DOI: https://doi.org/10.18524/2077-1746.2020.1(46).205812

ОЦІНКА РЕГЕНЕРАЦІЙНОГО ПОТЕНЦІАЛУ ГІБРИДНОГО МАТЕРІАЛУ РИСУ ПОСІВНОГО (ORYZA SATIVA L.)

О. Л. Шестопал, І. С. Замбріборщ, Д. В. Шпак, Т. Г. Алєксєєва, О. А. Афіногенов

Анотація


Проблема. Культура пыльников in vitro является важнейшим источником  линейного материала для проведения эффективных селекционных работ по созданию улучшенных сортов растений, в частности риса (Oryza sativa L.), благодаря сокращению циклов размножения и получению полноценных гомозиготных растений. С учетом сильного варьирования показателей регенерационной способности микроспор в разных гибридных комбинациях желательно охватывать максимальное количество комбинаций гибридов разных поколений. Цель. Оценка гаплопродукционной способности микроспор перспективних селекционных образцов риса посевного.Методика.  Использовали пыльники пяти перспективных гибридных популяций F3, полученных в Институте риса (г. Скадовск) в результате гибридизации носителей различных генов стойкости к возбудителю пирикуляриоза. Срезанные соцветия с микроспорами на средне-поздней стадии развития предобрабатывали, стерелизовали; выделенные пыльники эксплантировали в чашки Петри на твердую питательную среду и культивировали в темноте до получения новообразований, после чего пересаживали (І этап – через 4–5 недель). Следующую пересадку (ІІ етап – через 7–8 недель) и дальнейшие культивирование проводили при освещении для получения зеленых регенерантов.Основные результаты.  Для пяти использованных комбинаций гибридов F3 риса показана высокая чувствительность к условиям культивирования in vitro. Так, показатель формирования новообразований варьировал от 6,4 % (Sirio/УіР4970) до 35 % (Sirio/Маршал). Способность к регенерации у полученных новообразований также сильно варьировала, так как большая часть их была способна лишь к ризогенезу, не образуя побеги и листья. Тем не менее, для каждой гибридной комбинации были получены растения-регенеранты, причем доля альбиносов среди общего числа регенерантов была сравнительно невелика. На критическом этапе адаптации растений регенерантов к условиям ex vitro в среднем погибает около 40 % полученных в культуре регенерантов; приблизительно такое же количество растений погибает в процессе доращивания, оказываясь неспособными дать семенное поколение.

Выводы. Среди изученных комбинаций наиболее продуктивной с точки зрения  формирования растений, адаптированных к условиям ex vitro оказалась гибридная популяция F3 Labelle /Малиш (101 взрослое растение), а наименее продуктивной  Sirio/УіР4970 (5 взрослых растений). Таким образом путем андрогенеза в культуре пыльников было получено 336 растений, адаптированных к условиям ex vitro; на данный момент на этапе колошения находится 193 растения, что составляет 35,81 % от общего количества полученных в культуре зеленых регенерантов.

 

Ключевые слова: рис, андрогенез in vitro, каллюс, регенерация

Повний текст:

PDF

Посилання


Zambriborshch I. S., Shestopal O. L., Ihnatova S. O. (2016) “Creation of initial selection material of wheat and rice in vitro”, Agricultural biotechnology: theoretical developments and implementation in plant breeding [“Stvorennia in vitro vykhidnoho selektsiinoho materialu pshenytsi ta rysu”, Silskohospodarska biotekhnolohiia: teoretychni rozrobky i vprovadzhennia v selektsiiu roslyn], Odesa, p. 139-148.

Zambryborshch Y. S., Shestopal O. L. (2018) “The use of the method of haploidy (androgenesis in vitro) in the selection process of cereals in the South of Ukraine”, Biology of plant cells in vitro and biotechnology [“Yspolzovanye metoda haploydyy (androhenez in vitro) v selektsyonnom protsesse zlakovykh kultur Yuha Ukrayny”, XI Mezhdunar konf «Byolohyia kletok rastenyi invitro y byotekhnolohyia»], Minsk, pp. 72-73.

Ilyushko M.V., Romashova M.V. (2019) “Variability of rice haploids obtained in anther culture in vitro“ [“Yzmenchyvost haploydov rysa, poluchennikh v kulture pilnykov in vitro”], Russian Agricultural Sciences, 2, pp. 11-14.

Lakyn H.F. (1990) Biometrics [Byometryia], Moscow, 350 p.

Malysheva N.N., Savenko E.G., Glazyrina V.A. Shundrina L.A. (2012) Receiving, assessment and selection of dihaploid rice lines with economic and valuable signs [“Poluchenye, otsenka y otbor dyhaploydnikh lynyi rysa s khoziaistvenno-tsennimy pryznakamy”], Rice growing, 21, pp. 14-18.

Pat. 108514 Ukraine, № u201512317 for utility model. The method of rice lines obtaining [Sposib otrymannia linii rysu], Shestopal O.L., Zambryborshch I. S., Shpak D. V.; claimed 14.12.2015; publ. 25.07.2016, Bul. № 14. - 5 p.

Savenko E.H., Hlaziryna V.A., Shundryna L.A. (2012) “Use of in vitro methods to obtain the original breeding material” [“Yspolzovanye metodov in vitro dlia poluchenyia yskhodnoho selektsyonnoho materyala”], Rice growing, 20, pp. 13-16.

Shpak D. V., Zambriborshch I. S., Shestopal O. L. (2016) “Early-maturing breeding material of rice, created by in vitro culture”, Agricultural biotechnology: theoretical developments and implementation in plant breeding [“Rannostyhlyi selektsiinyi material rysu, stvorenyi metodom kultury in vitro”, Silskohospodarska biotekhnolohiia: teoretychni rozrobky i vprovadzhennia v selektsiiu roslyn], Odesa, p. С. 174-180.

Shpak D. V., Zambriborshch I.S., Shestopal O. L. (2018) "Productivity and grain quality of rice lines created using in vitro culture methods", Biotechnology - an innovative way to develop plant breeding, [“Produktyvnist ta yakist zerna linii rysu, stvorenykh z vykorystanniam metodiv kultury in vitro”, Biotekhnolohiia —innovatsiinyi shliakh rozvytku selektsii roslyn], Odesa, pp.150-151.

Herath H. M. I., Bandara D. C., Samarajeewa P. K. (2007) Effect of culture media for another culture of indica rice varieties and hybrids of indica and japonica, Tropical agricultural research & extension, 10, p. 17–22.

Naik N, Rout P, Umakanta N, Verma R L, Katara J L, Sahoo K K, Singh O N, Samantaray S. (2017) Development of doubled haploids from an elite indica rice hybrid (BS6444G) using anther culture, Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 128, 679-689.

Rukmini M., Rao G. J. N., Rao R.N. (2013) Effect of cold pretreatment and phytohormones on anther culture efficiency of two indica rice (Oryza sativa L.) hybrids –Ajayand Rajalaxmi, Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences, 1(2), pp. 69-76.

Tripathy S.K., Lenka D., Prusti A. M., Mishra D., Swain D. and Behera S.K. (2019) «Anther culture in rice: progress and breeding perspective», Appl.Biol.Res., 21(2), рр 87-104.

Tripathy S. K., Swain D., Mohapatra P.M., Prusti A. M., Sahoo B., S. Panda, Dash M., Chakma B., Behera S. K. (2019) Exploring factors affecting anther culture in rice (Oryza sativa L.), Journal of Applied Biology & Biotechnology, 7(02), pp. 87-92.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Замбріборщ І. С. Створення in vitro вихідного селекційного матеріалу пшениці та рису / І. С. Замбріборщ, О. Л. Шестопал, С. О. Ігнатова // Сільськогосподарська біотехнологія: теоретичні розробки і впровадження в селекцію рослин. – Одеса: Астропринт, 2016. – С. 139–148.

2. Замбриборщ И. С. Использование метода гаплоидии (андрогенез in vitro) в селекционном процессе злакових культур Юга Украины / И. С. Замбриборщ, О. Л. Шестопал // Биология клеток растений in vitro и біотехнологія: XI Междунар. конф.: тез. докл. – Минск, 2018. – С. 72–73.

3. Илюшко М. В. Изменчивость гаплоидов риса, полученных в культуре пыльников in vitro / М. В. Илюшко, М. В. Ромашова // Рос. сельскохоз. наука. – 2019. – № 2. – C. 11–14

4. Лакин Г. Ф. Биометрия / Г. Ф. Лакин. – М.: Высшая школа, 1990. – 350 с.

5. Малышева Н. Н. Получение, оценка и отбор дигаплоидных линий риса с хозяйственно-ценными признаками / Н. Н. Малышева, Е. Г. Савенко, В. А. Глазырина, Л. А. Шундрина // Рисоводство, 2012. – Т. 21. – С. 14–18.

6. Пат. 108514 Україна, № u201512317 на корисну модель. Спосіб отримання ліній рису / Шестопал О.Л., Замбриборщ І. С., Шпак Д. В.; заявл. 14.12.2015 ; опубл. 25.07.2016, Бюл. № 14. – 5 с.

7. Савенко Е. Г. Использование методов in vitro для получения исходного селекционного материала / Е. Г. Савенко, В. А. Глазырина, Л. А. Шундрина // Рисоводство, 2012. – Т. 20. – С. 13–16.

8. Шпак Д. В. Ранньостиглий селекційний матеріал рису, створений методом культури in vitro / Д. В. Шпак, І. С. Замбріборщ, О. Л. Шестопал // Сільськогосподарська біотехнологія: теоретичні розробки і впровадження в селекцію рослин. – Одеса: Астропринт, 2016. – С. 174–180.

9. Шпак Д. В. Продуктивність та якість зерна ліній рису, створених з використанням методів культури in vitro / Д. В. Шпак, І. С. Замбріборщ, О. Л. Шестопал // Біотехнологія — інноваційний шлях розвитку селекції рослин: Міжн. наук. конфер.: тез доп. – Одеса, 2018. – С. 150–151.

10. Herath H. M. I. Effect of culture media for another culture of indica rice varieties and hybrids of indica and japonica / H. M. I. Herath, D. C. Bandara, P. K. Samarajeewa // Tropical agricultural research & extension. – 2007. – V. 10. – P. 17–22.

11. Naik N. Development of doubled haploids from an elite indica rice hybrid (BS6444G) using anther culture / N. Naik, P. Rout, N. Umakanta, R. L. Verma, J. L. Katara, K. K. Sahoo, O. N. Singh, S. Samantaray // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. – 2017. – P. 128: 679–689.

12. Rukmini M. Effect of cold pretreatment and phytohormones on anther culture efficiency of two indica rice (Oryza sativa L.) hybrids –Ajay and Rajalaxmi / M. Rukmini, G. J. N. Rao, R. N. Rao // Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences. – 2013. – Vol. 1(2). – P.69–76.

13. Tripathy S. K. Anther culture in rice: progress and breeding perspective / S. K. Tripathy, D. Lenka, A. M. Prusti, D. Mishra, D. Swain, S. K. Behera // Applied Biological Research. – 2019. – Vol. 21(2). – P. 87–104.

14. Tripathy S. K. Exploring factors affecting anther culture in rice (Oryza sativa L.) / S. K. Tripathy, D. Swain, P. M. Mohapatra, A. M. Prusti, B. Sahoo, S. Panda, M. Dash, B.Chakma, S. K Behera // Journal of Applied Biology & Biotechnology. – 2019. – Vol. 7(02). –P. 87–92.





Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.