РЕЗЮМЕ. Характеризування лінійвідновлювачів є невід’ємною частиною успішної програми селекції гібридів рису. Традиційні методи характеризування лінійвідновлювачів на основі фертильності пилку та колоса є досить ненадійними через вплив факторів навколишнього середовища. Однак ДНКмаркери наявності або відсутності генів відновлення фертильності слугують ефективним, надійним і швидким методом. У цьому дослідженні 55 генотипів рису були охарактеризовані на наявність генів відновлення фертильності (Rf) та стійкості до затоплення за допомогою молекулярних маркерів на основі QTL/генів. Маркерний аналіз показав, що 46 генотипів мають ген Rf4, 51 генотип – ген Rf3, 42 генотипи мають гени Rf4 і Rf3, і лише 3 генотипи мають ген Sub1. Отже, ці генотипи можуть бути використані як ефективні лініївідновлювачі в майбутніх програмах селекції гібридів рису залежно від поставленої мети. Крім того, CR 299453211, PAU 3207 і Swarna Sub1 можуть бути використані як відновлювачі чоловічої фертильності в селекційних програмах, спрямованих на створення стійких до затоплення гібридів рису.
Ключові слова: лініївідновлювачі, гібрид рису, цитоплазматична чоловіча стерильність, відновлення фертильності, стійкість до затоплення
Повний текст та додаткові матеріали
Цитована література
Gaborieau, L., Brown, G.G., and Mireau, H., The propensity of pentatricopeptide repeat genes to evolve into restorers of cytoplasmic male sterility, Front. Plant Sci., 2016, vol. 7, p. 1816.
Gautam, R., Shukla, P., and Kirti, P.B., Male sterility in plants: an overview of advancements from natural CMS to genetically manipulated systems for hybrid seed production, Theor. Appl. Genet., 2023, vol. 136, no. 9, p. 195.
Haque, M.A., Rafii, M.Y., Yusoff, M.M., Ali, N.S., Yusuff, O., Arolu, F., and Anisuzzaman, M., Flooding tolerance in rice: Adaptive mechanism and marker-assisted selection breeding approaches, Mol. Biol. Rep., 2023, vol. 50, no. 3, pp. 2795–2812.
Huang, M., The decreasing area of hybrid rice production in China: Causes and potential effects on Chinese rice self-sufficiency, Food Secur., 2022, vol. 14, no. 1, pp. 267–272.
Kitazaki, K., Oda, K., Akazawa, A., and Iwahori, R., Molecular genetics of cytoplasmic male sterility and restorer-of-fertility for the fine tuning of pollen production in crops, Theor. Appl. Genet., 2023, vol. 136, no. 7, p. 156.
Kumar, V., Kumar, P., and Chattopadhyay, T., A rapid and reproducible method for isolation of genomic DNA from a few crop plants suitable for polymerase chain reaction based on genotypic, J. Appl. Nat. Sci., 2017, vol. 9, pp. 1119–1122.
Kuroha, T. and Ashikari, M., Molecular mechanisms and future improvement of submergence tolerance in rice, Mol. Breed., 2020, vol. 40, no. 4, p. 41.
Nematzadeh, G.A. and Kiani, G., Genetic analysis of fertility restoration genes for WA type cytoplasmic male sterility in Iranian restorer rice line DN-33-18, Afr. J. Biotechnol., 2010, vol. 9, no. 38, pp. 6273–6277.
Peng, G., Liu, Z., Zhuang, C., and Zhou, H., Environment-sensitive genic male sterility in rice and other plants, Plant Cell Environ., 2023, vol. 46, no. 4, pp. 1120–1142.
Pranathi, K., Viraktamath, B.C., Neeraja, C.N., Balachandran, S.M., Prasad, A.S.H., Rao, P.K., Revathi, P., Senguttuvel, P., Hajira, S.K., Balachiranjeevi, C.H., Naik, S.B., Abhilash, V., Praveen, M., Parimala. K., Kulkarni, S.R., Anila, M., Rekha. G., Koushik, M.B.V.N., Kemparaju, B., Madhav. M.S., Mangrauthia. S.K., Harika. G., Dilip, T., Kale, R.R., Prasanth, V.V., Babu, V.R., and Sundaram, R.M., Development and validation of candidate gene-specific markers for the major fertility restorer genes Rf4 and Rf3 in rice, Mol. Breed., 2016, vol. 36, p. 145.
Shi, J., An, G., Weber, A.P., and Zhang, D., Prospects for rice in 2050, Plant Cell Environ., 2023, vol. 46, no. 4, pp. 1037–1045.
Singh, A.K., Ponnuswamy, R., Prasad, M.S., Sundaram, R.M., Prasad, A.S.H., Senguttuvel, P., Raju, K.B.K., and Sruthi, K., Improving blast resistance of maintainer line DRR 9B by transferring broad spectrum resistance gene Pi2 by marker assisted selection in rice, Physiol. Mol. Biol. Plants, 2023, vol. 29, no. 2, pp. 253–262.
Sinha, S., Kumar. A., Satyendra, Kumar, M., Singh, S.P., and Singh, P.K., Screening of rice genotypes for abiotic and biotic stresses using molecular markers, J. Pharmacogn. Phytochem., 2018, vol. 7, no. 2, pp. 2111–2115.
Song, Y., Shan, Z., Mao, L.H., Huang, R.L., Xiong, H.L., Shen, L.J., and Shen, X.H., Molecular identification of the cytoplasmic male sterile source from Dongxiang wild rice (Oryza rufipogon Griff.), J. Integr. Agric., 2017, vol. 16, no. 8, pp. 1669–1675.
Tan, Q., Chen, S., Gan, Z., Lu, Q., Yan, Z., Chen, G., Lin, S., Yang, W., Zhao, J., Ba, Y., Zhu, H., Bu, S., Liu, G., Liu, Z., Wang, S., and Zhang, G., Grain shape is a factor affecting the stigma exertion rate in rice, Front. Plant Sci., 2023, vol. 14, p. 1087285.
Vijayalakshmi, D., Muthulakshmi, S., Arumugaperu-mal, M., and Raveendran, M., Chlorophyll fluorescence and photosynthetic gas exchange in submergent tolerant CO 43 Sub1 lines, Plant Physiol. Rep., 2020, vol. 25, pp. 245–254.
Wang, D., Wang, H., Xu, X., Wang, M., Wang, Y., Chen, H., Ping, F, Zhong, H., Mu, Z., Xie, W., Li, X., Feng, J., Zhang, M., Fan, Z., Yang, T., Zhao, J., Liu, B., Ruan, Y., Zhang, G., Liu, C., and Liu, Z., Two complementary genes in a presence-absence variation contribute to indica-japonica reproductive isolation in rice, Nat. Commun., 2023, vol. 14, no. 1, p. 4531.
Xu, Y., Yu, D., Chen, J., and Duan, M., A review of rice male sterility types and their sterility mechanisms, Heliyon, 2023(a).
Xu, Z., Du, Y., Li, X., Wang, R., Zhao, X., Liu, Q., Tang, S, and Zhang, H., Identification and fine mapping of a fertility restorer gene for wild abortive cytoplasmic male sterility in the elite indica rice non-restorer line 9311, Crop J., 2023(b), vol. 11, no. 3, pp. 887–894.
Yuan, S., Linquist, B.A., Wilson, L.T., Cassman, K.G., Stuart, A.M., Pede, V., Miro, B., Saito, K., Augustiani., Aristya, V.E., Krisnadi, L.Y., Zanon A.J., Heinemann, A.B., Carracelas, G., Subash, N., Brahmanand, P.S., Li, T., Peng S., and Grassini, P., Sustainable intensification for a larger global rice bowl, Nat. Commun., 2021, vol. 12, no. 1, p. 7163.