SNP Discovery and Chromosome Anchoring Provide the First Physically-Anchored Hexaploid Oat Map and Reveal Synteny with Model Species
Citation
Oliver, R.E., Tinker, N.A., Lazo, G.R., Chao, S., Jellen, E.N., Carson, M.L., Rines, H.W., Obert, D.E., Lutz, J.D., Shackelford, I., Korol, A., Wight, C.P., Gardner, K.M., Hattori, J., Beattie, A.D., Bjørnstad, A., Bonman, J.M., Jannink, J.-L., Sorrells, M.E., Brown Guedira, G.L., Mitchell Fetch, J.W., Harrison, S.A., Howarth, C.J., Ibrahim, A.A., Kolb, F.L., McMullen, M.S., Murphy, J.P., Ohm, H.W., Rossnagel, B.G., Yan, W., Miclaus, K.J., Hiller, J., Maughan, P.J., Redman Hultz, R.R., Anderson, J.M., Islamovic, E., et Jackson, E.W. (2013). « SNP discovery and chromosome anchoring provide the first physically-anchored hexaploid oat map and reveal synteny with model species. », PLoS ONE, 8(3, Article No.e58068). doi : 10.1371/journal.pone.0058068
Résumé
La carte consensus ancrée sur une carte physique est un élément fondamental de la recherche en génomique moderne. Or, dans le cas de l’avoine (Avena sativa L., 2n = 6x = 42) la construction de cette carte a été freinée pour diverses raisons : taille et complexité du génome, rareté des marqueurs moléculaires robustes, absence de populations aneuploïdes. Dans les travaux présentés ici, nous avons notamment mis au point une méthode de recherche de polymorphismes mononucléotidiques (SNP) modifiée pour les génomes complexes, constitué un ensemble diversifié de marqueurs SNP de l’avoine et élaboré une nouvelle stratégie d’ancrage des SNP sur compléments chromosomiques anormaux. Nous avons appliqué ces ressources pour construire la première carte consensus complète ancrée sur carte physique de l’avoine hexaploïde. Nous avons trouvé quelque 11 000 SNP in silico à haut degré de confiance au moyen de 9 millions de lectures de séquences inter-variétales issues d’ADN génomique et d’ADNc. Le génotypage, par la méthode GoldenGate, de 3 072 SNP a permis de repérer 1 311 marqueurs robustes, dont 985 chez 390 lignées pures recombinantes issues de 6 populations de cartographie bi-parentales comprenant de 49 à 97 descendants. Les cartes consensus comportaient 985 SNP et 68 marqueurs déjà connus faisant partie de 21 groupes de liaison répartis sur une distance totale de 1 838,8 cM. Les groupes de liaison consensus ont été assignés à 21 chromosomes par analyse de délétion de SNP de populations hybrides monosomiques. Les alignements obtenus avec les génomes séquencés du riz et du Brachypodium témoignent de l’importante conservation de certaines régions génomiques et sont encourageants pour l’exploration génomique par l’étude orthologique de cette importante espèce hexaploïde. Ces résultats permettent aussi d’élaborer le cadre de l’analyse génétique à haute résolution de l’avoine ainsi qu’un modèle de recherche de marqueurs et de construction de cartes applicables à l’étude d’autres espèces à génome complexe pour lesquelles les ressources sont limitées.