Euroopa päritolu punase ristikheina (Trifolium pratense L.) geneetilise materjali külmataluvuse genoomilõige assotsiatsiooniuuring

Püsivuse parandamine on punase ristikuga (Trifolium pratense L.) aretamisel oluline eesmärk. Külmade talvedega piirkondades on püsivuse puudumise põhjuseks sageli halb talveüleelamine, mille oluliseks komponendiks on madal külmataluvus (FT). Viisime läbi genoomiülese assotsiatsiooniuuringu (GWAS), et tuvastada külmataluvusega seotud lokuseid 393 punase ristikuga proovi kogumikus, mis koosnes peamiselt Euroopa päritolu isenditest, ning analüüsisime seostusebalanssi ja sisseareerimist. Proovide genotüüpimisel kasutati isendite koondproove genotüpiseerimise abil järjestuse määramise meetodil (pool-GBS), mille tulemusena saadi nii ühe nukleotiidi polümorfismi (SNP) kui ka haplotüübi alleeli sageduse andmeid proovi tasandil. Seosetasakaalutus määrati kindlaks SNP-paaride alleelsageduste vahelise ruutkeskmise osalise korrelatsioonina ning leiti, et see väheneb äärmiselt lühikestel vahemaadel (< 1 kb). Sugulusastme tase, mis tuletati genoomilise sugulussuhete maatriksi diagonaalelementidest, varieerus märkimisväärselt erinevate proovirühmade vahel, kusjuures kõige tugevam sugulusastme tase leiti Ibeeria ja Suurbritannia ökotüüpide seas ning kõige madalam kohalike sortide seas. FT-s leiti märkimisväärset variatsiooni, kusjuures LT50-väärtused (temperatuur, millel 50% taimedest sureb) ulatusid vahemikust -6,0 °C kuni -11,5 °C. SNP- ja haplotüüpidel põhinev GWAS tuvastas vastavalt kaheksa ja kuus lokust, mis olid oluliselt seotud FT-ga (millest vaid üks oli ühine), selgitades vastavalt 30% ja 26% fenotüübilisest variatsioonist. Kümme lokust leiti geenide sees või nende läheduses (<0,5 kb), mis võivad olla seotud FT-d mõjutavate mehhanismidega. Nende hulka kuuluvad kofeüülšikimaatesteraas, inositooli transportija ning muud geenid, mis on seotud signaaliedastuse, transpordi, ligniini sünteesi ning aminohapete või süsivesikute ainevahetusega. Käesolev uuring sillutab teed FT geneetilise reguleerimise paremaks mõistmiseks ning molekulaarsete vahendite väljatöötamiseks selle tunnuse parandamiseks punases ristikus genoomika abil toetatava aretamise kaudu.