Analiza asocjacyjna w skali całego genomu dotycząca tolerancji na suszę i cech z nią związanych u bobu (Vicia faba L.)

Bób (Vicia faba L.) to ważna roślina strączkowa o wysokiej zawartości białka, przystosowana do różnorodnych warunków klimatycznych i przynosząca liczne korzyści dla ogólnej zrównoważoności systemów uprawowych. Popyt na białko pochodzenia roślinnego stale rośnie, a bób stanowi dobry wybór pozwalający zaspokoić tę potrzebę. Roślina ta jest jednak bardzo wrażliwa na stresy abiotyczne, zwłaszcza suszę, która na całym świecie poważnie wpływa na plony i rozwój bobu. Dlatego też identyfikacja genów związanych z tolerancją na stres suszy stanowi główne wyzwanie w hodowli bobu. Chociaż reakcja bobu na stres suszy była szeroko badana, molekularne podejścia mające na celu poprawę tolerancji tej rośliny na suszę są nadal ograniczone. W niniejszej pracy wykorzystaliśmy najnowsze osiągnięcia genomiczne, takie jak opracowanie pierwszej macierzy genotypowania SNP o wysokiej gęstości, aby przeprowadzić badanie asocjacyjne całego genomu (GWAS) z wykorzystaniem tysięcy polimorfizmów genetycznych w całym genomie bobu. Światową kolekcję 100 akcesji bobu uprawiano w warunkach kontrolowanych i suszy, a następnie oceniono 10 cech morfologicznych, fenologicznych i fizjologicznych w celu zidentyfikowania markerów polimorfizmu pojedynczych nukleotydów (SNP) związanych z tolerancją na suszę. Zidentyfikowaliśmy 29 markerów SNP istotnie skorelowanych z tymi cechami w warunkach stresu suszowego. Sekwencje flankujące zostały porównane metodą BLAST z genomami referencyjnymi Medicago truncatula w celu adnotacji potencjalnych genów kandydujących leżących u podstaw wariantów przyczynowych. Trzy z SNP związanych z zawartością chlorofilu po stresie odpowiadają niecharakteryzowanym białkom, co wskazuje na obecność nowych genów związanych z tolerancją na suszę u bobu. Znaczenie indukowanych stresem przekaźników sygnałów dostarcza cennych informacji na temat możliwych mechanizmów leżących u podstaw reakcji bobu na stres suszy, stanowiąc tym samym podstawę dla przyszłej selekcji wspomaganej markerami w tej uprawie.