japonica rice (Oryza sativa) // Plant Breeding. 2019. Vol. 138(2). P. 1–10. DOI: 10.1111/pbr.12719Kim S. M., Kim C. S., Jeong J. U., Reinke R. F., Jeong J. M. Marker-assisted breeding for improvement of anaerobic germination in japonica rice (Oryza sativa) // Plant Breeding. 2019. Vol. 138(2). P. 1–10. DOI: 10.1111/pbr.12719Pucciariello C. Molecular mechanisms supporting rice germination and coleoptile elongation under low oxygen // Plants. 2020. Vol. 9(8). P. 1037. DOI: 10.3390/plants9081037Pucciariello C. Molecular mechanisms supporting rice germination and coleoptile elongation under low oxygen // Plants. 2020. Vol. 9(8). P. 1037. DOI: 10.3390/plants9081037Septiningsih E.M., Ignacio J.C. I., Sendon P.M.D., Sanchez D.L., Ismail A.M., Mackill D.J. QTL mapping and confirmation for tolerance of anaerobic conditions during germination derived from the rice landrace Ma-Zhan Red // Theoretical and Applied Genetics. 2013. Vol. 126(5). P. 1357–1366. DOI: 10.1007/s00122- 013-2057-1Septiningsih E.M., Ignacio J.C. I., Sendon P.M.D., Sanchez D.L., Ismail A.M., Mackill D.J. QTL mapping and confirmation for tolerance of anaerobic conditions during germination derived from the rice landrace Ma-Zhan Red // Theoretical and Applied Genetics. 2013. Vol. 126(5). P. 1357–1366. DOI: 10.1007/s00122-013-2057-1Sun Z.G., Wang B.X., Zhou Z.L., Fang L., Chi M., Li J.F. Screening of germplasm resources and QTL mapping for germinability under submerged condition in rice (Oryza sativa L.) // Acta Agron Sin. 2021. Vol. 47. P.61–70. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.02030Sun Z.G., Wang B.X., Zhou Z.L., Fang L., Chi M., Li J.F. Screening of germplasm resources and QTL mapping for germinability under submerged condition in rice (Oryza sativa L.) // Acta Agron Sin. 2021. Vol. 47. P.61–70. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.02030Tang C., Bai D., Wang X., Dou G., Lv J., Bao Y., Wang N., Yu L., Zhou Y., Zhang J., Meng D., Zhu J., Shi Y. Identication of Candidate Genes for Hypoxia Tolerance in Rice by Genome-Wide Association Analysis and Transcriptome Sequencing // Rice. 2025. Vol. 18. P.10. DOI: 10.1186/s12284-025-00765-9Tang C., Bai D., Wang X., Dou G., Lv J., Bao Y., Wang N., Yu L., Zhou Y., Zhang J., Meng D., Zhu J., Shi Y. Identication of Candidate Genes for Hypoxia Tolerance in Rice by Genome-Wide Association Analysis and Transcriptome Sequencing // Rice. 2025. Vol. 18. P.10. DOI: 10.1186/s12284-025-00765-9

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