Работа посвящена созданию низкоамилозного исходного материала для селекции отечественных глютинозных сортов риса с применением современных методов селекции. В результате проведенных работ получены перспективные дигаплоидные линии различных разновидностей из глютинозных гибридов F2♀Виола х ♂Акдала и F2♀Виола х ♂Баканасский и охарактеризованы по низкому содержанию амилозы.
Ключевые слова: глютинозный рис, растения-регенеранты, культура пыльников, дигаплоиды.
Work is devoted to creation of low-amylose starting materials for breeding domestic glutinous rice varieties by using of modern breeding methods. As a result of this work were obtained promising dihaploid lines of different species of glutinous hybrids F2♀Viola x ♂Akdala and F2♀Viola x ♂Bakanassky and characterized by low-amylose content.
Keywords: glutinous rice, plant-regenerants, anther culture, dihaploid plants.
Клейкий (глютинозный) рис (Oryza sativa L) в отличие от обычного риса разваривается в клейкую массу в связи с высоким содержанием амилопектина и применяется в лечебном, диетическом и детском питаний [1]. Благодаря особым качествам и полезным свойствам популярность глютинозного риса растет во всем мире. Несмотря на то, что в странах Азии глютинозный рис возделывается уже давно, в Казахстане селекция глютинозных сортов до недавнего времени не проводилось, также на казахстанском рынке полностью отсутствуют глютинозные сорта риса. Для продовольственной безопасности страны необходимо создание собственных глютинозных сортов риса адаптированных к местным условиям возделывания. Поэтому получение исходных форм и линий для создания отечественного глютинозного сорта риса является своевременной и актуальной проблемой.
В настоящее время в селекции риса широко используют биотехнологические методы, позволяющие повысить результативность селекционного процесса [2]. Одним из них является метод культуры изолированных пыльников и микроспор, которая позволяет получить стабильное растение за одно поколение [3].
Целью данной работы являются получение дигаплоидных линий глютинозных гибридов и отбор перспективных линии по низкому содержанию амилозы.
Для ускоренной стабилизации перспективных глютинозных гибридов F2♀Виола х ♂Акдала и F2♀Виола х ♂Баканасский по содержанию амилозы применен метод культуры пыльников. Донорные растения выращивали в оранжерее ИББР. В фазе трубкования, срезали метелки и подвергали холодовой обработке при +5С0 в течений 5 суток. После холодовой обработки, пыльники культивировали на питательной среде N6 [4] содержащая 2 мг/л 2,4 Д. С применением культуры пыльников было получено 200 зеленых растений-регенерантов. Растения-регенеранты с хорошо развитой корневой системой переносили в сосуды с почвенно-торфяной смесью и выращивали в оранжерее до полного созревания. Таким образом, было получено из глютинозных гибридов F2 ♀Виола х ♂Баканасский – 75 и F2♀Виола х ♂Акдала – 2 фертильных растения соответственно. Проводили определение количественного содержания амилозы по Джулиано [5] и анализ структуры урожая по хозяйственно- ценным признакам.
Предварительный анализ на содержание амилозы при помощи йодно-голубой пробы Халика и Кенеастера [6] показало, что если у дигаплоидов из гибрида F2 ♀ Виола х ♂Баканасский доля глютинозных зерновок составило-65,64 %, в то время как у комбинации F2 ♀ Виола х ♂Акдала-57,57 %. Дигаплоиды гибрида F2 ♀ Виола х ♂Баканасский классифицированы на 5 ботаническим разновидностям с глютинозными белыми зерновками согласно Ляховкину [7].
Наибольшая масса глютинозных зерновок составило у дигаплоида разновидности var. affnis Koern- 46,7% от общей массы зерновок дигаплоидов полученного из гибрида F2 комбинации ♀ Виола х ♂Баканасский и содержало низкое количество амилозы (1,2%).
Таблица – Расщепление глютинозных дигаплоидов по разновидностям и содержанию амилозы в оранжерейных условиях ИББР
|
Комбинации |
Количество амилозных и глютинозных растений, шт |
Количество фертильных и стерильных растении |
Разновидность |
Содержние амилозы, % |
% от общей массы |
||||
|
F2 ♀Виола х ♂Баканасский |
134/256 |
75/4 |
1 2 3 4 5 |
var. subzomica Kepp var. zomica Koern var. alba Alef var. affnis Koern var. neroapiculata Gust |
2.9±0,2 1.9±0,1 8.4±0,3 1.2±0,1 5.7±0,1 |
19,4 16,9 12,1 46,7 4,7 |
|
||
|
F2 ♀Виола х ♂Акдала |
14/19 |
2/3 |
1 |
var. affnis Koern |
5.7±0,1 |
10,4 |
|
||
Как видно из таблицы, содержание амилозы варьировало у дигаплоидных линий от 1,2 % до 8,4 %. Причиной расщепления линий по содержанию амилозы возможно являются рекомбинации происходящие в начальных стадиях формирования микроспоры, из которых в дальнейшем получены дигаплоиды. Содержание амилозы – признак полигенной природы и при традиционной селекции стабилизируется только в F6-F7 поколениях. Методом гаплоидной биотехнологии удалось стабилизировать этот признак в дигаплоидах, полученных из F2 генерации.
В производстве риса во многих случаях предпочтение отдается безостым сортам по экономическим и гигиеническим соображениям, обломки остей вызывают у человека раздражение кожных покровов, слизистых оболочек глаз, носа, а также ряд аллергических заболеваний. Поэтому глютинозные безостые разновидности var affinis Koern, var. neroapiculata Gust представляют интерес для селекции.
Таким образом, в результате проведенных работ получен перспективный селекционный материал дигаплоидных линий глютинозного риса характеризующиеся выровненным низким содержанием амилозы из гибридов F2 ♀Виола х ♂Баканасский и F2 ♀Виола х ♂Акдала для дальнейшей селекции отечественного глютинозного сорта.
Литература:
1. Kaul, A. K., Khan, M. R. I. and Munir, K. M.1982. Rice quality, a survey of Bangladesh germplasm. Bangladesh Rice Research Institute, Joydevpur, Dhaka, Bangladesh. 1-178.
2. Silva and WJ Ratnayake. Anther culture potencial of indica rice varieties, Kurulu thuda and BG 250 TD / Silva and WJ Ratnayake // Tropical Agricultural Research & Extension 12(2): 2009. – P.53-56.
3. Rahimbaev I.R. Jeksperimental'naja gaploidija v kul'ture pyl'nikov i mikrospor zernovyh zlakov/ I.R. Rahimbaev, Sh. Tivari, B.R. Kudarov // Sel'skohozjajstvennaja biotehnologija. – 1990. – №3. – S.44-55.
4. Chen Y. Anther and pollen culture of rice // Haploids of higher plants in vitro, China Academic Publishers, Beijing - 1986. - P.3-25.
5. Juliano B.O. A simplified assay for milled rice amylose // Cereal Sci. Today. - 1971. - V. 16. - P. 334-340.
6. Halick J.V., Keneaster K.K. The use of a starch iodine-blue test as a quality indicator of white milled rice // Cereal Chem. - 1956. – Vol. 33: - Р. 315.
7. А.Г. Ляховкин. Рис. Мировое производство и генофонд. 2-е издание, переработанное и дополненное. Профи-Информ, Санк-Петербург. 2005.
