Kogu genoomi hõlmavad genotüpiseerimisandmed täiendavad teadmisi ülemaailmse lutsernikollektsiooni geneetilise mitmekesisuse kohta ning annavad ülevaate fenoloogiliste tunnuste geneetilisest reguleerimisest

Hiina ja Euroopa sõltuvus imporditud valgust on oht nende piirkondade toiduainete isevarustatusele. Seda probleemi saaks lahendada, kasvatades rohkem kaunvilju, sealhulgas lutsernit, mis on mõõdukas kliimas kõige suurema valgusisaldusega taim. Tootlike ja kõrge väärtusega sortide loomiseks võiks praeguseid aretusprogramme täiustada suure geneetilise mitmekesisuse kasutamine koos genoomse hindamisega. Lutserniliikide mitmekesisuse uurimiseks kasutasime 395 lutserniproovi (st populatsiooni), mis pärinesid peamiselt Euroopast, Põhja- ja Lõuna-Ameerikast ning Hiinast ning mille sügisene puhkeseisund ulatus skaalal 11 vahemikku 3–7. Viis aretajat andsid materjali (617 proovi), mida võrreldi 400 prooviga. Kõikide proovide genotüüp määrati kindlaks sekveneerimisel põhineva genotüpiseerimise (GBS) meetodiga, et saada SNP-alleelide sagedus. Neid genoomilisi andmeid kasutati geneetilise mitmekesisuse kirjeldamiseks ja geneetiliste rühmade kindlaksmääramiseks. Proovide fenotüüpe fenoloogiliste tunnuste (sügisene puhkeseisund ja õitsemise kuupäev) osas määrati kahel asukohal (Lusignan Prantsusmaal, Novi Sad Serbias) aastatel 2018–2021. QTL-id tuvastati mitmelokuselise segamudeli (mlmm) abil. Seejärel hinnati iga tunnuse genoomilise prognoosi kvaliteeti. Prognoosi kvaliteedi hindamiseks kasutati ristvalideerimist, testides GBLUP-, Bayes’i Ridge’i regressiooni (BRR) ja Bayes’i Lasso meetodeid. Leiti seitsmest rühmast koosnev geneetiline struktuur. Enamik neist rühmadest oli seotud proovide geograafilise päritoluga ning näitas, et Euroopa ja Ameerika materjal erineb geneetiliselt Hiina materjalist. Leiti mitu sügisese puhkuse perioodiga seotud QTL-i ning enamik neist oli seotud geenidega. Meie uuringus näitasid infinitesimaalsed meetodid Bayes’i Lasso-meetodist paremat ennustuskvaliteeti ning genoomne ennustamine saavutas mõnel juhul kõrge (>0,75) ennustusvõime. Meie tulemused on lutsernikasvatuse seisukohalt julgustavad, näidates, et on võimalik saavutada kõrge genoomse ennustamise kvaliteet.