Достижения и основные направления отечественной и зарубежной селекции риса на адаптивность и устойчивость к полеганию

Первая зеленая революция привела к увеличению урожайности многих культур за счет использования отзывчивых на высокие дозы азота полукарликовых форм. Потенциал урожайности современных инбредных и гибридных форм риса, достиг своего плато на уровне 10–12 т/га, что в значительной степени было достигнуто за счет увеличение индекса урожая с 0,3 традиционных сортов до 0,50–0,55 современных инбредных сортов и за счет изменения как биомассы, так и урожайности.  Для преодоления плато урожайности риса были предложен новый тип растений (NPT), характеризующийся близкой к идеальной морфологии, крупной метелкой, повышенным фотосинтезом и устойчивостью к полеганию. В селекции на высокий потенциал урожайности устойчивость к полеганию (LR) всегда является ключевой целью, поскольку это фактор, ограничивающий урожайность в орошаемых системах с высоким расходом воды и химикатов. К признакам стебля, влияющим на полегание, относятся: длина и толщина междоузлий, высота растения, толщина стенки стебля, обертывание междоузлий влагалищами листа и толщина листа. Во многих работах отмечено, что высокие показатели по признакам, характеризующим развитие корня, во многом определяют, как засухоустойчивость, так и эффективность минерального питания. Выявлен широкий размах варьирования по признакам, характеризующим размеры корневой системы и характеристики стебля у отечественных сортов риса, а также источники по признакам для повышения эффективности селекции. Длина корня у изучаемых сортов была в среднем 15,96 см, у восьми выделенных источников превышала 20 см. Его масса превышала 4 грамма у семи образцов (среднее значение 2,33 г). Также в два раза было выше значение у источников по признаку, чем в среднем у изучаемых сортов по признаку «масса отрезка стебля», в полтора по признаку «ширина стебля у основания».  

1. Харитонов Е.М., Гончарова Ю.К., Иванов А.Н. Совершенствование методов оценки селекционного материала риса // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2014. № 4. С. 8-10. [Kharitonov E.M., Goncharova Yu.K., Ivanov A.N. Improving methods for evaluating rice breeding material // Reports of the Russian Academy of Agricultural Sciences. 2014. No. 4. P. 8-10.]

2. Харитонов Е.М., Гончарова Ю.К. Взаимосвязь между устойчивостью к высоким температурам и стабильностью урожаев у риса // Аграрная Россия. 2008. № 3. С. 22-24. [Kharitonov E.M., Goncharova Yu.K. Relationship between resistance to high temperatures and yield stability in rice // Agrarnaya Rossiya. 2008. No. 3. P. 22-24.]

3. Amano T., Zhu Q.S., Wang Y.L., Inoue N., Tanaka H. Case studies on high yields of paddy rice in Jiangsu Province // China, Jpn. J. Crop Sci. 1993. № 62. P. 275–281.

4. Ceja-Navarro J.A., Rivera-Orduña F.N., Patiño-Zúñiga L. Phylogenetic and multivariate analyses to determine the effects of different tillage and residue management practices on soil bacterial communities // Appl. Environ. Microbiol. 2010. №76. Р. 3685-3691

5. Cui S.Y., Yin X.G., Chen F. Effects of tillage and straw returning on nitrogen leakage in double rice cropping field // Trans. Chin. Soc. Agr. Eng. 2011. №27. Р. 174-179.

6. Gu D., Zhen F., Hannaway D.B., Zhu Y., Liu L., Cao W. Quantitative Classification of

7. Rice (Oryza sativa L.) Root Length and Diameter Using Image Analysis // PLoS ONE. 2017. № 12. e0169968. DOI:10.1371/journal.pone.0169968

8. Kashiwagi T., Ishimaru K. Identification, functional analysis of a locus for improvement of lodging resistance in rice // Plant Physiol. 2004. № 134. P. 676–683.

9. Kashiwagi T., Madoka Y., Hirotsu N., Ishimaru K. Loucs prl5 improves lodging resistance of rice by delaying senescence and increasing carbohydrate reaccumulation // Plant Physiol. Biochem. 2006. №44. P. 152–157.

10. Khush G.S. Productivity improvements in rice // Nutrition. Rev. 2003. № 61. P. 114– 116.

11. Mei H.W., Li Z.K., Shu Q.Y., Guo L.B., Wang Y.P., Yu X.Q., Ying C.S., Luo L.J. Gene actions of QTLs affecting several agronomic traits resolved in a recombination bred rice population and two backcross populations // Theor. Appl. Genet. 2005. № 110. Р. 649–659.

12. Mu Z.C., Li C.P. Li H.L., Zhang X.K., Wang QTL analysis for lodging resistance in rice using a DH population under lowland and upland ecosystems // Acta Genet. Sin. 2004. № 31. Р. 717–723.

13. Pan S.G., Huang S.Q., Zhang F. Growth and development characteristics of super-high -yielding midseason indica hybrid rice // Acta Agron. Sin. 2011. № 37. Р. 537-544.

14. Spielmeyer W., Ellis M.H., Chandler P.M., Spielmeyer W. Semidwarf (sd-1), “green revolution” rice, contains a defective gibberellin 20-oxidase gene // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002. №13. P. 9043–9048.

15. Qing L., Chongshan Y., Xi L., Chunqing H., Zhi D. Xuan Lodging resistance of rice plants studied from the perspective of culm mechanical properties, carbon framework, free volume, and chemical composition // Scientific Reports. 2022. №12. P. 20026 https://doi.org/10.1038/s41598-022-24714-4

16. Shi H.X., Wu Y.Z. Photosynthesis and root characteristics of rice (Oryza sativa L.) in floating culture // Photosynthetica. 2013. 51 (2). Р. 231-237

17. Xia X.J., Hu Q.Y., Zhu L.Q. Study on dynamic changes of nitrogen and phosphorus in surface water of paddy field and runoff loss in Taihu region // Soil Water Conserv. 2011. № 25. Р. 21-25.

18. Xu J.L., Yu S.B., Luo L.J., Zhong D.B., Sanchez A., Mei H.W., Khush G.S., Li Z.K. Molecular dissection of the primary sink size in rice (Oryza sativa L.) // Plant Breed. 2004. № 123. Р. 43–50.

19. Yang G., Xing Y., Li S., Ding J., Yue B., Deng K., Li Y., Zhu Y. Molecular dissection of developmental behavior of tiller number and plant height and their relationship in rice (Oryza sativa L.) // Hereditas. 2006. № 143. P. 236–245.

20. Zhong D.B., Luo L.J., Mei H.W., Guo L.B., Wang Y.P., Yu X.Q., Ying C.S., Li Z.K., Chin J. Mapping QTLs for total leaf number of the main stem and its related traits in rice // Rice Sci. 2001. №15 (1). Р. 7–12.