Fast assembly of the mitochondrial genome of a plant parasitic nematode (Meloidogyne graminicola) using next generation sequencing
Résumé
Little is known about the variations of nematode mitogenomes (mtDNA). Sequencing a complete mtDNA using a PCR approach remains a challenge due to frequent genome reorganizations and low sequence similarities between divergent nematode lineages. Here, a genome skimming approach based on HiSeq sequencing (shotgun) was used to assemble de novo the first complete mtDNA sequence of a root-knot nematode (Meloidogyne graminicola). An AT-rich genome (84.3%) of 20,030 bp was obtained with a mean sequencing depth superior to 300. Thirty-six genes were identified with a semi-automated approach. A comparison with a gene map of the M. javanica mitochondrial genome indicates that the gene order is conserved within this nematode lineage. However, deep genome rearrangements were observed when comparing with other species of the superfamily Hoplolaimoidea. Repeat elements of 111 bp and 94 bp were found in a long non-coding region of 7.5 kb, as similarly reported in M. javanica and M. hapla. This study points out the power of next generation sequencing to produce complete mitochondrial genomes, even without a reference sequence, and possibly opening new avenues for species/race identification, phylogenetics and population genetics of nematodes.
Il existe peu de connaissances sur la variation des génomes mitochondriaux de nématodes, car leur séquençage avec une approche PCR reste difficile du fait de fréquentes réorganisations génomiques et de la faible similitude de séquence entre des lignées divergentes. Nous avons utilisé une approche d’écrémage de génome pour assembler la première séquence mitochondriale complète d’un nématode à galles (Meloidogyne graminicola). Un génome riche en AT (84,3 %) de 20 030 paires de bases (pb) a été obtenu avec une profondeur de séquençage supérieure à 300. Trente-six gènes ont été identifiés selon une approche semi-automatisée. La comparaison de cette séquence avec la carte physique du génome mitochondrial de M. javanica indique que l’ordre des gènes est conservé chez Meloidogyne. Toutefois, des réarrangements génomiques importants ont été observés entre genres de la superfamille Hoplolaimoidea. Des éléments répétés de 111 et 94 pb ont été détectés dans une longue région non codante d’environ 7500 pb, comme rapporté chez M. javanica et M. hapla. Cette étude montre le potentiel du séquençage de nouvelle génération pour produire rapidement des génomes mitochondriaux complets, même en l’absence de séquence de référence. Ceci ouvre des perspectives dans les domaines de l’identification d’espèces/races, de la phylogénie et de la génétique des populations de nématodes.