Analisi di associazione genomica per la tolleranza alla siccità e i tratti associati nella fava (Vicia faba L.)

La fava (Vicia faba L.) è un importante legume ad alto contenuto proteico, adatto a diverse condizioni climatiche e che offre molteplici benefici per la sostenibilità complessiva dei sistemi colturali. La domanda di proteine di origine vegetale è in crescita e la fava rappresenta un’ottima soluzione per soddisfare tale esigenza. Tuttavia, questa coltura è molto sensibile agli stress abiotici, in particolare alla siccità, che incide gravemente sulla resa e sullo sviluppo della fava in tutto il mondo. Pertanto, l’identificazione dei geni associati alla tolleranza allo stress da siccità rappresenta una sfida fondamentale nel miglioramento genetico della fava. Sebbene la risposta della fava allo stress da siccità sia stata ampiamente studiata, gli approcci molecolari volti a migliorare la tolleranza alla siccità in questa coltura sono ancora limitati. In questo studio ci siamo basati sui recenti progressi genomici, come lo sviluppo del primo array di genotipizzazione SNP ad alta densità, per condurre uno studio di associazione genomica (GWAS) utilizzando migliaia di polimorfismi genetici distribuiti sull’intero genoma della fava. Una collezione mondiale di 100 accessioni di fava è stata coltivata in condizioni di controllo e di siccità e sono stati valutati 10 caratteri morfologici, fenologici e fisiologici per identificare marcatori di polimorfismo a singolo nucleotide (SNP) associati alla tolleranza alla siccità. Abbiamo identificato 29 marcatori SNP significativamente correlati a questi caratteri in condizioni di stress idrico. Le sequenze fiancheggianti sono state sottoposte a BLAST sui genomi di riferimento di Medicago truncatula al fine di annotare potenziali geni candidati alla base delle varianti causali. Tre degli SNP relativi al contenuto di clorofilla dopo lo stress corrispondono a proteine non caratterizzate, indicando la presenza di nuovi geni associati alla tolleranza alla siccità nella fava. L’importanza dei trasduttori di segnale inducibili dallo stress fornisce informazioni preziose sui possibili meccanismi alla base della risposta della fava allo stress idrico, gettando così le basi per un futuro miglioramento genetico assistito da marcatori in questa coltura.