Genomszintű asszociációs vizsgálat az európai eredetű vörös lóhere (Trifolium pratense L.) génállomány fagyállóságáról

A tartósság javítása fontos nemesítési cél a vörös lóhere (Trifolium pratense L.) esetében. A hideg télű területeken a tartósság hiánya gyakran a gyenge téli túlélésnek tudható be, amelynek fontos összetevője az alacsony fagyállóság (FT). Genomszintű asszociációs vizsgálatot (GWAS) végeztünk a fagyállósággal összefüggő lókuszok azonosítása érdekében egy 393 vörös lóhere-törzsből álló gyűjteményben, amelynek tagjai többségükben európai eredetűek, és elvégeztük a kapcsoltsági egyensúlyhiány és az öntermékenyítés elemzését is. Az akciókat egyedekből álló csoportokként genotipizáltuk genotipizálás szekvenálással (pool-GBS) módszerrel, így akciószinten egyaránt kaptunk egy nukleotid-polimorfizmus (SNP) és haplotípus-allélfrekvencia adatokat. A kapcsoltsági egyensúlytalanságot az SNP-párok allélfrekvenciái közötti négyzetes parciális korrelációként határoztuk meg, és megállapítottuk, hogy rendkívül rövid távolságokon (< 1 kb) csökken. A genomikus kapcsolati mátrix átlós elemeiből következtetett beltenyésztés mértéke a különböző akkreciós csoportok között jelentősen eltért: a legerősebb beltenyésztést az Ibériai-félszigetről és Nagy-Britanniából származó ökotípusoknál, a legkevésbé pedig a helyi fajtáknál figyelték meg. Az FT-ben jelentős variációt találtak, az LT50-értékek (az a hőmérséklet, amelyen a növények 50%-a elpusztul) -6,0 °C és -11,5 °C között mozogtak. Az SNP- és haplotípus-alapú GWAS nyolc, illetve hat, az FT-vel szignifikánsan összefüggő lókuszt azonosított (amelyek közül csak egy volt közös), amelyek a fenotípusos variáció 30%-át, illetve 26%-át magyarázták. A lókuszok közül tíz a fagyállóságot befolyásoló mechanizmusokban valószínűleg szerepet játszó génekben vagy azok közvetlen közelében (<0,5 kb) található. Ezek közé tartozik egy kaffeoil-szikimát-észteráz, egy inozitol-transzporter, valamint a jelátvitelben, a transzportban, a ligninszintézisben, illetve az aminosav- és szénhidrát-anyagcserében részt vevő egyéb gének. Ez a tanulmány utat nyit az FT genetikai szabályozásának jobb megértése felé, valamint a vörös lóhere ezen tulajdonságának javítását szolgáló molekuláris eszközök kifejlesztése felé a genomikával támogatott nemesítés keretében.