NIRS for vicine and convicine content of faba bean seed allowed GWAS to prepare for marker-assisted adjustment of seed quality of German winter faba beans

Puspitasari, Winda; Allemann, Björn; Angra, Deepti; Appleyard, Helen; Ecke, Wolfgang; Möllers, Christian; Nolte, Tanja; Purves, Randy, W.; Renner, Carsten; Robertson-Shersby-Harvie, Thomas; Rebecca, Tacke;; Windhorst, Alex; Yaman, Sonja; Link, Wolfgang

doi:10.5073/JfK.2022.01-02.01

Article Fri Jan 21 2022 CC BY 4.0

refereed

published

NIRS for vicine and convicine content of faba bean seed allowed GWAS to prepare for marker-assisted adjustment of seed quality of German winter faba beans

Puspitasari, Winda ; Allemann, Björn ; Angra, Deepti ; Appleyard, Helen ; Ecke, Wolfgang ; Möllers, Christian ; Nolte, Tanja ; Purves, Randy W.; Renner, Carsten ; Robertson-Shersby-Harvie, Thomas ; Tacke; Rebecca ; Windhorst, Alex ; Yaman, Sonja ; Link, Wolfgang

English
German

GWAS was applied to the antinutritive compounds vicine and convicine (V, C) in winter faba bean. V, C and V + C data for 189 inbred lines (five environments) were predicted by NIRS. These lines do not carry the strong “vc-“ allele (locus VC1). Lab data for 646 samples enabled our NIRS calibration, which performed well for V and V + C yet poor for C. Heritability was high (0.911; 0.868) for V and V + C and lower for C (0.737). From the 2542 mapped SNPs, 47 were significantly associated with V and one with V + C. Four SNPs mapped near to the VC1 locus and were significant for V. Seemingly, non-“vc-“ alleles at that locus contributed to V variation. Marker-assisted breeding with this germplasm can reduce the V + C content to about 0.44%, compared to the current lowest line with 0.55%. Further research will show inasmuch this can serve agronomy and breeding.

Die antinutritiven Inhaltsstoffe Vicin und Convicin (V, C) in Samen von Winterackerbohnen wurden einer GWAS unterzogen. V-, C- und V + C-Werte von 189 Inzuchtlinien (fünf Umwelten) wurden mittels NIRS ermittelt. In diesen Linien kommt das starke „vc-“-Allel (VC1-Locus) nicht vor. Labor-Resultate von 646 Proben führten zu unserer NIRS-Kalibration, die gut für V und V + C tauglich war allerdings nicht tauglich für C. Die Erblichkeit war hoch für V und V + C (0,911; 0,868) und niedriger für C (0,737). Von den 2542 kartierten SNPs waren 47 signifikant mit V und einer mit V + C assoziiert. Vier SNPs, die nahe beim VC1-Lokus kartierten, waren für V signifikant. Anscheinend trugen nicht-„vc-“-Allele an diesem Locus zur V-Variation bei. Markergestützte Züchtung in diesem Genpool kann die V + C-Gehalt auf etwa 0,44 % reduzieren, im Vergleich zur aktuell niedrigsten Linie mit 0,55 %. Weitere Forschung wird zeigen, wie diese Ergebnisse der Agronomie und Züchtung dienlich sein werden.