The use of GBS data in order to produce genetic maps and detection of grazing resistance QTL of lucerne
Utilisation de données GBS pour réaliser des cartes génétiques et détecter des QTL pour la tolérance au pâturage de la luzerne
Résumé
Improvements in high-throughput sequencing technologies currently allow a rapid and cheap sequencing for large and highly diverse genomes. Genotyping By Sequencing (GBS) is one of these technologies and allows detection of Single Nucleotide Polymorphism markers (SNP). These molecular markers are numerous in large genomes and facilitate genetic mapping, required to discover Quantitative Trait Loci (QTL) for plant breeding. This study focused on lucerne, Medicago sativa, which is a highly heterozygous autotetraploid plant, in order to detect grazing resistance QTL. Two parents from a Mediterranean productive variety have been crossed with two parents from another variety, grazing tolerant but of low productivity, to conceive four mapping populations. Parental and progeny genomes have been sequenced by GBS then analysed with two different methods in order to compare their performances: the use of an adequate software for high-throughput data analysis, CLC Genomics Workbench and the use of an analysis protocol under Linux. Globally, the two tested tools are suitable but the Linux protocol seems more efficient due to its capacity of full automation. Data analysis uncovered 9,594 simplex markers, including 4,523 which permitted the creation of parental genetic maps, and the detection of 7 QTL for grazing resistance of lucerne.
L’amélioration des techniques de séquençage haut débit permet actuellement de fournir un séquençage rapide et à moindre cout unitaire de génomes larges à haute diversité. Le génotypage par séquençage (GBS) est une de ces techniques et permet la détection de marqueurs moléculaires SNP (Single Nucleotide Polymorphism) grâce à une étape de réduction de la complexité du génome. Ces nombreux marqueurs moléculaires facilitent la conception de cartes génétiques, nécessaires pour la découverte de loci de traits quantitatifs (QTL) pour l’amélioration des plantes. L’étude menée ici a porté sur la luzerne, Medicago sativa, qui est une plante autotétraploïde hautement hétérozygote, afin de détecter des QTL de résistance au pâturage. Deux parents issus d’une variété méditerranéenne productive ont été croisés avec deux parents d’une seconde variété tolérante au pâturage mais peu productive pour concevoir quatre populations de cartographie. Le génome des parents ainsi que celui des descendants ont été séquencés par GBS puis analysés à l’aide de deux méthodes différentes afin de comparer leurs performances : l’utilisation du logiciel CLC Genomics Workbench, adapté à l’analyse de données haut débit et d’un protocole d’analyse Linux. Dans l’ensemble, les deux outils sont efficaces mais le protocole Linux semble plus intéressant par la possibilité de son automatisation totale. L’analyse des données a permis de récupérer 9 594 marqueurs simplex, dont 4 523 ont pu permettre la création de cartes génétiques des quatre parents, et de détecter 7 QTL pour la tolérance au pâturage de la luzerne.