Genomski pristup povezivanju studije otpornosti na mraze u crvenom koprivu (Trifolium pratense L.) germenskog materijala europskog podrijetla

Poboljšanje trajnosti je važan cilj selekcije kod crvenog kopriva (Trifolium pratense) L. U područjima s hladnim zimama, nedostatak trajnosti često je uzrokovan lošim preživljavanjem tijekom zime, kod kojeg je niska tolerantnost na mraze (FT) važan faktor. Izveli smo studiju povezanosti cijelog genoma (GWAS) kako bismo identificirali lokusi povezane s tolerantnošću na mraz kod skupine od 393 pristupnika crvenog kopriva, uglavnom europskog podrijetla, te smo provedeni analize povezanosti i inbreddinga. Pristupnici su genotipirani kao skupine pojedinaca pomoću metode genotipiranja putem slijednog analiziranja (pool-GBS), što je omogućilo dobivanje podataka o frekvenciji jednoosnovnih polimorfizama (SNP) i haplotipova na razini pristupnika. Povezanost u povezanosti određena je kao kvadratna parcijalna korelacija između frekvencija alela parova SNP-ova i utvrđena je degradacija na vrlo kratkim udaljenostima (< 1 kb). Razina inbreddinga, izračunata iz dijagonalnih elemenata matrice genetičke srodnosti, značajno se varirala između različitih skupina pristupnika, s najjačim inbreddingom kod ekotipova iz Iberije i Velike Britanije, a najmanjim kod kultiviranih sorti. Uočena je značajna varijabilnost tolerantnosti na mraz, s vrijednostima LT50 (temperature pri kojoj 50 % biljaka umire) u rasponu od -6,0 °C do -11,5 °C. GWAS temeljena na SNP-ovima i haplotipovima identificirala je osam i šest lokusa značajno povezanih s FT (od kojih je samo jedan zajednički), koji su objašnjavali 30 % i 26 % fenotipske varijacije, redom. Deset lokusa nalazi se unutar ili na kratkoj udaljenosti (< 0,5 kb) od gena koji su vjerojatno povezani s mehanizmima koji utječu na FT. To uključuje kafeoil šikimatsku esterazu, inozitol transportni protein, te druge gene uključene u signalizaciju, transport, sintezu lignina i metabolizam aminokiselina ili ugljikohidrata. Ova studija otvara put za bolje razumijevanje genetičkog upravljanja tolerantnošću na mraz i za razvoj molekularnih alata za poboljšanje ovog svojstva kod crvenog kopriva kroz genomiku pomoću selekcije.