Проучване за асоциация в целия геном относно устойчивостта към замръзване при генетичния материал на червената детелина (Trifolium pratense L.) от европейски произход

Подобряването на устойчивостта е важна селекционна цел при червената детелина (Trifolium pratense L.). В райони с студени зими липсата на устойчивост често се дължи на слабото преживяване през зимата, като важен компонент от това е ниската толерантност към замръзване (FT). Проведохме проучване за асоциация в целия геном (GWAS), за да идентифицираме локуси, свързани с толерантността към замръзване, в колекция от 393 доступа на червена детелина, предимно от европейски произход, и извършихме анализи на неравновесието на свързване и инбридинга. Аксесиите бяха генотипизирани като групи от индивиди чрез генотипизиране чрез секвениране (pool-GBS), като бяха генерирани данни както за честотата на алелите на единичните нуклеотидни полиморфизми (SNP), така и за честотата на хаплотипите на ниво аксесия. Линк-дисибалансът беше определен като квадрат на частичната корелация между алелните честоти на двойки SNP и се установи, че той намалява на изключително къси разстояния (< 1 kb). Степента на инбридинг, изведена от диагоналните елементи на матрицата на геномните връзки, варираше значително между различните групи образци, като най-силен инбридинг беше установен сред екотиповете от Иберийския полуостров и Великобритания, а най-слаб – сред местните сортове. Беше установена значителна вариация в FT, като стойностите на LT50 (температурата, при която 50 % от растенията загиват) варираха от -6,0 °C до -11,5 °C. GWAS, базирани на SNP и хаплотипове, идентифицираха съответно осем и шест локуса, значително свързани с FT (от които само един беше общ), обясняващи съответно 30% и 26% от фенотипната вариация. Десет от локусите бяха открити в рамките на или на кратко разстояние (<0,5 kb) от гени, които вероятно участват в механизмите, засягащи FT. Те включват кафеоил-шикимат естераза, транспортер на инозитол и други гени, участващи в сигнализацията, транспорта, синтеза на лигнин и метаболизма на аминокиселините или въглехидратите. Това проучване проправя пътя към по-добро разбиране на генетичния контрол на FT и към разработването на молекулярни инструменти за подобряване на този белег при червената детелина чрез селекция, подпомагана от геномиката.