doi: 10.15389/agrobiology.2017.3.544rus

УДК 633.18:631.522/.524:575.2:58.051(574)

 

ОЦЕНКА И ОТБОР ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ
СОЛЕУСТОЙЧИВЫХ СОРТОВ РИСА В РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН

Д.С. БАТАЕВА1, Б.Н. УСЕНБЕКОВ2, А.Б. РЫСБЕКОВА3,
Ж.М. МУХИНА4, Д.Т. КАЗКЕЕВ5, Е.А. ЖАНБЫРБАЕВ5,
И.А. САРТБАЕВА2, С.В. ГАРКУША4, С.А. ВОЛКОВА6

Около 25 % всей поверхности суши представлены засоленными почвами, а в отдельных регионах Средней Азии, Закавказья, Украины и Казахстана — до 90 % всей орошаемой площади. Область рисосеяния Республики Казахстан также находится в зоне с повышенной засоленностью. Одна из проблем рисоводства Казахстана — ухудшения гумусного и мелиоративного состояния почв, усиление их вторичного засоления и деградации. В Кызылординской области загрязнение солевыми остатками поверхностных (до 3-5 г/л) и подземных (до 6-7 г/л) вод доходит до критической отметки. При этом по химическому составу преобладает сульфатно-хлоридно-нат-риевый тип засоления, который особо токсичен для сельскохозяйственных культур. Акдалинский и Каратальский массивы орошения в Алматинской области тоже находятся в пределах провинций сульфатно-содового и борного биогеохимического засоления почв. По данным Казахского НИИ рисоводства, в последние годы резко снизилась урожайность риса (с 50 до 35-48 ц/га) и качество производимой продукции (выход крупы — с 65 до 45-50 %). В этой связи селекция риса на солеустойчивость — важнейшая задача обеспечения продовольственной безопасности республики. Целью нашего исследования были оценка и отбор перспективного исходного материала для селекции риса на устойчивость к разным типам засоления. Объектом исследований служили сорта и сортообразцы (включая потомства гибридных комбинаций разных поколений) риса (Oryza sativa L.) российской, казахстанской и филиппинской селекции (всего 34 генотипа). Для первоначальной оценки на стадии проростков был проведен лабораторный скрининг устойчивости к различным типам засоления: хлоридному, сульфатному и карбонатному. Солевой стресс оказывал негативное влияние на прирост общей биомассы проростков у исследованных образцов. Выявлено, что наиболее токсичен для растений риса карбонатный тип засоления; меньший эффект оказывали хлоридное и сульфатное. Гибрид F2 сорт Ханкайский 429 × коллекционный образец 4-09, а также сорта Маржан и Мадина накапливали наибольшую (в процентном соотношении) биомассу при всех трех типах засоления. Следовательно, указанные генотипы представляют ценность как исходный материал в схемах селекции на солеустойчивость. Молекулярный скрининг хромосомных участков ДНК, сцепленных с QTL солеустойчивости (Saltol QTL), проводили с помощью ПЦР-анализа. Применяли микросателлитные маркеры RM 493 и AP 3206, тесно сцепленные с целевыми хромосомными регионами. Маркер RM 493 оказался наиболее информативным для ранжирования генетической плазмы риса по признаку солеустойчивости, выявляя полиморфизм между генотипами, контрастными по изучаемому признаку.
 

Ключевые слова: Oryza sativa L., хлоридное засоление, сульфатное засоление, карбонатное засоление, солеустойчивость, молекулярно-генетический скрининг, селекционные образцы.

 

Полный текст

 

 

ESTIMATION AND SELECTION OF PARENTAL FORMS FOR
BREEDING KAZAKHSTAN SALT TOLERANT RICE VARIETIES

D.S. Batayeva1, B.N. Usenbekov2, A.B. Rysbekova3,
Zh.M. Mukhina4, D.T. Kazkeyev5, Ye.A. Zhanbyrbayev5,
I.A. Sartbayeva2, S.V. Garkusha4, S.A. Volkova6

About 25 % of the entire land surface is represented by saline soils, and up to 90 % of the total irrigated area — in some regions of Central Asia and the Caucasus, Ukraine and Kazakhstan. Rice-growing region of the Republic of Kazakhstan is also located in the area with high salinity. A challenge for rice growing in Kazakhstan is deteriorating humus and reclamation of soil, rise in soil secondary salinity and degradation. In Kyzylorda region, pollution of surface (up to 3-5 g/l) and ground water (up to 6-7 g/l) by salt residues reaches a critical point. The dominating sulfate-chloride-sodium type of salinity is especially toxic for crops. Akdalinski and Karatal zones of irrigation in the Almaty region are also located within the provinces of sulfate-soda and boric biogeochemical soil salinity. According the data of Kazakh Rice Research Institute, in recent years the rice yields and yield quality have sharply decreased — from 50 to 35-48 centners per hectare, and from 65 to 45-50 % of the groats output, respectively. In this regard, the rice breeding for salt tolerance is the most important to ensure food security in Kazakhstan. The objective of our study was the evaluation and selection a promising starting material of rice resistant to different types of salinity. To this end, we studied the rice (Oryza sativa L.) varieties, collection samples and their hybrid combinations of different generations derived from Russia, Kazakhstan and Philippine (34 genotypes in total). For the initial assessment at the seedling stage we used the laboratory screening for tolerance to various types of salinity, i.e. chloride, sulphate and carbonate. Saline stress negatively affected seedling growth and total weight in the studied samples. It was revealed that the carbonate type of salinity is the most toxic for rice plants; the chloride and sulfate types were less adverse. The hybrid collection sample F2 Khankai 429 × 4-09 and as well as varieties Marzhan and Madina accumulated the highest percentage of biomass compared to the control at the salinity of all three types. Therefore, these genotypes are valuable in selection for salt tolerance. Molecular screening of chromosomal DNA regions linked to quantitative trait loci of salt tolerance (Saltol QTL) by PCR with microsatellite markers closely linked to the target chromosomal regions, RM 493 and AP 3206, showed RM 493 to produce polymorphism which allowed to distinguish the studied genotypes contrasting in salt tolerance. Thus RM 493 is informative to rank the rice genetic plasma by salt tolerance.

Keywords: Oryza sativa L., rice, chloride salinity, sulfate salinization, carbonate salinity, molecular screening for salt tolerance, SSR markers, selection.

 

1Казахский государственный женский
педагогический университет,

050000 Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Айтеке би, 99,
e-mail: dariga_2382@mail.ru;
2Институт биологии и биотехнологии растений,
050040 Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Тимирязева, 45,
e-mail: bakdaulet7@yandex.ru;
3Казахский агротехнический университет
им. С. Сейфуллина,

010000 Республика Казахстан, г. Астана,
ул. Победа, 62,
e-mail: aiman_rb@mail.ru;
4ФБНУ Всероссийский НИИ риса,  350921 Россия, г. Краснодар, п/о Белозерный, 3,
e-mail: agroplazma@gmail.com;
5Казахский национальный аграрный университет,050010 Республика Казахстан, Алматы, просп. Абая, 8,
e-mail: eldos_83@mail.ru;
6ФГБОУ ВПО Кубанский государственный
аграрный униве
рситет,350044 Россия, г. Краснодар, ул. Калинина, 13,
e-mail: mail@kubsau.ru

Поступила в редакцию
4 октября 2016 года

 

назад в начало