Un studiu de asociere la nivel genomic privind toleranța la îngheț în materialul genetic de origine europeană al trifoiului roșu (Trifolium pratense L.)

Îmbunătățirea persistenței reprezintă un obiectiv important de ameliorare la trifoiul roșu (Trifolium pratense L.). În zonele cu ierni reci, lipsa persistenței se datorează adesea supraviețuirii slabe în timpul iernii, iar toleranța scăzută la îngheț (FT) constituie o componentă importantă a acesteia. Am realizat un studiu de asociere la nivel genomic (GWAS) pentru a identifica loci asociați cu toleranța la îngheț într-o colecție de 393 de accesii de trifoi roșu, în mare parte de origine europeană, și am efectuat analize ale dezechilibrului de legătură și ale consangvinizării. Accesiunile au fost genotipate ca grupuri de indivizi folosind genotiparea prin secvențiere (pool-GBS), generând atât date privind polimorfismul unui singur nucleotid (SNP), cât și frecvența alelelor haplotipurilor la nivel de accesiune. Dezechilibrul de legătură a fost determinat ca o corelație parțială la pătrat între frecvențele alelelor unor perechi de SNP-uri și s-a constatat că acesta scade la distanțe extrem de mici (< 1 kb). Nivelul de consangvinizare, dedus din elementele diagonale ale unei matrice de relații genomice, a variat considerabil între diferite grupuri de accesiuni, cea mai puternică consangvinizare fiind constatată în rândul ecotipurilor din Peninsula Iberică și Marea Britanie, iar cea mai redusă în rândul soiurilor locale. S-a constatat o variație considerabilă a FT, valorile LT50 (temperatura la care 50% dintre plante mor) variind între -6,0 °C și -11,5 °C. Analiza GWAS bazată pe SNP și haplotipuri a identificat opt și, respectiv, șase loci asociați semnificativ cu FT (dintre care doar unul era comun), explicând 30% și, respectiv, 26% din variația fenotipică. Zece dintre loci au fost identificați în interiorul sau la o distanță mică (<0,5 kb) de gene posibil implicate în mecanismele care afectează FT. Printre acestea se numără o cafeoil-shikimat esterază, un transportor de inozitol și alte gene implicate în semnalizare, transport, sinteza ligninei și metabolismul aminoacizilor sau al carbohidraților. Acest studiu deschide calea către o mai bună înțelegere a controlului genetic al FT și către dezvoltarea unor instrumente moleculare pentru îmbunătățirea acestei trăsături la trifoiul roșu prin ameliorare asistată de genomică.