Маркерная селекция солеустойчивых форм риса

Настоящая работа посвящена исследованию ДНК- маркеров для получения солеустойчивого риса на основе сортов Российской селекции. С целью валидации информационной ценности разрабатываемой маркерной системы и получения новых солеустойчивых форм была проведена гибридизация чувствительного к соли отечественного сорта Новатор с линиями IR 52713-2B-8-2B-1-2, IR 74099-3R-3-3, IR 61920-3B-22-2-1 (NSIC Rc 106) - донорами локуса солеустойчивости SalTol QTL. Оценку образцов к солевому стрессу проводили при концентрации NaCl 1,0 %. Растения выращивали в климатической камере при температуре 26ºС, влажности 70 %, световом цикле 14/10 ч. Через 14 дней измеряли длину корешков и проростков, рассчитывали процент всхожести семян. В SSR анализе использовали (RM 140, RM 237, RM 8094, RM 8095, RM 3412, RM 7075, RM 8046, AUT 10777, RM 3412 b, RM 10746, RM 10782, RM 493, RM 10776, RM 10793), ассоциированных с локусом солеустойчивости SalTol . Показано, что кодоминантные маркеры RM 493 и RM 7075 обладают высокой эффективностью при контроле передачи SalTol QTL в отечественные сорта риса. Из растений второго поколения были отобраны 90 образцов, которые проанализировали методом ПЦР на наличие интродуцируемых аллелей SalTol. По результатам ДНК-анализа гибридов F₂, полученных на основе высокопродуктивного раннеспелого сорта Новатор и линий-доноров SalTol : IR 52713-2B-8-2B-1-2, IR 74099-3R-3-3, IR 61920-3B-22-2-1 (NSIC Rc 106), были идентифицированы 17 солеустойчивых образцов, гомозиготных по искомому локусу, 29 образцов несли SalTol в гетерозиготном состоянии, у остальных исследованных растений показаны только аллели, унаследованные от сорта Новатор.

рис, сорт, солеустойчивость, ДНК-маркеры, SSR анализ, локус SalTol, rice, variety, salinity tolerance, DNA-markers, SSR-analysis, locus SalTol

1. Ashraf, M. Marker-assisted selection in plant breeding for salinity tolerance / Ashraf, M., N.A. Akram, Mehboob-Ur-Rahman and M.R. Foolad // Methods Mol Bio., 2012. - 913. - P. 305-33.

2. Das, P. Understanding salinity responses and adopting “omics-based” approaches to generate salinity tolerant cultivars of rice / Das, P., K.K. Nutan, S.L. Singla-Pareek and A. Pareek // Frontiers in Plant Science, 2015. - 6. - P. 712.

3. Усатов А.В. ДНК-маркеры устойчивости к ложной мучнистой росе (Plasmopara halstedii) у дикорастущих форм подсолнечника / Усатов А.В., Азарин К.В., Тихобаева В.Е., Воличенко М.И., Гаврилова В.А., Маркин Н.В // Современные проблемы науки и образования, 2013. - № 4. - C. 1-6.

4. Negrão, S. Recent updates on salinity stress in rice: from physiological to molecular responses / Negrão, S., Courtois B, Ahmadi N, Abreu I, Saibo N, Oliveira MM // Critical Reviews in Plant Sciences, 2011. - V. 30. - P. 329-377.

5. Mekawy, A.M. Growth, physiological adaptation, and gene expression analysis of two Egyptian rice cultivars under salt stress / Mekawy, A.M., D.V. Assaha, H. Yahagi, Y. Tada, A. Ueda and H. Saneoka // Plant Physiology and Biochemistry, 2011. - 1 87. - P. 17-25.

6. 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.

7. Bonilla, P. RFLP and SSLP mapping of salinity tolerance genes in chromosome 1 of rice (Oryza sativa L.) using recombinant inbred lines / Bonilla, P., Dvorak J., Mackill D., Deal K., Gregorio G. // The Philippine Agricultural Scientist, 2002. - V. 85. - P. 68-76.

8. Lin, H.X. QTLs for Na+ and K+ uptake of the shoots and roots controlling rice salt tolerance / Lin, H.X., Zhu M.Z., Yano M., Gao J.P., Liang Z.W., Su W.A., Hu X.H., Ren Z.H., Chao D.Y. // Theor Appl Genet., 2004. - V. 108(2). - P. 253-260.

9. Cotsaftis, O. A Two-Staged Model of Na+ Exclusion in Rice Explained by 3D Modeling of HKT Transporters and Alternative Splicing / Cotsaftis, O., D. Plett, N. Shirley, M. Tester and M. Hrmova // PLoS ONE, 2012. - 7(7): e39865.

10. Kumar, V.A. Genome-wide association mapping of salinity tolerance in rice (Oryza sativa) / Kumar, V., A., Singh, S.V.A. Mithra, S. L. Krishnamurthy, S. K. Parida, S. Jain, K. K. Tiwari, P. Kumar, A. R. Rao, S. K. Sharma, J. P. Khurana, N. K. Singh, and T. Mohapatra // DNA Research: An International Journal for Rapid Publication of Reports on Genes and Genomes, 2015. - 22(2). - P. 133-145.

11. Platten, J.D. Salinity tolerance, Na+ exclusion and allele mining of HKT1;5 in Oryza sativa and O. glaberrima: many sources, many genes, one mechanism? / J.D. Platten, J.A. Egdane, A.M. Ismail // BMC Plant Biol., 2013. - V. 13. - P 2-16.

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. Анализ полиморфизма хлоропластной ДНК культурного и дикорастущего подсолнечника Helianthus petiolaris / Н.В Маркин, К.В. Азарин, В.С. Лотник, О.Ф. Горбаченко., В.А. Гаврилова, А.В. Усатов // Масличные культуры: Науч.-техн. бюл. ВНИИМК, 2011. - №2 (148-149). - С. 105-108.

14. Mardani1, Z. Identification of molecular markers linked to salt-tolerant genes at germination stage of rice / Z. Mardani1, B. Rabiei, H. Sabouri, A. Sabouri // Plant Breeding, 2014. - V. 133. - P. 196-202.

15. Ali, Md.N. Screening of rice landraces for salinity tolerance at seedling stage through morphological and molecular markers / Md.N. Ali, L. Yeasmin, S. Gantait, R. Goswami, S. Chakraborty // Physiol Mol Biol Plants., 2014. - V. 20. - P. 411-423.