Genetic diversity analysis of yellow mustard (Sinapis alba L.) germplasm based on genotyping by sequencing

Fu, Y.B., Cheng, B.F., et Peterson, G.W. (2014). « Genetic diversity analysis of yellow mustard (Sinapis alba L.) germplasm based on genotyping by sequencing », Genetic Resources and Crop Evolution, 61(3), p. 579-594. doi : 10.1007/s10722-013-0058-1  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Avec les récents progrès des technologies de séquençage de nouvelle génération, le génotypage par séquençage est d’un abord plus facile pour la caractérisation moléculaire des végétaux à génome complexe encore jamais séquencé. Nous avons employé un protocole de génotypage par séquençage, consistant en un pyroséquençage 454 de Roche et une réduction génomique, avec des outils de bioinformatique avancée pour analyser la diversité génétique de 24 spécimens de moutarde blanche. Après un cycle et demi de pyroséquençage 454, nous avions environ 1,2 million de lectures de séquence, le tout représentant à peu près 392 millions de nucléotides. Avec le pipeline informatique DIAL, nous avons identifié 512 contigs et 828 SNP. L’algorithme BLAST a permis d’aligner 214 contigs avec des séquences versées dans la base de données nr/nt du NCBI. Le séquençage par la méthode Sanger a permis de confirmer 95 % de 41 contigs sélectionnés et 94 % des 240 SNP possibles. Les SNP identifiés dans les échantillons par pyroséquençage étaient très déséquilibrés, et l’analyse de leur diversité a révélé que 26,1 % de la variation totale était associée aux spécimens des populations naturelles, aux cultivars et aux lignées généalogiques, et 24,7 % aux spécimens à graines jaunes et aux spécimens à graines noires. À l’analyse typologique, nous avons constaté que la plupart des spécimens à graines noires étaient proches les uns des autres, et les lignées généalogiques ont été groupées en fonction des origines connues. Nous avons fait une simulation informatisée pour évaluer les conséquences des omissions de SNP 454 et constaté des changements importants du nombre d’allèles, un biais dans la détection de la structure génétique et d’importants écarts par rapport à la matrice des distances génétiques prévues. Ces constatations sont utiles pour la sélection des plantes parentales dans les programmes d’amélioration de la moutarde blanche, et la démarche poussée que nous avons réalisée illustre l’utilité du génotypage par séquençage pour l’analyse de la diversité génétique des végétaux et plus particulièrement pour l’évaluation de leurs liens de parenté génétique.

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