Estudio de asociación del genoma completo sobre la tolerancia a las heladas en germoplasma de trébol rojo (Trifolium pratense L.) de origen europeo

La mejora de la persistencia es un objetivo importante en el programa de mejora genética del trébol rojo (Trifolium pratense L.). En zonas con inviernos fríos, la falta de persistencia se debe a menudo a una escasa supervivencia invernal, de la cual la baja tolerancia a las heladas (FT) es un componente importante. Llevamos a cabo un estudio de asociación del genoma completo (GWAS) para identificar los loci asociados a la tolerancia a las heladas en una colección de 393 accesiones de trébol rojo, en su mayoría de origen europeo, y realizamos análisis de desequilibrio de ligamiento y endogamia. Se genotipificaron las accesiones como grupos de individuos mediante genotipificación por secuenciación (pool-GBS), lo que generó datos tanto de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) como de frecuencias alélicas de haplotipos a nivel de accesión. El desequilibrio de ligamiento se determinó como la correlación parcial al cuadrado entre las frecuencias alélicas de pares de SNP y se observó que disminuía a distancias extremadamente cortas (< 1 kb). El nivel de endogamia, inferido a partir de los elementos diagonales de una matriz de relación genómica, varió considerablemente entre los distintos grupos de accesiones, observándose la mayor endogamia entre los ecotipos de la Península Ibérica y Gran Bretaña, y la menor entre las variedades locales. Se observó una variación considerable en la FT, con valores de LT50 (temperatura a la que muere el 50 % de las plantas) que oscilaban entre -6,0 °C y -11,5 °C. Los análisis GWAS basados en SNP y en haplotipos identificaron ocho y seis loci asociados de forma significativa con la FT (de los cuales solo uno era común), que explicaban el 30 % y el 26 % de la variación fenotípica, respectivamente. Diez de los loci se encontraron dentro de genes o a poca distancia (<0,5 kb) de estos, genes que podrían estar implicados en mecanismos que afectan a la FT. Entre ellos se incluyen una cafeoil-shikimatoesterasa, un transportador de inositol y otros genes implicados en la señalización, el transporte, la síntesis de lignina y el metabolismo de aminoácidos o hidratos de carbono. Este estudio allana el camino para una mejor comprensión del control genético de la FT y para el desarrollo de herramientas moleculares destinadas a la mejora de este rasgo en el trébol rojo mediante el fitomejoramiento asistido por genómica.