Analýza asociace na úrovni celého genomu zaměřená na toleranci vůči suchu a související znaky u bobu (Vicia faba L.)

Faba (Vicia faba L.) je důležitá luštěnina s vysokým obsahem bílkovin, která je přizpůsobená různým klimatickým podmínkám a přináší řadu výhod pro celkovou udržitelnost pěstitelských systémů. Poptávka po rostlinných bílkovinách roste a faba je vhodným kandidátem pro uspokojení této potřeby. Tato plodina je však velmi citlivá na abiotický stres, zejména na sucho, které celosvětově výrazně ovlivňuje výnos a vývoj bobu. Identifikace genů spojených s tolerancí vůči suchu proto představuje hlavní výzvu v šlechtění bobu. Ačkoli byla reakce bobu na sucho již široce studována, molekulární přístupy ke zlepšení tolerance vůči suchu u této plodiny jsou stále omezené. V této studii jsme vycházeli z nedávných pokroků v genomice, jako je vývoj prvního genotypizačního čipu SNP s vysokou hustotou, a provedli jsme celogenomovou asociační studii (GWAS) s využitím tisíců genetických polymorfismů v celém genomu bobu. Celosvětová sbírka 100 přístupů bobu byla pěstována v kontrolních podmínkách i v podmínkách sucha a bylo vyhodnoceno 10 morfologických, fenologických a fyziologických znaků s cílem identifikovat markery jednonukleotidových polymorfismů (SNP) spojené s tolerancí vůči suchu. Identifikovali jsme 29 SNP markerů, které významně korelovaly s těmito znaky v podmínkách stresu způsobeného suchem. Sousední sekvence byly porovnány metodou BLAST s referenčními genomy Medicago truncatula, aby bylo možné anotovat potenciální kandidátní geny, na nichž jsou založeny kauzální varianty. Tři z SNP týkajících se obsahu chlorofylu po stresu odpovídají dosud necharaktrizovaným proteinům, což naznačuje přítomnost nových genů spojených s tolerancí k suchu u bobu. Význam signálních transdukčních systémů indukovatelných stresem poskytuje cenné informace o možných mechanismech, na nichž spočívá reakce bobu na stres způsobený suchem, a vytváří tak základ pro budoucí šlechtění této plodiny s využitím markerů.