En genomomfattende associeringsundersøgelse af frosttolerance hos rødkløver (Trifolium pratense L.) med genetisk materiale af europæisk oprindelse

Forbedring af udholdenhed er et vigtigt avlsmål hos rødkløver (Trifolium pratense L.). I områder med kolde vintre skyldes manglende udholdenhed ofte dårlig overvintring, hvor lav frosttolerance (FT) er en vigtig faktor. Vi gennemførte en genomomfattende associeringsundersøgelse (GWAS) for at identificere loci forbundet med frosttolerance i en samling af 393 rødkløver-accessioner, hovedsageligt af europæisk oprindelse, og udførte analyser af koblingsubalance og indavl. Accessionerne blev genotypet som puljer af individer ved hjælp af genotypning via sekventering (pool-GBS), hvilket genererede data for både enkeltnukleotidpolymorfismer (SNP) og haplotype-allelfrekvenser på accessionsniveau. Koblingsubalancen blev bestemt som en kvadreret partiel korrelation mellem allelfrekvenserne for par af SNP'er og viste sig at aftage over ekstremt korte afstande (< 1 kb). Indavlsgraden, som blev udledt fra de diagonale elementer i en genomisk slægtskabsmatrix, varierede betydeligt mellem forskellige grupper af tilgange, hvor den stærkeste indavl blev fundet blandt økotyper fra Den Iberiske Halvø og Storbritannien, og den mindste blandt landracer. Der blev fundet betydelig variation i FT, hvor LT50-værdierne (den temperatur, hvor 50 % af planterne dør) varierede fra -6,0 °C til -11,5 °C. SNP- og haplotypebaserede GWAS identificerede henholdsvis otte og seks loci, der var signifikant associeret med FT (hvoraf kun ét var fælles), hvilket forklarede henholdsvis 30 % og 26 % af den fænotypiske variation. Ti af lokuserne blev fundet inden for eller i kort afstand (<0,5 kb) fra gener, der muligvis er involveret i mekanismer, der påvirker FT. Disse omfatter en caffeoylshikimatesterase, en inositoltransporter samt andre gener, der er involveret i signalering, transport, ligninsyntese og aminosyre- eller kulhydratmetabolisme. Denne undersøgelse baner vejen for en bedre forståelse af den genetiske regulering af FT og for udviklingen af molekylære værktøjer til forbedring af denne egenskab hos rødkløver gennem genomstøttet avl.