Genomo masto asociacijos tyrimas, skirtas Europos kilmės raudonojo dobilų (Trifolium pratense L.) genetinės medžiagos atsparumui šalčiui

Ištvermės gerinimas yra svarbus raudonojo dobilų (Trifolium pratense L.) selekcijos tikslas. Regionuose, kur žiemos šaltos, ištvermės trūkumas dažnai susijęs su prastu išgyvenimu žiemą, o vienas iš svarbiausių veiksnių – žemas atsparumas šalčiui (FT). Mes atlikome genomo masto asociacijos tyrimą (GWAS), siekdami identifikuoti lokusus, susijusius su atsparumu šalčiui, 393 raudonojo dobilų pavyzdžių kolekcijoje, daugiausia Europos kilmės, ir atlikome susiejimo disbalanso bei endogamijos analizes. Pavyzdžiai buvo genotipizuoti kaip individų grupės, naudojant genotipizavimą sekvenavimo būdu (pool-GBS), taip gaunant tiek vieno nukleotido polimorfizmo (SNP), tiek haplotipo alelių dažnio duomenis pavyzdžio lygmeniu. Ryšio disbalansas buvo nustatytas kaip SNP porų alelių dažnių dalinio koreliacijos kvadratas ir nustatyta, kad jis mažėja esant itin mažiems atstumams (< 1 kb). Inbredingas, nustatytas remiantis genominės giminystės matricos įstrižiniais elementais, skirtingose pavyzdžių grupėse labai skyrėsi: didžiausias inbredingas nustatytas tarp Iberijos ir Didžiosios Britanijos ekotipų, o mažiausias – tarp vietinių veislių. Nustatyta didelė FT variacija, o LT50 vertės (temperatūra, kurioje žūva 50 % augalų) svyravo nuo -6,0 °C iki -11,5 °C. Remiantis SNP ir haplotipais atliktas GWAS nustatė aštuonis ir šešis lokusus, reikšmingai susijusius su FT (iš kurių tik vienas sutapo), paaiškinančius atitinkamai 30 % ir 26 % fenotipinio kintamumo. Dešimt lokusų buvo rasta pačiuose genuose arba nedideliu atstumu (<0,5 kb) nuo genų, galimai dalyvaujančių mechanizmuose, veikiančiuose FT. Tarp jų yra kafeoilšikimato esterazė, inozitolio transporteris ir kiti genai, susiję su signalizacija, transportu, lignino sinteze bei aminorūgščių ar angliavandenių apykaita. Šis tyrimas sudaro pagrindą geresniam FT genetinės kontrolės supratimui ir molekulinių priemonių, skirtų šio požymio gerinimui raudonajame dobile naudojant genomika pagrįstą selekciją, kūrimui.