Um estudo de associação genómica à escala do genoma sobre a tolerância ao frio no germoplasma do trevo vermelho (Trifolium pratense L.) de origem europeia

A melhoria da persistência é um importante objetivo de melhoramento genético no trevo vermelho (Trifolium pratense L.). Em regiões com invernos frios, a falta de persistência deve-se frequentemente a uma fraca sobrevivência durante o inverno, sendo a baixa tolerância ao congelamento (FT) um componente importante desse fenómeno. Realizámos um estudo de associação do genoma completo (GWAS) para identificar loci associados à tolerância ao congelamento numa coleção de 393 acessões de trevo vermelho, na sua maioria de origem europeia, e efetuámos análises de desequilíbrio de ligação e consanguinidade. As acessões foram genotipadas como conjuntos de indivíduos utilizando genotipagem por sequenciação (pool-GBS), gerando dados de polimorfismos de nucleótido único (SNP) e de frequência alélica de haplótipos ao nível da acessão. O desequilíbrio de ligação foi determinado como a correlação parcial ao quadrado entre as frequências alélicas de pares de SNPs, tendo-se verificado que decrescia a distâncias extremamente curtas (< 1 kb). O nível de endogamia, inferido a partir dos elementos diagonais de uma matriz de relação genómica, variou consideravelmente entre os diferentes grupos de acessões, tendo-se verificado a endogamia mais elevada entre os ecótipos da Península Ibérica e da Grã-Bretanha, e a mais baixa entre as variedades locais. Verificou-se uma variação considerável na FT, com valores de LT50 (temperatura na qual 50% das plantas morrem) que variaram entre -6,0 °C e -11,5 °C. A análise GWAS baseada em SNP e haplótipos identificou oito e seis loci significativamente associados à FT (dos quais apenas um era comum), explicando 30% e 26% da variação fenotípica, respetivamente. Dez dos loci foram encontrados dentro ou a uma curta distância (<0,5 kb) de genes possivelmente envolvidos em mecanismos que afetam a FT. Estes incluem uma cafeoil-shikimatoesterase, um transportador de inositol e outros genes envolvidos na sinalização, no transporte, na síntese de lignina e no metabolismo de aminoácidos ou hidratos de carbono. Este estudo abre caminho para uma melhor compreensão do controlo genético da FT e para o desenvolvimento de ferramentas moleculares destinadas ao melhoramento desta característica no trevo vermelho através do melhoramento assistido pela genómica.