booltБюллетень Государственного Никитского ботанического садаBulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens0513-1634Federal State Funded Institution of Science “The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National scientific Center of the RAS”10.36305/0513-1634-2022-144-114-121boolt-644Research ArticleБИОТЕХНОЛОГИЯ РАСТЕНИЙPLANT BIOTECHNOLOGYОПТИМИЗАЦИЯ КЛЕТОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ IN VITRO ДЛЯ УСКОРЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ ГЕНЕРАЦИЙ РИСА ORYZASATIVA LОptimization of cellular technologies in vitro for accelerated production of rice Oryza sativa LСавенкоЕлена ГеоргиевнаSavenkoE. G.noemail@neicon.ruМухинаЖанна МихайловнаMukhinaZh. M.noemail@neicon.ruГлазыринаВалентина АлександровнаGlazyrinaV. A.noemail@neicon.ruШундринаЛюдмила АнатольевнаShundrinaL. A.noemail@neicon.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр риса»Russian Federation2022211120220144114121Copyright © Савенко Е.Г., Мухина Ж.М., Глазырина В.А., Шундрина Л.А., 20222022Савенко Е.Г., Мухина Ж.М., Глазырина В.А., Шундрина Л.А.Savenko E.G., Mukhina Z.M., Glazyrina V.A., Shundrina L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://boolt.elpub.ru/jour/article/view/644

Проведены исследования по изучению отзывчивости генотипов и оптимизации двухэтапной технологии культуры пыльников риса in vitro применительно к 8 сортам скрещивания разных по окраске перикарпа и содержанию амилозы в зерновке (5 сортов с окрашенным перикарпом и 3 белозерных сорта российской селекции), увеличения индукции морфогенных каллусов, формирования гаплоидных эмбриодов и растений - регенерантов для селекции сортов нового поколения, предназначенных для функционального питания. Выявлено, что пыльники базальных частей метелки, содержали пыльцу на всех одноядерных стадиях развития, включая раннюю, среднюю и позднюю и показали более высокую частоту индукции каллуса, чем в средней и верхней частях. На ранних стадиях развития микроспор отмечен пыльцевой диморфизм: присутствие в пыльниках нормальных и эмбриогенных (компетентных) микроспор, которые дают начало новообразованиям в культуре in vitro . За счет оптимизации экзогенных факторов удалось стимулировать индукцию каллусов для слабоотзывчивых генотипов. Выявлены оптимальные сроки культивирования новообразованных каллусов на каллусогенных и регенерационных средах для обеспечения максимального выхода регенерантов.

The research has been carried out to study the responsiveness of genotypes and optimize the two-stage technology of rice anthers culture in vitro in relation to 8 cultivars of crossing of different pericarp coloration and amylose content in the grain (5 cultivars with colored pericarp and 3 white-grained cultivars of Russian breeding), increasing the induction of morphogenic calluses, the formation of haploid embryos and regenerating plants for the selection of new generation cultivars intended for functional nutrition. It was revealed that the anthers of the basal parts of the panicle contained pollen at all single-core stages of development, including early, middle and late, and showed a higher frequency of callus induction than in the middle and upper parts. At the early stages of microspore development, pollen dimorphism was noted: the presence of normal and embryogenic (competent) microspores in the anthers, which give rise to neoplasms in in vitro culture. Due to the optimization of exogenous factors, it was possible to stimulate the induction of callus for weakly responsive genotypes. The optimal terms of cultivation of newly formed calluses on callus and regeneration media to ensure maximum yield of regenerants have been identified.

Orysa sativa Lкультура пыльников in vitroиндукционная средарегенерантDH-линиипирикуляриозOrysa sativa Lin vitro anther cultureinduction mediumregenerantDH-linesblastReferencesMishra R., Jwala G., Rao N., Rao R.N., Kaushal P. Development and Characterization of Elite Doubled Haploid Lines from Two Indica Rice Hybrids // Rice Science. - 2015. - V. 22. - № 6. - P. 290-299. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rsci.2015.07.002Mishra R., Jwala G., Rao N., Rao R.N., Kaushal P. Development and Characterization of Elite Doubled Haploid Lines from Two Indica Rice Hybrids // Rice Science. - 2015. - V. 22. - № 6. - P. 290-299. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rsci.2015.07.002Zhu L., Ya-ping Fu, Wen-zhen Liu, Guo-cheng Hu, Zong-xiu Sun. Rapid Generation of Selectable Marker-Free Transgenic Rice with Three Target Genes by Co-Transformation and Anther Culture // Rice Science. - 2007. - V. 14. - № 4. - P. 239-246.Zhu L., Ya-ping Fu, Wen-zhen Liu, Guo-cheng Hu, Zong-xiu Sun. Rapid Generation of Selectable Marker-Free Transgenic Rice with Three Target Genes by Co-Transformation and Anther Culture // Rice Science. - 2007. - V. 14. - № 4. - P. 239-246.Senadhira D., Zapata-Arias F.J., Gregorio G.B., Alejar M.S., Galvez A.M. Development of the first salt-tolerant rice cultivar through indica/indica anther culture // Field Crops Research. - 2002. - V. 76. - № 2-3. - P. 103-110. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-4290(02)00032Senadhira D., Zapata-Arias F.J., Gregorio G.B., Alejar M.S., Galvez A.M. Development of the first salt-tolerant rice cultivar through indica/indica anther culture // Field Crops Research. - 2002. - V. 76. - № 2-3. - P. 103-110. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-4290(02)00032Yin Jia, Qi-Xiang Zhang, Hui-Tang Pan, Shi-Qin Wang, Ling-Xia Sun. Callus induction and haploid plant regeneration from baby primrose (Primula forbesii Franch.) anther culture // Scientia Horticulturae. - 2014. - V. 17611. - P. 273-281.Yin Jia, Qi-Xiang Zhang, Hui-Tang Pan, Shi-Qin Wang, Ling-Xia Sun. Callus induction and haploid plant regeneration from baby primrose (Primula forbesii Franch.) anther culture // Scientia Horticulturae. - 2014. - V. 17611. - P. 273-281.Rownak Afza, Mei Shen, Francisco Javier Zapata-Arias, Jiahua Xie, Haji Khamis Fundi, Kang-Seop Lee, Eva Bobadilla-Mucino, Andrea Kodym. Effect of spikelet position on rice anther culture efficiency // Plant Science. - 2000. - V. 153. - № 225. - Р. 155-159. DOI: https://doi.org/10.1016/S0168-9452(99)00266-6Rownak Afza, Mei Shen, Francisco Javier Zapata-Arias, Jiahua Xie, Haji Khamis Fundi, Kang-Seop Lee, Eva Bobadilla-Mucino, Andrea Kodym. Effect of spikelet position on rice anther culture efficiency // Plant Science. - 2000. - V. 153. - № 225. - Р. 155-159. DOI: https://doi.org/10.1016/S0168-9452(99)00266-6Wang L., Lin G., Zhao D., Wang F., Chen J. Tissue Culture System for Different Hybrid of Indica Rice // Journal of Northeast Agricultural University (English edition). - 2011. - V. 18. - № 2. - P. 13-17. DOI: https://doi.org/10.1016/S1006-8104(12)60003-8Wang L., Lin G., Zhao D., Wang F., Chen J. Tissue Culture System for Different Hybrid of Indica Rice // Journal of Northeast Agricultural University (English edition). - 2011. - V. 18. - № 2. - P. 13-17. DOI: https://doi.org/10.1016/S1006-8104(12)60003-8

The authors declare that there are no conflicts of interest present.