Оценка эффективности андрогенеза in vitro при получении удвоенных гаплоидов риса

Рис является одной из важных продовольственных культур, которая используется в питании большой части населения Земли. Применение метода культуры пыльников in vitro позволяет за 1–2 года получить гомозиготное потомство и генетически уникальный материал. Целью работы является оценка показателей эффективности культивирования пыльников и получение удвоенных гаплоидов риса. Количество сформировавшихся каллусов в пределах гибридов варьировало от 0 до 819 шт. Частота каллусообразования изменялась от 0 до 115 %. Установлено, что сформировали каллус 11 гибридов риса (61 %). В процессе культивирования каллусов на регенерационной среде получено 137 зеленых и 108 альбиносных растений. Наблюдалась низкая частота регенерации растений-регенерантов – 1,6 %. Наибольшее количество каллусов и высокий выход растений-регенерантов обнаружено у трех гибридов: Классик х Вирасан – 568 и 23 шт., Рапан 2 х Аргамак – 358 и 32 шт. и IR86385-248-2-1-B х Контакт – 819 и 152 шт. соответственно. Наибольшее количество растений-регенерантов после адаптации в почве получено у гибридного образца IR86385-248-2-1-B х Контакт (41 шт.), в том числе 4 шт. – удвоенные гаплоиды, а остальные 37 шт. – гаплоиды. Удвоенные гаплоидные растения-регенеранты сформировали метелки с высокой фертильностью (84,5 %). В дальнейший селекционный процесс включены линии IR86385-248-2-1-B х Контакт и Рапан 2 х Аргамак.

1. Илюшко М.В., Ромашова М.В., Гученко С.С. Оценка частоты внутрикаллусной изменчивости андрогенных удвоенных гаплоидов риса (Oryza sativa L.) по генам устойчивости к пирикуляриозу // Сельскохозяйственная биология. 2023. Т. 58, № 3. С. 554–566. DOI:10.15389/agrobiology.2023.3.554rus

2. Савенко Е.Г., Мухина Ж.М., Глазырина В.А., Шундрина Л.А. Оптимизация клеточных технологий in vitro для ускоренного получения генераций риса Oryza sativa L. // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2022. № 144. С.114–121. DOI: 10.36305/0513-1634-2022-144-114-121

3. Ahmadi B., Ebrahimzadeh H. In vitro androgenesis: spontaneous vs. artificial genome doubling and characterization of regenerants // Plant cell reports. 2020. Vol. 39(3). P. 299–316. DOI: 10.1007/s00299-020-02509-z

4. Gao R., Zong Y., Zhang S., Guo G., Zhang W., Chen Z., Lu R., Liu C., Wang Y., Li Y. Efcient isolated microspore culture protocol for callus induction and plantlet regeneration in japonica rice (Oryza sativa L.) // Plant Methods. 2024. Vol. 20. P. 76. DOI:10.1186/s13007-024-01189-0

5. Gueye T., Ndir K.N. In vitro production of double haploid plants from two rice species (Oryza sativa L. and Oryza glaberrima Steudt.) for the rapid development of new breeding material // Sci Res Essays. 2010. Vol. 5. P. 709–713.

6. Kyum M., Kaur H., Kamboj A., Goyal L. Strategies and prospects of haploid induction in rice (Oryza sativa) // Plant Breeding. 2022. Vol. 141 (1). Р.1-11. DOI: 10.1111/pbr.12971

7. Kostylev P., Kainina N., Vozhzhova N., Golubova V., Chertkova N. Creation of Rice Doubled Haploids Resistant to Prolonged Flooding Using Anther Culture // Plants. 2023. Vol. 12. P. 3681. DOI:10.3390/plants12213681

8. Maharani A., Fanata W.I.D., Laeli F.N., Kim K.M., Handoyo T. Callus Induction and Regeneration from Anther Cultures of Indonesian Indica Black Rice Cultivar // Journal of Crop Science and Biotechnology. 2020. Vol. 23 (1). P. 21–28. DOI:10.7324/JABB.2019.70216

9. Pattnaik S.S., Dash B., Bhuyan S.S., Katara J.L., Parameswaran C., Verma R., Ramesh N., Samantaray S. Anther culture efficiency in quality hybrid rice: A comparison between hybrid rice and its ratooned plants // Plants. 2020. Vol. 9(10). P. 1306. DOI: 10.3390/plants9101306

10. Tajedini S., Fakhen B., Niazian M., Mahdinezhad N., Ghanim A.M.A., Pour A.K., Ingelbrecht I., Shariatpanahi M. Efficient microspore embryogenesis and haploid induction in mutant indica rice (Oryza sativa L.) cultivars // Journal of Plant Growth regulation. 2022. Vol. 42, Iss. 4. P. 2345–2359. DOI: 10.1007/s00344-022-10709-y

11. Tripathy, S.K. High-throughput doubled haploid production for indica rice breeding / S.K. Tripathy, J.M. Segui Simarro // Doubled haploid technology. Methods molecular biology. N.Y.: Humana. 2021. Vol. 2287. P. 343–363. DOI: 10.1007/978-1-0716-315-3_20

12. Tripathy S.K., Swain D., Mohapatra P.M., Prusti A.M., Sahoo B., Panda S., Dash M., Chakma B., Behera S.K. Exploring factors affecting anther culture in rice (Oryza sativa L.) // Journal of Applied Biology and Biotechnology. 2019. Vol. 7(02). P. 87–92. DOI: 10.7324/JABB.2019.70216