Оценка линий удвоенных гаплоидов риса по морфобиологическим признакам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка линий удвоенных гаплоидов риса по морфобиологическим признакам

С.С. Гученко

Аннотация

Проведена оценка удвоенных гаплоидов риса по хозяйственно ценным признакам. рис сорт крупа селекционный

Объектами изучения являлись линии четвертого и пятого поколений, полученные из шести гибридных комбинаций: Hejiang 20 х КТ-3, Хазар х Дарий 23, Луговой х Вираж, № 24 х Долинный, Долинный х Szarvasi 70, Romanico х б/н 9167. Использование линий удвоенных гаплоидов в качестве исходного гомозиготного материала повышает эффективность селекции, позволяет сократить временные и трудовые затраты. Выделены продуктивные, низкорослые, скороспелые линии с высокими технологическими качествами крупы для дальнейшего использования в селекционном процессе с целью получения нового сорта.

Ключевые слова: рис, удвоенные гаплоиды, in vitro, продуктивность, урожайность, технологические качества

Evaluation of morphobiological indicators of rice double haploids

S.S. Guchenko

Rice is a key crop in the south of the Russian Far East. Adoption of biotechnological methods combined with traditional plant breeding enhances effectiveness of the breeding process. Rice double haploid were evaluated according to economically valuable traits. The objects of the research were double haploid lines of the fourth (R₄) and fifth (R₅) generation obtained from six hybrid combinations: Elejiang 20 x KT-3, Khazar x Dariy 23, Lugovoy x Virazh, № 24 x Dolinny, Dolinny x Szarvasi 70, Romanico x w/n 9167. Using double haploid lines as starting homozygous material, increase efficiency of a breeding program and help to save time and effort. The goal of this research was to evaluate of rice double haploid plants from among hybrids of the fourth and fifth generation to select plants for the breeding process. After the evaluation, we selected short productive early-maturing lines with good technological properties of cereals. These lines will be used in the further breeding process to create a new rice variety.

Keywords: rice, double haploids, in vitro, productivity, yield, technological properties

Введение

Рис (Oryza sativa L.) - одна из самых важных в мире зерновых продовольственных культур, которая кормит более половины населения Земли [1] и выращивается практически повсеместно [2]. Среди рисосеющих районов нашей страны Приморский край является самой северной территорией.

Повышение потенциальной урожайности риса в различных условиях является первостепенной задачей для рисоводов [3]. В современных условиях одним из путей повышения урожайности риса и сокращения затрат на производство зерна является правильный подбор сортов [4]. Вследствие этого основными задачами в селекции риса являются разработка методов и приемов отбора ценных генотипов для ускоренного создания высокопродуктивных сортов с коротким периодом вегетации, высоким качеством зерна и устойчивостью к неблагоприятным факторам среды.

На создание новых сортов методами традиционной селекции требуется 12-15 лет, из которых 5-7 лет затрачивается для достижения гомозиготности, обеспечивающей отличимость будущего сорта и стабильность его признаков [5]. Для достижения этих целей в традиционную селекцию для создания новых сортов должны быть включены новые стратегии и инновационные подходы, такие как биотехнологии in 'vitro, разработанные для риса [6].

Андрогенез in vitro является важным компонентом биотехнологии растений. Гаплоидные и удвоенные гаплоиды, полученные в результате андрогенеза, уже давно признаны ценным инструментом в селекции растений [7]. Метод культуры пыльников используется для ускорения селекционных программ целого ряда сельскохозяйственных культур, в первую очередь кукурузы, пшеницы, риса и ячменя [3]. Техника культивирования пыльников была впервые разработана на рисе Ниидзеки и Ооно (1968 г.). Культура пыльников - это процедура культивирования тканей, которая может быть применена для ускорения селекции [8]. Удвоенные гаплоиды имеют ряд преимуществ, этот метод позволяет получать гомозиготные линии в 2-3 поколениях, в отличие от 6-7 поколений путем обычной селекции, и сокращает время, необходимое для выведения нового сорта, тем самым экономя труд и финансовые ресурсы [9, 10].

Цель данного исследования заключалась в оценке линий удвоенных гаплоидов риса четвертого и пятого поколений по хозяйственно ценным признакам для включения их в селекционный процесс.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в лаборатории селекции риса ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки в 2021 г. Опыты располагались на экспериментальной рисовой системе ФНЦ в почвенно-климатической зоне Уссурийска. Посев проведен в оптимальные для данной зоны сроки 22-24 мая.

Объектами изучения являлись линии удвоенных гаплоидов четвертого (R₄) и пятого (R₅) поколений, полученные лабораторией биотехнологии ФГБНУ "ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки" методом культуры пыльников in vitro из шести гибридных комбинаций: Hejiang 20 х КТ-3, Хазар х Дарий 23, Луговой х Вираж, № 24 х Долинный, Долинный х Szarvasi 70, Romanico х б/н 9167. Потомство R₀ каждого растения в отдельности представляло собой 1 линию, которая была отселектирована на стабильность фенотипических признаков. Стандартом был районированный сорт риса Долинный.

Растения-регенеранты изучали в селекционном питомнике на делянках 1,5 м ². Почва опытного участка - луговая глеевая тяжелосуглинистая, характерная для многих рисовых систем [11]. В пахотном слое почвы содержание фосфора повышенное, обменного калия - высокое, кислотность средне- и слабокислая. Возделывание риса проводили согласно разработанной для Приморского края технологии [12]. Предшественник - сидерально-занятый пар (соя на зеленое удобрение). В качестве основного удобрения использовали диаммофоску (10 : 26 : 26 %) в дозе N₃₀P₇₅K₇₅ д.в. на 1 га, подкормки в фазу кущения (3-4 листа) - карбамид (46 %) в дозе N₄₅ д.в. на 1 га. Режим орошения - укороченное затопление.

Учеты и наблюдения проведены по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культурМетодика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 1. Общая часть / под общ. ред. М.А. Федина. М., 1985. 263 с., математическая обработка результатов урожайности - по Б.А. ДоспеховуДоспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 5-е, доп. и перераб. Стер. изд. М.: Альянс, 2014. 351 с..

Результаты исследований

В результате анализа удвоенных гаплоидов по элементам продуктивности в течение нескольких поколений было выделено шесть линий по комплексу признаков.

Основная часть исследуемых линий (235-2, 237-2, 239-1, 243-2), как и стандарт, была представлена низкорослыми образцами (60,1-80 см), две линии: 231-1 и 234-1 - среднерослыми (80,1-100 см). Что касается признаков, контролирующих продуктивность - главный критерий эффективности селекционной работы, то у линий 234-1, 239-1, 243-2 в главной метелке было от 115,6 до 168,9 зерен, масса зерна с 1 растения - 5,8-8,0 г; у линий 239-1 и 243-2 отмечена сильная продуктивная кустистость (3,3 и 3,7 стеблей); все изучаемые линии характеризуются длинным колосом (16,0-19,1 см) (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика морфобиологических признаков дигаплоидных линий риса четвертого (R4) и пятого (Rs) поколений