Štúdia celogenómovej asociácie týkajúca sa mrazuvzdornosti u genetického materiálu červenej ďateliny (Trifolium pratense L.) európskeho pôvodu

Zlepšenie perzistencie je dôležitým šľachtiteľským cieľom u červenej ďateliny (Trifolium pratense L.). V oblastiach s chladnými zimami je nedostatočná perzistencia často spôsobená slabou zimnou prežiteľnosťou, ktorej dôležitou zložkou je nízka mrazuvzdornosť (FT). Vykonali sme celogenómovú asociačnú štúdiu (GWAS) s cieľom identifikovať lokusy spojené s toleranciou voči mrazu v kolekcii 393 akvizícií červeného ďateliny, prevažne európskeho pôvodu, a vykonali sme analýzy väzbovej nerovnováhy a inbrídingu. Akcie boli genotypizované ako skupiny jedincov pomocou metódy genotypizácie sekvenovaním (pool-GBS), čím sa získali údaje o frekvencii alel jednonukleotidových polymorfizmov (SNP) aj haplotypov na úrovni jednotlivých akcií. Lanková nerovnováha bola stanovená ako druhá mocnina parciálnej korelácie medzi frekvenciami alel párov SNP a zistilo sa, že klesá už pri extrémne krátkych vzdialenostiach (< 1 kb). Úroveň inbrídingu, odvodenej z diagonálnych prvkov matice genomických vzťahov, sa medzi jednotlivými skupinami akcesií značne líšila, pričom najsilnejší inbríding bol zaznamenaný u ekotypov z Pyrenejského polostrova a Veľkej Británie a najslabší u miestnych odrôd. Zistila sa značná variabilita v FT, pričom hodnoty LT50 (teplota, pri ktorej zahynie 50 % rastlín) sa pohybovali v rozmedzí od -6,0 °C do -11,5 °C. GWAS založené na SNP a haplotypoch identifikovali osem a šesť lokusov významne asociovaných s FT (z ktorých sa len jeden prekrýval), čo vysvetľuje 30 % resp. 26 % fenotypovej variácie. Desať z týchto lokusov sa nachádzalo v rámci génov alebo v ich tesnej blízkosti (<0,5 kb), ktoré sa pravdepodobne podieľajú na mechanizmoch ovplyvňujúcich FT. Patria medzi ne kofeoyl-šikimátová esteráza, transportér inozitolu a ďalšie gény podieľajúce sa na signalizácii, transporte, syntéze lignínu a metabolizme aminokyselín alebo sacharidov. Táto štúdia otvára cestu k lepšiemu pochopeniu genetickej regulácie FT a k vývoju molekulárnych nástrojov na zlepšenie tejto vlastnosti u červenej ďateliny prostredníctvom šľachtenia podporovaného genomikou.