Journal Article

Sequencing vs. amplification for the estimation of allele dosages in sugarcane (Saccharum spp.)

Jaimes, Hugo, Saavedra‐Diaz, Carolina, Riascos, John J., Trujillo‐Montenegro, Jhon Henry, Aguilar, Fernando S., López‐Gerena, Jershon, Londoño, Alejandra

2024

Overview

Premise Detecting single‐nucleotide polymorphisms (SNPs) in a cost‐effective way is fundamental in any plant breeding pipeline. Here, we compare three genotyping techniques for their ability to reproduce the allele dosage of SNPs of interest in sugarcane (Saccharum spp.). Methods To identify a reproducible technique to estimate allele dosage for the validation of SNP markers, the correlation between Flex‐Seq, kompetitive allele‐specific PCR (KASP), and genotyping‐by‐sequencing and restriction site–associated DNA sequencing (GBS+RADseq) was determined for a set of 76 SNPs. To find alternative methodologies for allele dosage estimation, the KASP and Flex‐Seq techniques were compared for the same set of SNPs. For the three techniques, a population of 53 genotypes from the diverse sugarcane panel of the Centro de Investigación de la Caña de Azúcar (Cenicaña), Colombia, was selected. Results The average Pearson correlation coefficients between GBS+RADseq and Flex‐Seq, GBS+RADseq and KASP, and Flex‐Seq and KASP were 0.62 ± 0.27, 0.38 ± 0.27, and 0.38 ± 0.30, respectively. Discussion Flex‐Seq reproduced the allele dosages determined using GBS+RADseq with good levels of precision because of its depth of sequencing and ability to target specific positions in the genome. Additionally, Flex‐Seq outperformed KASP by allowing the conversion of a higher number of SNPs and a more accurate estimation of the allele dosage. Flex‐Seq has therefore become the genotyping methodology of choice for marker validation at Cenicaña. Resumen Premisa Detectar polimorfismos de un único nucleótido (SNP) de forma costo‐efectiva es fundamental en cualquier programa de mejoramiento genético. En este artículo nosotros comparamos tres técnicas de genotipado para medir su habilidad en reproducir las dosis alélicas de SNPs de interés en caña de azúcar (Saccharum spp.). Métodos Para identificar una técnica reproducible para la estimación de dosis alélicas durante los pasos de validación de marcadores, la correlación entre Flex‐Seq, kompetitive allele‐specific PCR (KASP), y genotyping‐by‐sequencing and restriction site–associated DNA sequencing (GBS+RADseq) fue determinada para un set de 76 SNPs. Para identificar metodologías alternativas en la estimación de las dosis alélicas, las tecnologías KASP y Flex‐Seq fueron comparadas para el mismo grupo de SNPs. Para las tres técnicas, una población de 53 genotipos fue seleccionados de la población diversa de caña de azúcar del Centro de Investigación de la Caña de Azúcar (Cenicaña), Colombia. Resultados El promedio del coeficiente de correlación de Pearson entre GBS+RADseq y Flex‐Seq, GBS+RADseq y KASP, y Flex‐Seq y KASP fue de 0.62 ± 0.27, 0.38 ± 0.27, y 0.38 ± 0.30, respectivamente. Discusión Flex‐Seq reprodujo las dosis alélicas determinadas usando GBS+RADseq con buenos niveles de precisión debido a su profundidad de secuenciación y habilidad de secuenciar posiciones especificas en el genoma. Adicionalmente, Flex‐Seq superó a KASP al permitir la conversión de un número mayor de SNPs y al estimar las dosis alélicas de forma más precisa. Flex‐Seq por tanto se convierte en la metodología de genotipado de elección para la validación de marcadores en Cenicaña.

• Publisher: John Wiley & Sons, Inc,John Wiley and Sons Inc,Wiley
• Subject: Alleles / Application / Colombia / cost effectiveness / Design / DNA / DNA sequencing / Enzymes / Flex‐Seq / Genetic engineering / Genomes / Genotyping / genotyping by sequencing / genotyping‐by‐sequencing (GBS) / kompetitive allele‐specific PCR (KASP) / restriction site–associated DNA sequencing (RADseq) / Saccharum / Single-nucleotide polymorphism / Sugarcane