Validación del uso de la secuenciación de Oxford nanopore para la detección de variantes en amplicones de genes de berenjena (Solanum melongena L.).

Abstract

[ES] La detección de variantes constituye un hecho de interés a la hora de desarrollar programas de mejora genética, especialmente en Solumun melongena donde el número de marcadores moleculares disponibles son más escasos que en otras especies de la familia de las Solanaceas. La secuenciación mediante nanoporo es una técnica novedosa desarrollada por Oxford Nanopore Technologies que permite la secuenciación de amplicones largos (>10 kb) con un aparato portátil y en tiempo real. Con el uso de softwares específicos, las lecturas obtenidas pueden ser mapeadas frente al genoma de referencia de la especie y una de las aplicaciones es la detección de polimorfismos entre distintos cultivares.

En este trabajo se ha llevado a cabo un estudio preliminar sobre el uso de la secuenciación mediante nanoporo para la detección de variantes tipo SNP. Además, se ha realizado una evaluación de los softwares utilizados para el mapeo (BWA-mem, Minimap 2 y Bowtie 2) y para la identificación de variantes (Samtools, Freebayes y Clair 3) en genes de interés de diferentes entradas de berenjena. Entre los resultados obtenidos se destacaría que los programas Minimap 2 y BWA-mem son los más eficientes para el mapeo de lecturas largas y que para la identificación de variantes los softwares Clair 3 y Samtools serían los más precisos. Por otro lado, ha sido necesario optimizar el protocolo para la amplificación de amplicones de genes de gran tamaño. De modo que los resultados de este trabajo permitirán contribuir al avance del establecimiento de ese método de secuenciación para la detección de variantes en laboratorios con un equipamiento mínimo. .

[EN] The detection of variants in Solanum melongena is significant when developing plant breeding programs, especially in S. melongena, due to the lack of molecular markers compared with other species of the Solanaceae family. Nanopore sequencing is a novel technique developed by Oxford Nanopore Technologies that allows the sequencing in real time of long amplicons (>10 kb) with a portable device. The reads obtained with the sequencer can be mapped against the reference genome of the species. One of the main applications is the detection of polymorphisms between different cultivars.

In this work, we conducted a preliminary study on nanopore sequencing to detect SNPs-like variants. In addition, we perform an analysis of the software used for mapping (BWA-mem, Minimap 2 and Bowtie 2) and the identification of variants (Samtools, Freebayes and Clair 3) in genes of interest from different brinjal accessions. Regarding the results obtained, Minimap 2 and BWA-mem software are the most efficient for long-read mapping; meanwhile, Clair 3 and Samtools software were the most accurate for SNP identification. Also, it was necessary to optimize the protocol for amplifying long gene amplicons. The results of this work will contribute to establishing this sequencing method for detecting variants in laboratories with minimal equipment.