Идентификация генов устойчивости к аноксии SUB1А и SNORKEL1 у селекционных линий риса

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.

1. Дубина 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: 10.31857/2500-2082/2023/3/19-23

2. Черткова 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/S0234275824060036

3. Angaji 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/s10681-009-0014-5

4. Baltazar 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-x

5. Ismail 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/pls019

6. Kim 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.12719

7. Pucciariello C. Molecular mechanisms supporting rice germination and coleoptile elongation under low oxygen // Plants. 2020. Vol. 9(8). P. 1037. DOI: 10.3390/plants9081037

8. Septiningsih 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- 013-2057-1

9. Sun 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.1006.2021.02030

10. Tang 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