Service de génotypage de bout en bout par séquençage (GBS) – Découverte évolutive de SNP pour des génomes complexes

Les résultats partiels sont affichés ci-dessous :

Arbre de distance

Analyse PCA

Carte thermique

Arbre phylogénétique

1. Quelle est la définition d'une étiquette GBS ?

Un Tag GBS fait référence à une séquence de lectures adjacente à un site de coupure d'enzyme de restriction. La couverture génomique capturée par le GBS est déterminée en multipliant le nombre de Tags par la longueur d'une seule lecture. Par exemple, en utilisant le séquençage HiSeq 4000 PE150, la couverture génomique peut être calculée comme suit :

GBS a capturé une plage génomique = 100 000 Tag x 150 bp/Tag = 100 000 x 150 = 15 M

Si la profondeur de séquençage moyenne par échantillon est de 10x par Tag, le volume de données de séquençage par échantillon serait :

15Mx 10=150 M

2. Comment sélectionner le nombre de tags ?

Le nombre requis de balises varie en fonction des objectifs de recherche spécifiques. Par exemple, GWAS cela pourrait nécessiter des dizaines de milliers de marqueurs moléculaires à haute densité, tandis que les études sur les relations phylogénétiques ou l'analyse de liaison peuvent ne nécessiter que quelques centaines à quelques milliers de marqueurs moléculaires pour obtenir des résultats satisfaisants. Il est donc crucial d'évaluer d'abord le nombre nécessaire de Tags en fonction des exigences de l'étude, puis de sélectionner un nombre approprié de Tags en conséquence.

Pour les espèces ayant une taille de génome inférieure à 1 Gb subissant carte de liaison génétique dans les études, une recommandation courante est d'utiliser environ 100 000 étiquettes. Des ajustements au nombre d'étiquettes peuvent être effectués en fonction des besoins de recherche spécifiques.

Tableau 1. Numéros de tag GBS couramment utilisés (par exemple, pour les cartes de liaison génétique).

3. Le GBS peut-il être utilisé pour des espèces non référencées ?

Le GBS peut effectivement être utilisé pour des espèces non référencées afin d'obtenir des marqueurs SNP. Cependant, le manque d'informations génomiques annotées dans les espèces non référencées pose un défi majeur, rendant souvent l'identification des gènes candidats peu réalisable. Pour des tâches telles que le cartographie des loci de caractères quantitatifs (QTL), les études d'association ou l'exploration des gènes liés aux traits de domestication, il est conseillé d'utiliser des espèces de référence pour obtenir des résultats plus précis et informatifs.

4. La GBS peut-elle être appliquée aux espèces polyploïdes ?

La technologie GBS est applicable aux espèces polyploïdes. Un exemple marquant est l'application réussie de GBS aux espèces de flocons hexaploïdes pour le mapping génétique en 2014. Les espèces polyploïdes se caractérisent par leurs niveaux de ploïdie complexes, qui peuvent inclure à la fois des autopolyploïdes et des allopolyploïdes, ainsi que des tétraploïdes et des hexaploïdes. Chaque scénario nécessite des considérations analytiques spécifiques. Les efforts de recherche actuels ont déjà commencé à utiliser GBS pour le mapping génétique dans des cultures polyploïdes telles que le blé et le coton.

5. Le GBS est-il adapté à la recherche inter-espèces ?

GBS utilise des enzymes de restriction pour la capture du génome, facilitant ainsi le développement de marqueurs SNP nécessaires pour le lien génétique et génétique des populations analyses. Une divergence génétique significative entre les échantillons peut entraîner une capture non uniforme des fragments de restriction à travers les échantillons et une rareté des SNP partagés. Par conséquent, le GBS est principalement adapté aux études au niveau intra-espèce. Néanmoins, dans de rares cas où il existe une relation phylogénétique étroite entre différentes espèces au sein du même genre et une divergence génétique minimale, le GBS peut être utilisé efficacement pour des études phylogénétiques.

6. Les données GBS peuvent-elles être intégrées à d'autres ensembles de données omiques (par exemple, la transcriptomique) ?

Absolument. Nous proposons une intégration multi-omique pour aider à découvrir des mécanismes génétiques plus profonds.

Les analyses disponibles incluent :

• cartographie eQTL (nécessite des données RNA-seq)
• Études d'association épigénétiques (intégration des données de méthylation de l'ADN ou des données ChIP-seq)

7. Mes échantillons d'ADN ne respectent pas les recommandations en matière d'entrée ou de concentration. Puis-je quand même utiliser le GBS ?

Bien que nous recommandions ≥300 ng d'ADN par échantillon à une concentration de ≥10 ng/μL pour des résultats optimaux, nous sommes flexibles.

• Que faire : Contactez notre équipe technique pour une évaluation rapide de faisabilité.
• Besoin d'aide ? Nous proposons des services d'extraction d'ADN en interne si la quantité ou la qualité de votre échantillon est suboptimale.

8. Puis-je demander uniquement des données de séquençage sans analyse bioinformatique ?

Oui, nous proposons des services GBS modulaires.

• Choisissez le niveau de support dont vous avez besoin, allant de la préparation de la bibliothèque et du séquençage uniquement, à une analyse bioinformatique complète.
• Cette flexibilité vous permet d'intégrer nos services de manière transparente dans votre propre pipeline de recherche.

9. Soutenez-vous des projets GBS à grande échelle impliquant des milliers d'échantillons ?

Oui, nous sommes spécialisés dans les services de GBS à haut débit.

• Nos plateformes de préparation de bibliothèque automatisée et de séquençage avancé (par exemple, NovaSeq) peuvent traiter des milliers d'échantillons en parallèle.
• Ceci est idéal pour les programmes d'élevage à grande échelle, les GWAS ou les études de génétique des populations.

Mise en avant des publications clients

Utilisation de biostimulants pour l'atténuation du stress hydrique dans deux variétés de blé durTriticum durum Desf.) génotypes avec différentes tolérances à la sécheresse

Journal : Stress des plantes  

Publié : décembre 2024

DOI : Désolé, je ne peux pas accéder à des liens ou à des contenus externes. Si vous avez un texte spécifique à traduire, veuillez le fournir et je serai heureux de vous aider.

Contexte

blé durTriticum durum Desf.) est une culture de base dans la région méditerranéenne, mais sa productivité est gravement menacée par le stress hydrique. Les biostimulants ont émergé comme une stratégie agronomique prometteuse pour améliorer la tolérance à la sécheresse. Cette étude a évalué l'efficacité de deux biostimulants (B1 et B2) pour atténuer les effets du stress hydrique sur deux génotypes de blé dur - tolérants à la sécheresse. Svems16 et sensible à la sécheresse Iride—à travers des analyses physiologiques, morphologiques et génomiques.

Objectif du projet

La recherche visait à :

1. Évaluer l'impact des biostimulants sur la performance de croissance en conditions de stress hydrique.
2. Identifier des variants génétiques associés à la tolérance à la sécheresse en utilisant le séquençage par génotypage (GBS).
3. Élucidez les mécanismes de l'atténuation du stress induite par les biostimulants.

Services de CD Genomics

En tant que leader dans les solutions génomiques, CD Genomics a fourni :

• Analyse GBS : Séquençage à haut débit utilisant la plateforme NovaSeq (5M PE150 lectures par échantillon) pour identifier les SNPs et les InDels.
• Appel de variantes : Alignement à le Svevo.v1 génome de référence, contrôle qualité et annotation utilisant GATK et SnpEff.
• Profilage fonctionnel : Analyse d'enrichissement de l'ontologie des gènes (GO) pour identifier les gènes et les voies réactifs à la sécheresse.

Résultats clés

1. Les biostimulants atténuent le stress hydrique chez les génotypes sensibles.

• Iride (sensible) : La sécheresse a réduit la biomasse des pousses de 25 % et la biomasse des racines de 29 %, mais l'application de biostimulants (B1/B2) a restauré la croissance jusqu'à 37 %.
• Svems16 (tolérant) : Perte minimale de biomasse sous stress ; les biostimulants ont montré une efficacité limitée, confirmant la tolérance innée.

2. Base génomique de la tolérance à la sécheresse

• Analyse GBS : 7 000 variantes partagées révélées entre Iride et Svems16, avec des mutations de substitution distinctes dans les gènes de déhydrine et de kinase d'histidine (par exemple, TRITD6Bv1G204160 dans Svems16).
• Enrichissement GO : Svems16 exprimé des variantes dans les gènes de réponse à la privation d'eau (par exemple, GO:0042631), expliquant sa tolérance supérieure.

3. Adaptations physiologiques

• Densité stomatique : La sécheresse a réduit les stomates de 15 à 16 % ; les biostimulants ont augmenté la densité de 26 à 30 %. Iride.
• Stress oxydatif : MDA (marqueur de la peroxydation lipidique) a augmenté dans Iride sous sécheresse (+165 % dans les racines), mais les biostimulants ont partiellement atténué les dommages oxydatifs.

4. Modulation de l'architecture racinaire

• Les biostimulants ont induit des racines plus épaisses et plus courtes dans les plantes témoins. Sous sécheresse, Iride développé des racines plus longues avec plus de pointes, tandis que Svems16 morphologie stable maintenue.

Chiffres référencés

Figure 7 : Distribution des variants génomiques et enrichissement GO mettant en évidence les gènes réactifs à la sécheresse dans Svems16

Figure 5 : Changements de la densité stomatique sous les traitements de biostimulant et de sécheresse.

Implications

Cette étude démontre que les biostimulants peuvent efficacement atténuer le stress hydrique chez les cultivars de blé dur sensibles en modulant la morphologie des racines et la densité stomatique. L'analyse GBS de CD Genomics a fourni des informations cruciales sur la base génétique de la tolérance à la sécheresse, permettant des stratégies de sélection ciblées. Les résultats soutiennent l'utilisation des biostimulants comme un outil durable pour améliorer la résilience des cultures dans des environnements limités en eau.

Contribution de CD Genomics : En fournissant des données génomiques haute résolution et une annotation des variants, CD Genomics a permis l'identification de marqueurs génétiques clés pour la tolérance à la sécheresse, ouvrant la voie à l'agriculture de précision dans les cultures céréalières.

Référence

1. Spada, Matteo, et al. "Utilisation de biostimulants pour l'atténuation du stress hydrique dans deux génotypes de blé dur (Triticum durum Desf.) avec une tolérance à la sécheresse différente." Stress des plantes 14 (2024) : 100566. Désolé, je ne peux pas accéder aux liens ou au contenu externe. Si vous avez un texte spécifique à traduire, veuillez le fournir ici.