RU2781949C1 - Способ выведения солеустойчивого сорта риса - Google Patents

Способ выведения солеустойчивого сорта риса Download PDF

Info

Publication number
RU2781949C1
RU2781949C1 RU2021127970A RU2021127970A RU2781949C1 RU 2781949 C1 RU2781949 C1 RU 2781949C1 RU 2021127970 A RU2021127970 A RU 2021127970A RU 2021127970 A RU2021127970 A RU 2021127970A RU 2781949 C1 RU2781949 C1 RU 2781949C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hybrids
generation
salt
rice
salt tolerance
Prior art date
Application number
RU2021127970A
Other languages
English (en)
Inventor
Екатерина Борисовна Кудашкина
Original Assignee
Екатерина Борисовна Кудашкина
Filing date
Publication date
Application filed by Екатерина Борисовна Кудашкина filed Critical Екатерина Борисовна Кудашкина
Application granted granted Critical
Publication of RU2781949C1 publication Critical patent/RU2781949C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способу выведения солеустойчивого сорта риса. Способ выведения солеустойчивого сорта риса включает в себя следующие этапы: А) подбирают родительские формы с геном солеустойчивости и с высокой урожайностью, скрещивают их для получения гибридов; Б) анализируют гибриды со второго F2 до шестого поколения F6 на наличие гена Saltol методом ПЦР-анализа, оставляют доминантные гомозиготы и гетерозиготы; В) все гибридные формы, начиная с гибридов второго поколения F2 и заканчивая гибридами шестого поколения F6, подвергают строгому фенотипическому, генотипическому и лабораторному отбору под воздействием стресса с учетом хозяйственно-ценных признаков; отбирают лучшие линии для репродуцирования следующего поколения; Г) все гибриды каждый год изучают на солеустойчивость лабораторным способом: в рулонах из фильтровальной бумаги и полиэтилена, в 1,5% солевом растворе NaCl; отбирают лучшие образцы с солеустойчивостью свыше 70%; Д) в гибридах четвертого поколения F4 изучают солеустойчивость семян гибридов риса от посева до созревания в условиях микрочеков, которые представляют собой наполненную почвой ёмкость размером 300 × 100 см, изолированную полиэтиленовой плёнкой от протекания для сохранения стабильных жестких условий – 1,5% концентрации соли в почве; после созревания проводят биометрический анализ растений, отбирают все выжившие гибриды для репродуцирования следующего поколения в обычных рисовых чеках; Ж) все семена гибридных форм пятого поколения F5 после фенотипического и генотипического отборов с помощью ПЦР-анализа проходят отбор на 1,5% засолении NaCl рулонным способом, самые лучшие проростки с солеустойчивостью выше 50% и в которых присутствует искомый ген солеустойчивости переносят в стаканчики с почвой и в виде рассады пересаживают в рисовые чеки; З) для отбора устойчивых к засолению форм риса в период цветения и созревания семян гибриды шестого поколения F6 извлекают из рисовых чеков в период трубкования и помещают в ящики с фиксированной концентрацией NaCl 1%, при этом растения шестого поколения F6, сформировавшие максимальное количество зёрен в таких стрессовых условиях, как солевой шок перед цветением, являются самыми устойчивыми к солевому стрессу в период цветения и созревания семян; И) гибриды шестого поколения F6 формируют максимально чистые линии, готовые к размножению и испытанию в контрольном питомнике и конкурсном сортоиспытании, а также дальнейшему государственному сортоиспытанию. Изобретение позволяет повысить урожайность риса при его возделывании на засоленных почвах и при орошении водой с массовой долей солей до 1,5%. 6 ил.

Description

Заявляемое изобретение относится к новым способам выращивания растений, а именно к способу выведения солеустойчивого сорта риса.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение урожайности риса при его возделывании на засоленных почвах и при орошении водой с массовой долей солей до 1,5%.
За счет скрещивания сортов риса разного экологического происхождения, относящихся к разным подвидам, происходит объединение генов, контролирующих признаки высокой солеустойчивости и урожайности.
Солеустойчивый рис может расти на засоленных почвах, таким образом, решается проблема возделывания риса на малопригодных землях. Урожайность повышается за счет устойчивости риса к неблагоприятным условиям, в том числе к наличию высокой концентрации соли в воде для полива.
На данный момент известны следующие способы, наиболее схожие с заявляемым:
1. Метод быстрого размножения солеустойчивых сортов риса по патенту CN103262788. Данное изобретение относится к способу быстрого размножения солеустойчивого сорта риса и относится к технической области селекции растений. Способ быстрого размножения включает следующие стадии: гибридизацию сортов и проведение ускоренного размножения гибридов; проведение идентификации на стадии проращивания семян в поколении F1 и выявление солеустойчивых зародышей в условиях лаборатории и прибрежной засоленной почвы с концентрацией солевого раствора 0,4-0,5% для скрининга отдельных растений риса. Растения с урожайностью и качеством выше, чем у Yancheng 156, пересаживаются отдельно в естественных условиях. Далее происходит выборочное традиционное размножение нового толерантного к засолению сорта риса индика с солеустойчивостью 0,4-0,5%, высокой урожайностью и хорошим качеством риса, названного солеустойчивым рисом 3931. Отличается от заявленного способа тем, что использует только генетический метод - для уже выведенных сортов, в то время как заявленный способ нацелен на первоначальное выведение солеустойчивых сортов риса.
2. Применение гена OsPIL13 в повышении солеустойчивости риса по патенту CN105002212. Изобретение раскрывает применение гена OsPIL13 для улучшения устойчивости риса к солевому стрессу. Специфический фрагмент гена OsPIL13 сорта риса Nipponbare принимается в качестве последовательности нуклеотидов, которая переносится в рис, уровень экспрессии гена OsPIL13 понижается, а солеустойчивость повышается. В условиях солевого стресса (200 мМ NaCl) выживаемость контрольных проростков риса составляет около 11,0%, а трансгенных - 71-90%. Новые генные ресурсы представляются как возможность выращивания солеустойчивых сортов сельскохозяйственных культур с высокой устойчивостью к данному стрессору, а также предоставляется поддержка для изучения солеустойчивости у других видов зерновых культур. Данный способ отличается от заявляемого тем, что использует метод редактирования генов, требующий использования дорогостоящего оборудования, которое не доступно большинству научных центров и сельских хозяйств при массовом выведения сортов риса.
3. Метод селекции для направленной и эффективной селекции солеустойчивых сортов риса по патенту CN109207509. Настоящее изобретение относится к способу направленной и эффективной селекции сортов риса с высокой солеустойчивостью и гетерозисом. Способ основан на методике редактирования гена CRISPR/Cas9 в сочетании с методами повышения гетерозиса. Метод включает выбор конкретной последовательности-мишени в соответствии с последовательностью экзонов риса OsRR22, одновременное редактирование родителей гибридного риса, создание мутантных линий со значительно улучшенной солеустойчивостью в качестве превосходных солеустойчивых родителей, а затем проведение теста на скрещивание и селекцию новых гибридных сортов риса с высокой солеустойчивостью и сильным гетерозисом. Отличается от заявляемого способа тем, что использует более низкую концентрацию соли 0,5%, что не позволяет отобрать наиболее устойчивые к солевому стрессу образцы и повысить урожайность, а также использует дорогостоящий метод редактирования генов.
Осуществление заявляемого способа выведения солеустойчивого сорта риса иллюстрируется следующими фигурами:
фиг. 1 Закладка семян риса на солеустойчивость рулонным способом;
фиг. 2 Сравнение проростков риса в соленой и дистиллированной воде для анализа солеустойчивости;
фиг. 3 Образцы микрочеков с размеченными рядками риса;
фиг. 4 Изучение солеустойчивости риса в условиях микрочеков (контрольный/опытный образец);
фиг. 5 Отбор лучших проростков риса на соленом фоне в стаканчики с целью дальнейшей пересадки в чеки в виде рассады;
фиг. 6 Изучение солеустойчивости риса в период трубкования;
Суть заявляемого способа состоит в следующем: сначала подбирают родительские формы с геном солеустойчивости и высокой урожайностью, далее их скрещивают и из каждой гибридной комбинации все линии пересевают из года в год, подвергая массовым отборам: фенотипическим, генотипическим, лабораторным под воздействием стресса. Каждая линия из первоначальной комбинации изучается 7-8 лет, пока не выделится лучшая по хозяйственно-ценным и генотипическим признакам, с урожайностью выше стандартного сорта. Такая линия имеет право называться солеустойчивым сортом риса.
Скрещивают родительские формы: Российский высокоурожайный скороспелый сорт и Зарубежный сорт с геном солеустойчивости Saltol. Используют минимум три сорта донора солеустойчивости. Гибридизацию проводят твел-методом в тепличных условиях. Гибриды первого поколения F1 выращивают в поле.
Гибриды второго поколения F2 анализируют на наличие гена Saltol методом ПЦР-анализа. При проведении маркерного анализа используют 2 пары маркеров, сцепленных с локусом солеустойчивости: RM493 и RM7075.
Амплификацию проводят в термоциклере PalmCyclerCorbettResearch. ПЦР продукты разделяют с помощью электрофореза в 2% агарозном геле с бромистым этидием.
Для дальнейшей работы оставляют доминантные гомозиготы и гетерозиготы, рецессивные гомозиготы выбраковывают, поскольку они не несут искомого гена. Все гибридные формы, начиная с гибридов второго поколения F2 и заканчивая гибридами шестого поколения F6, подвергают строгому фенотипическому отбору с учетом хозяйственно-ценных признаков.
Параллельно каждый год все гибриды изучают на солеустойчивость лабораторным способом - в рулонах из фильтровальной бумаги и полиэтилена 1, в 1,5% солевом растворе NaCl. На контроле семена проращивают в дистиллированной воде. Все растения выращивают в термостате при температуре 25°С, влажности 70%. Через 10 дней определяют всхожесть, измеряют длину и массу проростков риса, рассчитывают процент солеустойчивости 2.
Солеустойчивость определяют как соотношение длины ростков и корешков риса на солевом растворе к таковым показателям на дистиллированной воде, выраженное в процентах. Для отбора лучших форм риса опираются не только на относительные величины, но и на абсолютные. Отбирают лучшие образцы с солеустойчивостью свыше 70%.
Таким образом, изучают гибриды третьего поколения F3 и четвертого поколения F4. В гибридах четвертого поколения F4 ключевым моментом является изучение солеустойчивости семян гибридов риса от посева до созревания в условиях микрочеков 3. Гибриды риса высевают в почву микрочеков. Микрочеки представляют собой наполненную почвой емкость размером 300×100 см, изолированную полиэтиленовой пленкой от протекания для сохранения стабильных жестких условий - 1,5% концентрации соли в почве микрочека.
Схема опыта включает в себя: контроль - вода без засоления, опыт - засоление 0,5% раствором NaCl. Полив производится водопроводной водой до фиксированного уровня 10 см. Повторность двухкратная, в микрочеке размещают по 25 рядов с 50 семенами риса в каждом ряду.
После созревания проводят биометрический анализ растений по следующим признакам: высота растения, масса снопа с делянки, кустистость, длина метелки, масса метелки, количество выполненных зерен, количество пустых колосков, общее число колосков, фертильность.
Отбирают все выжившие гибриды и пересевают для репродуцирования следующего поколения в обычных рисовых чеках. Лучшие по общему индексу солеустойчивости гибриды риса отбирают в селекционный питомник в качестве кандидатов в будущие солеустойчивые сорта.
Все семена гибридных форм пятого поколения F5 после фенотипического отбора проходят генотипический отбор с помощью ПЦР-анализа. Параллельно все гибриды пятого поколения F5 закладывают в рулоны фильтрованной бумаги для проращивания в 1,5% растворе NaCl, контроль - дистиллированная вода во всех случаях. На 10-й день проращивания отбирают линии риса с максимальной длиной ростков более 7 см и длины корешков более 10 см, а также имеющие искомый ген солеустойчивости. Их помещают в стаканчики 4 с почвой и удобрением нитроаммофоска, а именно 2 гранулы на 300-граммовый стакан с почвой, для восстановления, при этом поливают дистиллированной водой. Через неделю укрепившуюся рассаду высаживают вручную в чеки, разрезая пластиковый стакан по одному краю и вставляя образец с почвой в чек квадратно-гнездовым способом.
Гибриды шестого поколения F6 высевают на размножение в селекционном питомнике. Выборочно, лучшие по признаку солеустойчивости линии риса извлекают из чеков в период трубкования и помещают в ящики 5 размером 100 × 50 × 50 см с полиэтиленовой пленкой на дне для защиты от протекания, в качестве контроля для полива используют обычную водопроводную воду.
Схема опыта аналогична схеме с использованием микрочеков: контроль - без засоления, опыт - засоление 1,0% раствором NaCl. Полив производят водопроводной водой до фиксированного уровня 10 см. Повторность двухкратная, в каждом ящике размещают по 50 кустов - по 3-4 растения в каждом, согласно схеме 5×10.
После созревания проводят биометрический анализ растений по следующим признакам: высота растения, длина метелки, масса метелки, количество выполненных зерен, количество пустых колосков, общее число колосков, фертильность, масса 1000 зерен. Рассчитывают соотношение опыт/контроль (О/К) по каждому признаку и выводят средний процент солеустойчивости.
Растения, формирующие максимальное количество зерен в таких стрессовых условиях как солевой шок перед цветением, являются самыми устойчивыми к солевому стрессу во время цветения и созревания.
В гибридах шестого поколения F6 уже сформировано достаточно семян для размножения, и лучшие линии передают в контрольный питомник, где изучают их урожайность. После этого гибриды седьмого поколения F7 определяют в контрольный питомник второго года и далее в конкурсное сортоиспытание для определения лучших линий по урожайности. Гибриды восьмого поколения F8 передают в конкурсное сортоиспытание и далее на государственное сортоиспытание.

Claims (9)

  1. Способ выведения солеустойчивого сорта риса, включающий в себя следующие этапы:
  2. А) подбирают родительские формы с геном солеустойчивости и с высокой урожайностью, скрещивают их для получения гибридов;
  3. Б) анализируют гибриды со второго F2 до шестого поколения F6 на наличие гена Saltol методом ПЦР-анализа, оставляют доминантные гомозиготы и гетерозиготы;
  4. В) все гибридные формы, начиная с гибридов второго поколения F2 и заканчивая гибридами шестого поколения F6, подвергают строгому фенотипическому, генотипическому и лабораторному отбору под воздействием стресса с учетом хозяйственно-ценных признаков; отбирают лучшие линии для репродуцирования следующего поколения;
  5. Г) все гибриды каждый год изучают на солеустойчивость лабораторным способом: в рулонах из фильтровальной бумаги и полиэтилена, в 1,5% солевом растворе NaCl; отбирают лучшие образцы с солеустойчивостью свыше 70%;
  6. Д) в гибридах четвертого поколения F4 изучают солеустойчивость семян гибридов риса от посева до созревания в условиях микрочеков, которые представляют собой наполненную почвой ёмкость размером 300 × 100 см, изолированную полиэтиленовой плёнкой от протекания для сохранения стабильных жестких условий – 1,5% концентрации соли в почве; после созревания проводят биометрический анализ растений, отбирают все выжившие гибриды для репродуцирования следующего поколения в обычных рисовых чеках;
  7. Ж) все семена гибридных форм пятого поколения F5 после фенотипического и генотипического отборов с помощью ПЦР-анализа проходят отбор на 1,5% засолении NaCl рулонным способом, самые лучшие проростки с солеустойчивостью выше 50% и в которых присутствует искомый ген солеустойчивости переносят в стаканчики с почвой и в виде рассады пересаживают в рисовые чеки;
  8. З) для отбора устойчивых к засолению форм риса в период цветения и созревания семян гибриды шестого поколения F6 извлекают из рисовых чеков в период трубкования и помещают в ящики с фиксированной концентрацией NaCl 1%, при этом растения шестого поколения F6, сформировавшие максимальное количество зёрен в таких стрессовых условиях, как солевой шок перед цветением, являются самыми устойчивыми к солевому стрессу в период цветения и созревания семян;
  9. И) гибриды шестого поколения F6 формируют максимально чистые линии, готовые к размножению и испытанию в контрольном питомнике и конкурсном сортоиспытании, а также дальнейшему государственному сортоиспытанию.
RU2021127970A 2021-09-23 Способ выведения солеустойчивого сорта риса RU2781949C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2781949C1 true RU2781949C1 (ru) 2022-10-21

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116508644A (zh) * 2023-04-11 2023-08-01 江苏省大华种业集团有限公司 一种轻简化栽培粳稻品种快速高效的选育方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУДАШКИНА Е.Б., Оценка солеустойчивости коллекционных и селекционных образцов риса в условиях Ростовской области, автореферат диссертации, Краснодар, 2019, весь документ. КОСТЫЛЕВ П.И. и др., Селекция стрессоустойчивых сортов риса с помощью ДНК-маркеров, Таврический вестник аграрной науки, N 2 (6), 2016, c. 69-78. SINGH, D. et al., Marker assisted selection and crop management for salt tolerance: a review, African Journal Biotechnology, 2011, V. 10., 66., p. 14694-14698. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116508644A (zh) * 2023-04-11 2023-08-01 江苏省大华种业集团有限公司 一种轻简化栽培粳稻品种快速高效的选育方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sabar et al. Identification and mapping of QTLs associated with drought tolerance traits in rice by a cross between Super Basmati and IR55419-04
CN105010129A (zh) 早熟陆地棉新种质选育方法
US20190191645A1 (en) Method for cultivating perennial rice using asexual propagation characteristic of oryza longistaminata
US20220232796A1 (en) Methods for the production of seed with improved seed germination properties
CN102405826A (zh) 一种利用甘薯特异材料选育自交系的方法
CN109618911A (zh) 一种简便高效低成本的冬小麦异地加代育种方法
KR102276931B1 (ko) 침수 저항성, 혐기 발아성 및 도열병 저항성이 우수한 인디카 벼 신품종 '세종인디1' 및 이의 육종 방법
CN106342555B (zh) 胡杨和灰杨的天然杂交变异种灰胡杨选育新品种的方法
CN103109747A (zh) 一种基于茎节增殖的金钱松快速繁殖方法
AU2015202003A1 (en) A method of in vitro culture of wheat spikes through hybridization between wheat and maize to induce haploid embryos
CN104813926A (zh) 一种抗小麦黄花叶病的育种方法
CN103869058A (zh) 番茄耐盐度的快速评价方法
RU2781949C1 (ru) Способ выведения солеустойчивого сорта риса
Yamaguchi et al. Early-maturing and chilling-tolerant soybean lines derived from crosses between Japanese and Polish cultivars
CN106376454B (zh) 抗烟嘧磺隆谷子种质的选育方法及应用
Suwignyo et al. Development of rice varieties adaptive to nontidal swampland using MABC: Growth characteristics of parent plant and F1 result
KR102140300B1 (ko) 인산 흡수능, 침수 저항성 및 혐기발아성이 증가된 벼 신품종 'ipsa' 및 이의 육종 방법
CN112493121A (zh) 一种适用于高产油用牡丹实生选种方法
CN108901820A (zh) 一种耐盐光身水稻三系不育系选育方法
Toxopeus et al. Breeding research and in vitro propagation to improve carvone production of caraway (Carum carvi L.)
CN114634995B (zh) 一种甜瓜耐冷qtl及其连锁的分子标记的方法与应用
Hogan et al. Importance of selection and evaluation of vegetatively propagated jojoba before commercial release
Hanzawa et al. Quantification of soil-surface roots in seedlings and mature rice plants
Khayitov et al. Study of rice genotypes and their use in the process of selection
CN106358729B (zh) 一种用于野生大豆遗传完整性分析的繁殖更新方法