Genomo masto asociacijos analizė, skirta nustatyti didžiųjų pupų (Vicia faba L.) atsparumą sausrai ir su juo susijusius požymius

Didžiosios pupos (Vicia faba L.) yra svarbūs, daug baltymų turintys ankštiniai augalai, prisitaikę prie įvairių klimato sąlygų ir teikiantys daug naudos bendram augalininkystės sistemų tvarumui. Augalinės kilmės baltymų paklausa auga, o didžiosios pupos yra puikus pasirinkimas šiam poreikiui patenkinti. Tačiau šis augalas yra labai jautrus abiotiniam stresui, ypač sausrai, kuri visame pasaulyje smarkiai paveikia didžiųjų pupų derlingumą ir vystymąsi. Todėl genų, susijusių su atsparumu sausros stresui, identifikavimas yra pagrindinis iššūkis didžiųjų pupų selekcijoje. Nors didžiųjų pupų reakcija į sausros stresą buvo plačiai tirta, molekuliniai metodai, skirti šio augalo atsparumui sausrai pagerinti, vis dar yra riboti. Šiame tyrime, remdamiesi naujausiais genomikos pasiekimais, pavyzdžiui, pirmojo didelio tankio SNP genotipavimo mikromatricos sukūrimu, atlikome visos genomo asociacijos tyrimą (GWAS), naudodami tūkstančius genetinių polimorfizmų visame didžiųjų pupų genome. Pasaulinė 100 faba pupelių pavyzdžių kolekcija buvo auginama kontrolinėmis ir sausros sąlygomis, o 10 morfologinių, fenologinių ir fiziologinių požymių buvo įvertinti siekiant identifikuoti vieno nukleotido polimorfizmo (SNP) žymeklius, susijusius su atsparumu sausrai. Mes identifikavome 29 SNP žymeklius, kurie sausros streso sąlygomis reikšmingai koreliavo su šiais požymiais. Flankuojančios sekos buvo palygintos su Medicago truncatula etaloniniais genomais, siekiant anotuoti potencialius kandidatinius genus, kuriuose glūdi priežastiniai variantai. Trys SNP, susiję su chlorofilo kiekiu po streso, atitinka neapibūdintus baltymus, o tai rodo naujų genų, susijusių su faba pupelių atsparumu sausrai, buvimą. Streso indukuojamų signalų perdavimo mechanizmų reikšmė suteikia vertingos informacijos apie galimus mechanizmus, lemiančius didžiųjų pupelių reakciją į sausros stresą, taip sudarant pagrindą būsimai žymeklių pagalba vykdomai šios kultūros selekcijai.