Análise de associação genómica para a tolerância à seca e características associadas na fava (Vicia faba L.)

A fava (Vicia faba L.) é uma importante leguminosa rica em proteínas, adaptada a diversas condições climáticas e com múltiplos benefícios para a sustentabilidade global dos sistemas de cultivo. A procura por proteínas de origem vegetal está a aumentar e a fava é uma boa candidata para satisfazer essa necessidade. No entanto, esta cultura é muito sensível a stress abiótico, especialmente à seca, que afeta gravemente o rendimento e o desenvolvimento da fava em todo o mundo. Por conseguinte, identificar genes associados à tolerância ao stress hídrico constitui um grande desafio no melhoramento genético da fava. Embora a resposta da fava ao stress hídrico tenha sido amplamente estudada, as abordagens moleculares para melhorar a tolerância à seca nesta cultura continuam a ser limitadas. Neste estudo, baseámo-nos em avanços genómicos recentes, tais como o desenvolvimento do primeiro painel de genotipagem de SNP de alta densidade, para realizar um estudo de associação do genoma completo (GWAS) utilizando milhares de polimorfismos genéticos em todo o genoma da fava. Uma coleção mundial de 100 acessões de fava foi cultivada em condições de controlo e de seca, tendo sido avaliadas 10 características morfológicas, fenológicas e fisiológicas para identificar marcadores de polimorfismo de nucleótido único (SNP) associados à tolerância à seca. Identificámos 29 marcadores SNP significativamente correlacionados com estas características em condições de stress hídrico. As sequências flanqueantes foram submetidas a uma pesquisa BLAST nos genomas de referência de Medicago truncatula, a fim de anotar potenciais genes candidatos subjacentes às variantes causais. Três dos SNPs relativos ao teor de clorofila após o stress correspondem a proteínas não caracterizadas, indicando a presença de novos genes associados à tolerância à seca na fava. A importância dos transdutores de sinal induzíveis pelo stress fornece informações valiosas sobre os possíveis mecanismos subjacentes à resposta da fava ao stress hídrico, proporcionando assim uma base para futuros programas de melhoramento assistido por marcadores nesta cultura.