Évaluation d’outils d’appel de variantes pour le reséquençage du génome des grandes plantes

© 2020, les auteurs. Contexte : La recherche de polymorphismes mononucléotidiques (SNP) à partir de séquences du génome de plantes cultivées est une stratégie largement utilisée pour la mise au point de marqueurs génétiques destinés à diverses applications, dont la sélection assistée par marqueurs, l’étude de la diversité des populations à des fins d’adaptation écogéographique, le génotypage de collections de matériel génétique de grande culture, etc. Il est essentiel mais difficile de détecter avec exactitude les SNP dans les grands génomes des plantes polyploïdes, comme le blé. Quelques méthodes ont été mises au point pour déterminer l’appellation de variants, mais il n’y a qu’un faible degré de cohérence entre les appellations qu’elles proposent. Un étalon-or d’ensembles de variants générés à partir d’un seul échantillon humain a déjà été mis au point pour évaluer l’outil d’appellation des variants. Par contre, jusqu’à présent, il n’existe aucun étalon-or d’ensembles de variants de cultures pour le blé. Le but de cette étude était donc d’évaluer sept outils d’appellation de variants de SNP (FreeBayes, GATK, Platypus, Samtools/mpileup, SNVer, VarScan, VarDict) en combinaison avec les deux outils de cartographie les plus populaires (BWA-mem et Bowtie2) en utilisant des données de reséquençage correspondant à l’exome entier de blé allohexaploïde. Résultats : Nous avons constaté que l’outil de cartographie BWA-mem avait un taux de cartographie et un taux d’exactitude plus élevés que l’outil Bowtie2. Pour un même seuil de qualité de cartographie, l’outil BWA-mem a détecté plus de bases de variants dans les lectures que l’outil Bowtie2. Le traitement des lectures par « rognage de qualité » ou « suppression des doublons » n’a pas eu d’effet notable sur la cartographie finale du point de vue des lectures. D’après la concordance et la courbe ROC (fonction d’efficacité du récepteur), la spécificité et la sensibilité de l’outil d’appellation des variants Samtools/mpileup utilisé en combinaison avec l’outil de cartographie BWA-mem sur des lectures de séquences brutes ont surpassé celles des autres combinaisons essayées. Les outils FreeBayes et GATK se sont classés au deuxième et au troisième rang, respectivement, en ce qui concerne la spécificité et la sensibilité. VarDict et VarScan étaient les outils dont la spécificité et la sensibilité étaient les moins bonnes avec les données de séquençage de l’exome entier du blé. Conclusion : La combinaison BWA-mem et Samtools/mpileup, sans prétraitement des données de lecture brutes avant la cartographie sur le génome de référence, s’est avérée le meilleur moyen de déterminer l’appellation des variants de SNP en vue du reséquençage du génome complexe du blé. Ces résultats fournissent également des lignes directrices utiles pour l’identification fiable des variants à partir du séquençage profond d’autres grands génomes de plantes polyploïdes cultivées.