zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2020-69-3-52-57zhros-941Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSНаследование количественных признаков у гибридов риса F2-F3 Светлый × МаврInheritance of quantitative traits of the rice hybrid F2-F3 Svetly × Mavrhttps://orcid.org/0000-0002-4371-6848КостылевП. И.KostylevP. I.

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

347740, 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.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3392-4774КрасноваЕ. В.KrasnovaE. V.

Кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства риса

347740, г. Зерноград, Научный городок, 3

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher of the laboratory for rice breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

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

Агроном лаборатории селекции и семеноводства риса

347740, г. Зерноград, Научный городок, 3

Agronomist of the laboratory for rice breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

https://orcid.org/0000-0001-8976-2703БалюковаЭ. С.BalyukovaE. S.

Лаборант-исследователь лаборатории селекции и семеноводства риса

347740, г. Зерноград, Научный городок, 3

Research technician of the laboratory for rice breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»РоссияAgricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation202009072020035257Copyright © Костылев П.И., Краснова Е.В., Аксенов А.В., Балюкова Э.С., 20202020Костылев П.И., Краснова Е.В., Аксенов А.В., Балюкова Э.С.Kostylev P.I., Krasnova E.V., Aksenov A.V., Balyukova E.S.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/941

Рис может формировать не только белые, но и красные, коричневые и черные зерна. У черного риса перикарп зерна содержит антоциан, обладающий антиоксидантной активностью и полезный для здоровья человека. Статья посвящена созданию новых линий риса с черным околоплодником на основе гибрида Светлый х Мавр. Цель работы – создание новых форм риса с антоциановым перикарпом. Основные задачи – гибридизация сортов с белым и черным зерном, генетический анализ ряда количественных признаков и отбор лучших растений, формирующих компактные вертикальные метелки с черными зерновками для дальнейшей селекционной работы. Проведен генетический анализ варьирующих количественных признаков, влияющих на зерновую продуктивность риса. Расщепление по окраске перикарпа проходило по типу рецессивного эпистаза в соотношении 9 : 3 : 4. Черная окраска перикарпа формировалась при наличии в генотипе двух доминантных генов Pb и Pp, коричневая определялась геном Pb, белая – остальными комбинациями генов. У гибридов F2 и F3 высота растений и количество колосков на метелке наследовались по типу сверхдоминирования больших значений признака, контролируемых двумя локусами, от взаимодействия которых появились трансгрессивные формы. По длине метелки и массе 1000 зерен установлены промежуточное моногенное наследование и двухвершинность кривых распределения частот признаков. Выделены формы риса с черной окраской перикарпа, сочетающие оптимальную высоту растения, повышенные длину метелки, количество колосков в ней и массу 1000 зерен; создан исходный материал для практической селекции. Исследования проводили в 2018–2020 гг. на полях ОП «Пролетарское» Ростовской области.

Rice can form not only white, but also red, brown and black kernels. In black rice, pericarp kernels contain anthocyanin, which has an antioxidant effect and is beneficial to human health. The current paper is devoted to the development of new rice lines with black pericarp based on the hybrid Svetly × Mavr. The purpose of the work is to develop new forms of rice with anthocyanin pericarp by a hybridization of varieties with white and black kernels, a genetic analysis of a number of quantitative traits and by a selection of the best variants with compact vertical black-kernel panicles to use them in future breeding work. There has been conducted a genetic analysis of varying quantitative traits affecting the rice productivity. The cleavage by a pericarp color was carried out according to the type of recessive epistasis in a ratio of 9 : 3 : 4. The black color of the pericarp was formed in the presence of two dominant genes Pb and Pp in the genotype, the brown color was due to the Pb gene, the white color was due to the rest combinations of genes. The traits “plant height” and “number of spikelets per panicle” of the hybrids F2 and F3 were inherited by the type of superdomination of large values of the trait controlled by two loci, the interaction of which resulted in transgressive forms. According to the traits “panicle length” and “1000 kernel weight”, there has been identified intermediate monogenic inheritance and two-peaked characteristic frequency distribution curves. There have been identified rice forms with black pericarp color, combining the optimal values of the traits “plant height”, increased “panicle length”, “number of spikelets per panicle” and “1000 kernel weight”. On its basis there has been also developed an initial material for practical breeding. The study was carried out in 2018–2020 on the fields of the EP “Proletarskoye” of the Rostov region.

рисгибридперикарпантоцианнаследованиеricehybridpericarpanthocyanininheritanceReferencesДзюба В. А., Есаулова Л. В., Чухирь И. Н., Коротенко Т. Л., Зеленский А. Г. Генетика признаков соцветия риса // Зерновое хозяйство России. 2019. № 1(61). С. 44–48. DOI: 10.31367/2079-8725-2019-61-1-44-48.Dzyuba V. A., Esaulova L. V., Chuhir’ I. N., Korotenko T. L., Zelenskij A. G. Genetika priznakov socvetiya risa [Genetics of rice inflorescence traits] // Zernovoe hozyajstvo Rossii. 2019. № 1(61). S. 44–48. DOI: 10.31367/20798725-2019-61-1-44-48.Дзюба В. А., Есаулова Л. В., Чухирь И. Н., Лапина Е. Н. К методике проведения гибридологического анализа гибридов зерновых культур // Зерновое хозяйство России. 2012. № 3(21). С. 8–13.Dzyuba V. A., Esaulova L. V., Chuhir’ I. N., Lapina E. N. K metodike provedeniya gibridologicheskogo analiza gibridov zernovyh kul’tur [On the methodology for conducting hybridological analysis of grain hybrids] // Zernovoe hozyajstvo Rossii. 2012. № 3(21). S. 8–13.Костылев П. И., Краснова Е. В., Аксенов А. В., Балюкова Э. С. Генетика ряда признаков у гибрида риса Светлый Ч Мавр // Зерновое хозяйство России. 2019. № 3(63). С. 30–35. DOI: 10.31367/2079-8725-2019-63-330-35.Kostylev P. I., Krasnova E. V., Aksenov A. V., Balyukova E. S. Genetika ryada priznakov u gibrida risa Svetlyj Ч Mavr [Genetics of a number of traits in the rice hybrid Svetly Ч Mavr] // Zernovoe hozyajstvo Rossii. 2019. № 3(63). S. 30–35. DOI: 10.31367/2079-8725-2019-63-3-30-35.Goufo P., Trindade H. Rice antioxidants: Phenolic acids, flavonoids, anthocyanins, proanthocyanidins, tocopherols, tocotrienols, г-oryzanol, and phytic acid // Food Sci. Nutr. 2014. No. 2. Pp. 75–104.Goufo P., Trindade H. Rice antioxidants: Phenolic acids, flavonoids, anthocyanins, proanthocyanidins, tocopherols, tocotrienols, г-oryzanol, and phytic acid // Food Sci. Nutr. 2014. No. 2. Pp. 75–104.Lei L., Zheng H. L., Wang J. G., Liu H. L., Sun J., Zhao H. W., Yang L. M., Zou D. T. Genetic dissection of rice (Oryza sativa L.) tiller, plant height, and grain yield based on QTL mapping and metaanalysis // Euphytica. 2018. Vol. 214, no. 109. Pp. 1–17.Lei L., Zheng H. L., Wang J. G., Liu H. L., Sun J., Zhao H. W., Yang L. M., Zou D. T. Genetic dissection of rice (Oryza sativa L.) tiller, plant height, and grain yield based on QTL mapping and metaanalysis // Euphytica. 2018. Vol. 214, no. 109. Pp. 1–17.Liu E., Liu Y., Wu G., Zeng S., Thu G., Thi T. G. T., Liang L., Liang Y., Dong Z., She D., Wang H., Zaid I. U., Hong D. Identification of a candidate gene for panicle length in rice (Oryza sativa L.) via association and linkage analysis // Front Plant Sci. 2016. Vol. 7, no. 596. Pp. 1–13. DOI: 10.3389/fpls.2016.00596.Liu E., Liu Y., Wu G., Zeng S., Thu G., Thi T. G. T., Liang L., Liang Y., Dong Z., She D., Wang H., Zaid I. U., Hong D. Identification of a candidate gene for panicle length in rice (Oryza sativa L.) via association and linkage analysis // Front Plant Sci. 2016. Vol. 7, no. 596. Pp. 1–13. DOI: 10.3389/fpls.2016.00596.Maeda H., Yamaguchi T., Omoteno M., Takarada T, Fujita K., Murata K., Iyama Y., Yoichiro K., Morikawa M., Ozaki H., Mukaino N., Kidani Y., Ebitani T. Genetic dissection of black grain rice by the development of a near isogenic line // Breed Sci. 2014. No. 64(2). Pp. 134–141. DOI: 10.1270/jsbbs.64.134.Maeda H., Yamaguchi T., Omoteno M., Takarada T, Fujita K., Murata K., Iyama Y., Yoichiro K., Morikawa M., Ozaki H., Mukaino N., Kidani Y., Ebitani T. Genetic dissection of black grain rice by the development of a near isogenic line // Breed Sci. 2014. No. 64(2). Pp. 134–141. DOI: 10.1270/jsbbs.64.134.Pereira-Caro G., Cros G., Yokota T., Crozier A. Phytochemical profiles of black, red, brown, and white rice from the Camargue region of France // J. Agric. Food Chem. 2013. No. 61. Pp. 7976–7986.Pereira-Caro G., Cros G., Yokota T., Crozier A. Phytochemical profiles of black, red, brown, and white rice from the Camargue region of France // J. Agric. Food Chem. 2013. No. 61. Pp. 7976–7986.Ranawake A. L., Amarasinghe U. G. S. Changes in yield potential of traditional rice cultivars with variability in plant height, tillers per plant, fertility and days to maturity // Journal of Scientific Research and Reports. 2014. No. 4(2). Pp. 114–122. DOI: 10.9734/JSRR/2015/12042.Ranawake A. L., Amarasinghe U. G. S. Changes in yield potential of traditional rice cultivars with variability in plant height, tillers per plant, fertility and days to maturity // Journal of Scientific Research and Reports. 2014. No. 4(2). Pp. 114–122. DOI: 10.9734/JSRR/2015/12042.Yuan H., Qin P., Hu L., Zhan S., Wang S., Gao P., Li J., Jin M., Xu Z., Gao Q., Du A., Tu B., Chen W., Ma B., Wang Y., Li S. OsSPL18 controls grain weight and grain number in rice // Journal of Genetics and Genomics. 2019. No. 46. Pp. 41–51. DOI: 10.1016/j.jgg.2019.01.003.Yuan H., Qin P., Hu L., Zhan S., Wang S., Gao P., Li J., Jin M., Xu Z., Gao Q., Du A., Tu B., Chen W., Ma B., Wang Y., Li S. OsSPL18 controls grain weight and grain number in rice // Journal of Genetics and Genomics. 2019. No. 46. Pp. 41–51. DOI: 10.1016/j.jgg.2019.01.003.

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