SSR МАРКЕРЫ УСТОЙЧИВОСТИ РИСА К ПОЛНОМУ ЗАТОПЛЕНИЮ

Настоящая работа посвящена исследованию информативности SSR-маркеров, ассоциированных с локусом устойчивостью к затоплению Sub1A, с целью интрогрессии данного локуса в генотипы высокопродуктивных сортов отечественной селекции. В результате SSR-анализа образцов риса по 7 микросателлитным маркерам (RM 219, RM 316, RM 444, RM 464, RM 7481, RM 8303, RM 23877) было показано, что только RM 7481 дает специфические хорошо воспроизводимые спектры и является информативным для идентификации локуса Sub1A. Для оценки взаимосвязи наследования маркера RM 7481 и признака устойчивости к затоплению провели гибридизацию между линиями-донорами локуса устойчивости BR-11, Inbara-3, CR-1009, TDK-1 и скороспелым российским сортом Новатор. По результатам ДНК-анализа гибридов F2 выявлены образцы, несущие различные аллельные варианты локуса Sub1A, часть из них была представлена гомозиготами. Оценка устойчивости к водному стрессу исследуемых гибридов риса и их родительских форм через 21 дней после прорастания показала, что повышенный уровень воды достоверно снижал этот показатель у сорта Новатор и гибридов, не унаследовавших локус устойчивости по данным молекулярно-генетического анализа. Наиболее устойчивыми формами по показателю выживаемости были линии-доноры устойчивости и гибридные растения, несущие локус Sub1A в гомозиготном и гетерозиготном состоянии. Таким образом, в результате исследования SSR-маркеров, сцепленных с локусом устойчивости Sub1A, была показана высокая информативность кодоминантного маркера RM 7481 для маркер-ассоциированной селекции устойчивых к глубоководному затоплению форм риса.

1. Kawano, N. Morphological and physiological responses of rice seedlings to complete submergence (flash flooding) / N. Kawano, O. Ito and J.-I. Sakagami // Annals of Botany, 2009. – V. 103. – P. 161-169.

2. Fukao, T. The submergence tolerance regulator sub1a mediates crosstalk between submergence and drought tolerance in rice / T. Fukao, El. Yeung, and J. Bailey-Serres // The Plant Cell, 2011. – V. 23. – P. 412-427.

3. Jung, K.-H. The submergence tolerance regulator sub1a mediates stress-responsive expression of ap2/erf transcription factors / K.-H. Jung, Y.-S. Seo, H.Walia, P. Cao, T. Fukao, P. E. Canlas, F. Amonpant, J. Bailey-Serres, and P. C. Ronald // Plant Physiology, 2010. – V. 152. – P. 1674-1692.

4. Niroula, R. K. SUB1A-dependent and -independent mechanisms are involved in the flooding tolerance of wild rice species / R. K. Niroula, C. Pucciariello, V. T. Ho, G. Novi, T. Fukao and P. Perata,// The Plant Journal, 2012. – V. 72. – P. 282-293.

5. Mickelbart, M. V. Genetic mechanisms of abiotic stress tolerance that translate to crop yield stability / M. V. Mickelbart, P. M. Hasegawa and J. Bailey-Serres // Nature Reviews Genetics, 2015. – P. 1-15.

6. Fukao, T. Submergence tolerance conferred by Sub1A is mediated by SLR1 and SLRL1 restriction of gibberellin responses in rice / T. Fukao and J. Bailey-Serres // PNAS, 2008. – V. 105 (43). – P. 16814-16819.

7. Septiningsih, E. M. Development of submergence-tolerant rice cultivars: the Sub1 locus and beyond / E. M. Septiningsih, A. M. Pamplona, D. L. Sanchez, C. N. Neeraja, G. V. Vergara, S. Heuer, A. M. Ismail and D. J. Mackill // Annals of Botany, 2009. – V. 103. – P. 151-160.

8. Linh, T.-H. Improving submergence tolerance of vietnamese rice cultivar by molecular breeding / T.-H. Linh, L.-H. Linh, D.-T. K. Cuc, L.-H. Ham and T.-D. Khanh // J. Plant Breed. Genet., 2013. – V. 01 (03). – P. 157-168.

9. Костылев П.И. Перспективы использования устойчивого к длительному затоплению риса с геном Sub1 в селекции российских сортов / П.И. Костылев, А.А. Редькин, Е.В. Краснова, А.В. Усатов, М.С. Макаренко // Зерновое хозяйство России, 2015. – 4 (40). – С.37- 42.

10. Xu, K. Sub1A is an ethylene response factor-like gene that confers submergence tolerance to rice / K. Xu, X. Xia, T. Fukao, P. Canlas, R. Maghirang-Rodriguez, S. Heuer, A.I. Ismail, J. Bailey- Serres, P.C. Ronald, D.J. Mackill // Nature, 2006. – V. 442. – P. 705-708.

11. Fukao, T. Evolutionary analysis of the Sub1 gene cluster that confers submergence tolerance to domesticated rice / T. Fukao, T. Harris and J. Bailey-Serres // Annals of Botany, 2009. – V. 103. – P. 143-150.

12. Boom, R. Rapid and simple method for purification of nucleic acids / R. Boom, C.J.A. Sol, M.M.M. Salimans, C.L. Jansen, P.M.E. Wertheim-Van Dillen, J. Van Der Noordaa // J. Clin. Microb., 1990. – V. 28. – №3. – P. 495-503.

13. Маркин, Н. В. Исследование полиморфизма хлоропластной ДНК подсолнечника (Helianthus L.) / Н. В. Маркин, А. В. Усатов, М. Д. Логачева, К. В. Азарин, О. Ф. Горбаченко и др. // Генетика. – 2015. – T. 51, № 8. – C. 873-880.

14. Usatov, A.V. DNA-markers of sunflower resistance to the downy mildew (Plasmopara halstedii) / Usatov, A.V., A.I. Klimenko, K.V. Azarin, O.F. Gorbachenko and N.V. Markin et al. // Am. J. Biochem. Biotech., 2014. – V.10. – P. 125-129.

15. Azarin, K. V. Effects of salt stress on ion balance at vegetative stage in rice (Oryza sativa L.) / K.V. Azarin, A.V. Alabushev, A.V. Usatov, P.I. Kostylev, N.S. Kolokolova and O.A. Usatova // OnLine Journal of Biological Sciences, 2016. – V.16 (1). – P. 76-81.