Exploring the potential and limitations of genotyping-by-sequencing for SNP discovery and genotyping in tetraploid potato

Genotyping-by-sequencing (GBS) potentially offers a cost-effective alternative for SNP discovery and genotyping. Here, we report the exploration of GBS in tetraploid potato. Both ApeKI and PstI/MspI enzymes were used for library preparation on eight diverse potato genotypes. ApeKI yielded more markers than PstI/MspI but provided a lower read coverage per marker, resulting in more missing data and limiting effective genotyping to the tetraploid mode. We then assessed the accuracy of these SNPs by comparison with SolCAP data (5824 data points in diploid mode and 3243 data points in tetraploid mode) and found the match rates between genotype calls was 90.4% and 81.3%, respectively. Imputation of missing data did not prove very accurate because of incomplete haplotype discovery, suggesting caution in setting the allowance for missing data. To further assess the quality of GBS-derived data, a genome-wide association analysis was performed for flower color on 318 clones (with ApeKI). A strong association signal on chromosome 2 was obtained with the most significant SNP located in the middle of the dihydroflavonol 4-reductase (DFR) gene. We conclude that an appropriate choice of enzyme for GBS library preparation makes it possible to obtain high-quality SNPs in potato and will be helpful for marker-assisted genomics. Key words: genotyping-by-sequencing, potato, complexity reduction, genome-wide association mapping, marker-assisted genomics. Resume : Le genotypage par sequencage (GBS) offre potentiellement une alternative economique pour l'identification et le genotypage de polymorphismes SNP. Dans ce travail, les auteurs explorent le GBS chez la pomme de terre tetraploide. Les enzymes ApeKI et PstI/MspI ont ete employees pour produire des librairies comprenant huit genotypes de pomme de terre. ApeKI a permis d'obtenir plus de marqueurs que la combinaison PstI/MspI mais avec une profondeur de couverture reduite par marqueur de telle maniere qu'il y avait davantage de donnees manquantes et limitant ainsi le genotypage en mode tetraploide. Les auteurs ont ensuite examine l'exactitude de ces SNP en les comparant aux donnees SolCAP (5824 genotypes appelesen mode diploide et 3243 en mode tetraploide) ; ils ont trouve que les taux de concordance dans l'appel de ces genotypes etaient de 90,4 et 81,3 % respectivement. L'imputation des donnees manquantes ne s'est pas averee tres precise en raison de l'identification incomplete des haplotypes ; cela suggere qu'il faut faire preuve de prudence lors du choix du seuil de tolerance pour les donnees manquantes. Pour evaluer plus en profondeur la qualite des donnees issues du GBS, une analyse d'association pangenomique a ete realisee pour la couleur des fleurs chez 318 clones (avec ApeKI). Une forte association sur le chromosome 2 a ete detectee et le SNP le plus associe etait situe au milieu du gene codant pour la dihydroflavonol 4-reductase (DFR). Les auteurs concluent qu'un choix judicieux de l'enzyme pour la preparation des librairies GBS rend possible l'obtention de SNP de grande qualite chez la pomme de terre et sera utile en genomique assistee de marqueurs. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : genotypage par sequencage, pomme de terre, reduction de complexite, cartographie d'association pangenomique, genomique assistee de marqueurs.
Introduction The use of molecular markers derived from next-generation sequencing (NGS) has begun to revolutionise the way plant genetic research is being conducted. Such developments have been slowerin potato than [...]