Genome-brede associatieanalyse voor droogtetolerantie en daarmee samenhangende eigenschappen bij de veldboon (Vicia faba L.)

De veldboon (Vicia faba L.) is een belangrijke, eiwitrijke peulvrucht die zich aan diverse klimatologische omstandigheden heeft aangepast en talrijke voordelen biedt voor de algehele duurzaamheid van teeltsystemen. De vraag naar plantaardige eiwitten neemt toe en de veldboon is een goede kandidaat om in deze behoefte te voorzien. Het gewas is echter zeer gevoelig voor abiotische stress, met name droogte, wat wereldwijd ernstige gevolgen heeft voor de opbrengst en ontwikkeling van de veldboon. Daarom is het identificeren van genen die verband houden met tolerantie voor droogtestress een grote uitdaging bij de veredeling van de veldboon. Hoewel de reactie van de veldboon op droogtestress uitgebreid is bestudeerd, zijn de moleculaire benaderingen om de droogtetolerantie van dit gewas te verbeteren nog steeds beperkt. Hier hebben we voortgebouwd op recente genomische ontwikkelingen, zoals de ontwikkeling van de eerste SNP-genotyperingsarray met hoge dichtheid, om een genoomwijde associatiestudie (GWAS) uit te voeren met behulp van duizenden genetische polymorfismen verspreid over het gehele faba-boon-genoom. Een wereldwijde verzameling van 100 accessies van de veldboon werd geteeld onder controle- en droogteomstandigheden, en 10 morfologische, fenologische en fysiologische kenmerken werden geëvalueerd om single nucleotide polymorphism (SNP)-markers te identificeren die verband houden met droogtetolerantie. We identificeerden 29 SNP-markers die significant gecorreleerd waren met deze kenmerken onder droogtestressomstandigheden. De flankerende sequenties werden vergeleken met de Medicago truncatula-referentiegenomen om potentiële kandidaatgenen te annoteren die ten grondslag liggen aan de causale varianten. Drie van de SNP’s voor het chlorofylgehalte na de stress komen overeen met niet-gekarakteriseerde eiwitten, wat wijst op de aanwezigheid van nieuwe genen die verband houden met droogtetolerantie bij de veldboon. Het belang van door stress induceerbare signaaltransductoren levert waardevolle informatie op over de mogelijke mechanismen die ten grondslag liggen aan de reactie van de veldboon op droogtestress, en vormt daarmee een basis voor toekomstige merkerondersteunde veredeling van dit gewas.