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

Автор(и)

  • О. Л. Шестопал Селекційно-генетичний інститут–Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Ukraine
  • І. С. Замбріборщ Селекційно-генетичний інститут–Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Ukraine
  • Д. В. Шпак Інститут рису Української академії аграрних наук, Ukraine
  • Т. Г. Алєксєєва Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра генетики та молекулярної біології, Ukraine
  • О. А. Афіногенов Селекційно-генетичний інститут–Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Ukraine

DOI:

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

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

Посилання

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Lakyn H.F. (1990) Biometrics [Byometryia], Moscow, 350 p.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-18

Як цитувати

Шестопал, О. Л., Замбріборщ, І. С., Шпак, Д. В., Алєксєєва, Т. Г., & Афіногенов, О. А. (2020). ОЦІНКА РЕГЕНЕРАЦІЙНОГО ПОТЕНЦІАЛУ ГІБРИДНОГО МАТЕРІАЛУ РИСУ ПОСІВНОГО (ORYZA SATIVA L.). Вісник Одеського національного університету. Біологія, 25(1(46), 88–96. https://doi.org/10.18524/2077-1746.2020.1(46).205812

Номер

Том 25 № 1(46) (2020)

Розділ

ГЕНЕТИКА І МОЛЕКУЛЯРНА БІОЛОГІЯ

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Вісник Одеського національного університету. Біологія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).

Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.