Podatki o genotipizaciji celotnega genoma dopolnjujejo znanje o genetski raznolikosti svetovne zbirke lucerne in ponujajo vpogled v genetsko regulacijo fenoloških značilnosti

Odvisnost Kitajske in Evrope od uvoženih beljakovin ogroža prehransko samozadostnost teh regij. To težavo bi bilo mogoče rešiti z večjim pridelovanjem stročnic, vključno z lucerno, ki je v zmernem podnebju najboljši vir beljakovin. Za ustvarjanje produktivnih in visokokakovostnih sort bi uporaba velike genetske raznolikosti v kombinaciji z genomsko oceno lahko izboljšala sedanje programe selekcije. Za preučevanje raznolikosti lucerne smo uporabili nabor 395 lucerninih vzorcev (tj. populacij), predvsem iz Evrope, Severne in Južne Amerike ter Kitajske, katerih jesenska mirovanja se gibajo od 3 do 7 na lestvici od 1 do 11. Pet selektorjev je zagotovilo gradivo (617 vzorcev), ki smo ga primerjali s 400 vzorci. Vsi vzorci so bili genotipizirani z metodo genotipizacije s sekvenciranjem (GBS) za določitev frekvence alelov SNP. Ti genomski podatki so bili uporabljeni za opis genetske raznolikosti in identifikacijo genetskih skupin. Vzorci so bili fenotipizirani glede na fenološke značilnosti (jesensko mirovanje in datum cvetenja) na dveh lokacijah (Lusignan v Franciji, Novi Sad v Srbiji) v obdobju od 2018 do 2021. QTL so bili odkriti z uporabo mešanega modela z več lokusi (mlmm). Nato je bila ocenjena kakovost genomskega napovedovanja za vsako lastnost. Za oceno kakovosti napovedovanja je bila uporabljena navzkrižna validacija s preizkušanjem metod GBLUP, bayesovske ridge regresije (BRR) in bayesovskega Lassa. Ugotovljena je bila genetska struktura s sedmimi skupinami. Večina teh skupin je bila povezana z geografskim izvorom vzorcev in je pokazala, da se evropski in ameriški material genetsko razlikujeta od kitajskega materiala. Odkritih je bilo več QTL, povezanih z jesensko mirovanjem, in večina med njimi je bila povezana z geni. V naši študiji so infinitezimalne metode pokazale višjo kakovost napovedovanja kot Bayesian Lasso, genomsko napovedovanje pa je v nekaterih primerih doseglo visoko (>0,75) napovedno sposobnost. Naši rezultati so spodbudni za selekcijo lucerne, saj kažejo, da je mogoče doseči visoko kakovost genomskega napovedovanja.