Submergence tolerance validation of F3 rice lines for developing aromatic rice lines tolerance to submergence and resistance to blast and bacterial blight
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
The research was aimed to validate submergence tolerance of F3 rice lines carrying Sub1 gene derived from Khao Jao HomWarin (JHW) genetics background. The 25 selected F3 lines obtained from a cross between UBN14008-858-1 carrying blast resistance QTLs on chromosome 1 and 11 (qBl1 and qBl11) and RGD13215-MS13-MS37-MS68 carrying bacterial blight resistance genes on chromosome 5, 11 and 6 (xa5, Xa21 and xa33). The parental rice lines were derived from JHW and both of them carrying Sub1 gene. The improved F3 rice lines were developed through pedigree breeding method and marker-assisted selection (MAS) was performed to select target genotypes underlying traits of interest. R10783indel marker, specific to Sub1 gene were employed to corroborate that the 25 F3 rice lines carrying homozygous alleles of Sub1 gene. Submergence tolerance evaluation of these F3 rice lines was carried out to validation the efficacy of MAS. The traits responsive to submergence were measured including percentage of plant elongation (PPE), percentage of plant survival (PPS) and percentage of plant recovery (PR). The results showed that average of PPE, PPS and PR of F3 rice lines were 27.51, 85.26 and 90-100 respectively, which were not significance difference from those of female parent UBN14008-858-1 (PPE= 28.46, PPS= 80.24, PR= 90-100), male parent RGD13215-MS13-MS37-MS68 (PPE= 23.85, PPS= 84.43, PR= 90-100) and submergence tolerance check varieties, FR13A (PPE = 27.25, PPS = 95.04, PR = 90-100) and IR57514 (PPE = 24.83, PPS = 96.66, PR = 90-100). Nevertheless they were significance difference (P<0.05) from those of susceptible check varieties, KDML105 (PPE = 65.84, PPS = 33.90, PR = 20-39) and RD6 (PPE = 47.02, PPS = 9.00, PR = 0-19). The results from present study confirmed that the 25 F3 rice lines tolerance to submergence. R10783indel marker effectively displayed MAS efficacy for submergence tolerance in rice breeding program
Article Details
References
ลดารัตน์ ทันที ศักดา คงสีลา ธีรยุทธ ตู้จินดา อุไรวรรณ คชสถิตย์ และ สุรีพร เกตุงาม. 2560. การประเมินลักษณะทนน้ำท่วมฉับพลันเบื้องต้นในข้าวเจ้าหอมสายพันธุ์ปรับปรุง BC2F3 ที่มียีน Sub1. แก่นเกษตร. 45: 1105-1111.
วินิตชาญ รื่นใจชน สมวงษ์ ตระกูลรุ่ง และ อภิชาติ วรรณวิจิตร. 2553. ผลของการทำงานของยีนที่ควบคุมลักษณะทนน้ำท่วมบริเวณ Sub1 ที่มีต่อยีนทั้งจีโนมภายใต้สภาวะน้ำท่วมฉับพลันด้วยเทคนิคดีเอ็นอะเร. ใน การประชุมวิชาการข้าวแห่งชาติ ครั้งปฐมฤกษ์ วันที่ 15–17 ธันวาคม 2553. ณ อาคารสารนิเทศ 50 ปี มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตบางเขน กรุงเทพฯ. 9.
ศรีสวัสดิ์ ขันทอง ธีรยุทธ ตู้จินดา และ สุรีพร เกตุงาม. 2555. การใช้เครื่องหมายดีเอ็นเอช่วยในการรวมยีนต้านทานโรคไหม้เข้าสู่ข้าวสายพันธุ์ปรับปรุง IR57514: การประเมินลักษณะทนน้ำท่วมเบื้องต้นของประชากร F3. แก่นเกษตร. 40: 417-423.
สุรีพร เกตุงาม จิรพงศ์ ใจรินทร์ วชิราพรรณ บุญญา พุทธิพงศ์ สุกัญญา คลังสินศิริกุล และอุไรวรรณ คชสถิตย์. 2558. การพัฒนาสายพันธุ์ข้าว Jasmine IR57514 ให้ต้านทานโรคไหม้และเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลโดดสีน้ำตาลโดยใช้เครื่องหมายโมเลกุลช่วยในการคัดเลือก. อุบลราชธานี, คณะเกษตรศาตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี.
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2562. ข้อมูลการผลิตสินค้าเกษตร ข้าวนาปี: เนื้อที่เพาะปลูก ผลผลิต และผลผลิตต่อไร่ รายจังหวัด แยกตามพันธุ์ ปีเพาะปลูก 2560/61. http://www.oae.go.th/view/1/ตารางแสดงรายละเอียดข้าวนาปี/TH-TH. ค้นเมื่อ 10 พฤษภาคม 2562.
Afrin, W., M. H. Nafis, M. A. Hossain, M.M. Islam, and M.A. Hossain. 2018. Responses of rice (Oryza sativa L.) genotypes to different levels of submergence. C. R. Biol. 341: 85–96.
Ayres, N. M., A. M. McClung, P. D. Larkin, H. F. J. Bligh, C. A. Jones, and W. D. Park. 1997. Microsatellites and a single-nucleotide polymorphism differentiate apparent amylose classes in an extended pedigree of US rice germ plasm. Theor Appl Genet. 94: 773-781.
Chunwonges, J., G.B. Martin, and S.D. Tanksley. 1993. Pre-germination genotypic screening using PCR amplification of half-seeds. Theor Appl Genet. 86: 694-8. DOI: 10.1007/BF00222658.
Fukao, T., and J. Bailey-Serres. 2008. Ethylene - a key regulator of submergence responses in rice. J. Plant Sci. 175: 43–51.
Fukao, T., T. Harris, and J. Bailey-Serres. 2009. Evolutionary analysis of the Sub1 gene cluster that confers submergence tolerance to domesticated rice. Ann. Bot. 103: 143–150.
IRRI. 2002. Standard evaluation system for rice. International Rice Research Institute. Los Baños, Philippines.
Jackson, M. B., and P. C. Ram. 2003. Physiological and molecular basic of susceptibility and tolerance of rice plants to complete submergence. Ann. Bot. 91: 227-214.
Jantaboon, J., M. Siangliw, S. Im-mark, W. Jamboonsri, A. Vanavichit, and T. Toojinda. 2011. Ideotype breeding for submergence tolerance and cooking quality by marker-assisted selection in rice. Field Crop Res. 123: 206-213.
Jung, K.H., Y.S. Seo, H. Walia, P. Cao, T. Fukao, P. E. Canlas, L. Kaushal K. Ulaganathan, V. Shenoy, and S. M. Balachandran. 2018. Geno-and phenotyping of submergence tolerance and elongated uppermost internode traits in doubled haploids of rice. Euphytica. 214. https://doi.org/10.1007/s10681-018-2305-1.
Kate-ngam, S., W. Kimchaiyong, S. Wanchana, and T. Toojinda. 2008. Association analysis and functional marker development of soluble starch synthaseIIa (SSIIa) and gelatinization properties in Thai rice. In Proceeding of the 5th International Crop Science Congress & exhibition: Recognizing Past Achievements, Meeting Future Needs. April 13-18, 2008. International Convention Center, Jeju, Korea. 1-4.
Korinsak, S., P. Sirithanya, and T. Toojinda. 2009. Identification of SSR markers linked to a bacterial blight resistance gene in rice cultivar ‘Pin Kaset’. KKU Res J. 9: 16–21.
Korinsak, S., P. Sirithanya, and T. Toojinda. 2014. Identifying a source of a bacterial blight resistance gene xa5 in rice variety ‘IR62266’ and development of a functional marker ‘PAxa5’, the easy agarose based ditection. Thai J. Genet. 2014. 7: 164-172.
Mackill, D. J., A. M. Ismail, A. M. Pamplona, D. L. Sanchez, J. J. Carandang, and E. M. Septiningsih. 2010. Stress tolerance rice varieties for adaptation to a changing climate, Crop envi. bioinfor. 7: 250-259.
Ray, B.P. 2018, Genetic analysis and development of submergence tolerance rice (Oryza sativa L.) lines through MAS, IJCAM. 1: 244-249.
Siangliw M., T. Toojinda, S. Tragoonrung, and A. Vanavichit. 2003. Thai Jasmine rice carrying QTLch9 (SubQTL) is Submergence tolerance. Ann. Bot. 91: 255-261.
Susilawati, H.L., and P. Setyanto. 2019. Climate change adaptation and mitigation strategy through submergence tolerance in rice. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 250. doi: 10.1088/1755-1315/250/1/012030.
Toojinda, T., M. Siangliw, S. Tragoonrung, and A. Vanavichit. 2003. Molecular genetics of submergence tolerance in rice: QTL analysis of key traits. Ann. Bot. 91: 243-253.
Toojinda, T., S. Tragoonrung, A. Vanavichit, J. L. Siangliw, N. Pa-tn, J. Jantaboon, M. Siangliw, and S. Fukai. 2005. Molecular breeding for rainfed lowland rice in the Mekong region. Plant Prod. Sci. 8: 330-333.
Xu, K., and J. D. Mackill. 1996. A major locus for submergence tolerance mapped on rice chromosome 9. Mol. Breed. 2: 219-224.
Xu, K., X. Xu, T. Fukao, P. Canlas, R. M. Rodriguez, S. Heuer, A. M. Ismail, J. B. Serres, P. C. Ronald, and D. J. Mackill. 2006. Sub1A is an ethylene response-factor-like gene that confers submergence tolerance to rice. Nature. 442: 705-708.
