Fine mapping of antibiotic resistance determinants

201
HAL Id: tel-02044150 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02044150 Submitted on 21 Feb 2019 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Fine mapping of antibiotic resistance determinants Magali Jaillard Dancette To cite this version: Magali Jaillard Dancette. Fine mapping of antibiotic resistance determinants. Bioinformatics [q- bio.QM]. Université de Lyon, 2018. English. NNT: 2018LYSE1282. tel-02044150

Transcript of Fine mapping of antibiotic resistance determinants

HAL Id: tel-02044150https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02044150

Submitted on 21 Feb 2019

HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestinée au dépôt et à la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publiés ou non,émanant des établissements d’enseignement et derecherche français ou étrangers, des laboratoirespublics ou privés.

Fine mapping of antibiotic resistance determinantsMagali Jaillard Dancette

To cite this version:Magali Jaillard Dancette. Fine mapping of antibiotic resistance determinants. Bioinformatics [q-bio.QM]. Université de Lyon, 2018. English. �NNT : 2018LYSE1282�. �tel-02044150�

�� ������� ��� � �� �����

����� �� ������ �� �� �������� �� ���������� �� �� ��

���������� �� ��� ���� �� ���� �

����� ����� �� �� ������������ �������� ���������� ��� ������ ��� !�"�"#

$%��� ��� �� ����� & ���� '(�����)�(*�����+�� ��������

��� ��� ��������� �� ����������� ��� �

������ �������� ��������

���� ��� ������� �� ��� ���

������ ����� ���� � �� ��������� ���

�������������

���� �� ���� ������� �� �

�������� �������� ������������ ����� !�"�����# �� $�! ��#����!��

���%����& �����'� ����������� ������#�� !�"�����$ �� �������!��� �( ��))���������!��� *����!� ���������� ������#� !�"�����$ �� +,����� - ��))������

.#�/!� ���%��� ���������� �� ���&���&� ����� �����( � !�"�����# �� ���� �,�'�!������������ �������!0�� �&��0# �� ���&���&� ����(� ����(1������ ��!!�� �,�'�!�����

2��!�3 ������� ��������� �� ���&���&� ����� 44�� !�"#����# $�! � ��������� �� �&/�� ����!� 5����� �&��0# �� ���&���&� ����� 44�� !�"#����# $�! � ��6��������� �� �&/��

������ 7�&#� ���7#����, �!"��#

k

k

���������

������������� ��� �� ��� ������ � ���� ����������������� ������ �� � ����������� ���������� ���� ������ ���� ��������� �������� ��� ������������������� �� ���� ��������� �������� � ��� �������� �� � �!� �������" #�$ �� �������� �� ������� �� ������ ���� �� ����� �� �� ������ � �� ������

������# "�� ����� �� ����� ����� �������� % ��� ��������� ��������&������ ���� �� ������ � ��� �����&����

������� ��'��������������

������� �� ��(�������� (�� ����� ���������� �� ���������� �� ����������� �� ������ ������

����� ����� ������ ������� ��� � �������) ������ ������� ������������ � ����&���� �� �� ������ ����*��

+&��� ���� ������ ������ �� k �������������� �������� �� ������ ������ ��� � ���������� �� ����������� ���������� �� ������� ��� ��������� �� � � � ��� � �����,�� �� (���-

�.�� � � ����(� �� �� /��0� �������������� ����������� �������� ����1�� � � ����'���(������� ����*�� �����'���� � � ����'��2�3 ����1����� �������� � � �������� ���� �� ������ ������'����� %

�� ��������� ��������� � ���������� ����� �� ��������� ���� �� ������ ������'�&

���� % �� ������������� ���������� ����� ��� ��������� � ������ ���� ������� ����� �*��� �

����� �������� (��������� �������� ��������� ����� ���� ��� ���������� ������������� ��� ���

�4��� ������������������� � ������ ����� ��������� ��� ������� ��������� �� ��� �� ������ % �(����� �

�������� ������������ ������ ������ � ������ �������� � ���� � �� ��������������� �������� ������ � ������ �� � ��� ��� �������� � ���� � �� ���������������� �������� ������ ������� ������ �� �� ������� � ���� �� ����� ��� ���������������� �� �*�� (���5����� ��������� �� �������� �������� ��� � ����� ����� �� �� ����������

��������(� '������ � � �������������- ��� ��(�� ��������� ��6*���� ��� ����

��������$7 ����������� ������� ��(�������� ��� ������ ����������� � �����������

��(����� �� �������� ���������� ���*� �� ��� � ���������827 ������� 9 8��������� 2�������� 7�������� ������� �������� ��������� ���

��������� ��� �� ����� �� � �������������� ��� �$7:"��2� :������ ��������� �� ������������ 2����������� �������� ������� �&

������ ��������� ��� ��������� ��� �� ����� �� � �������������� ��� �$7$�! ��(� ���&���������� �; ������������ <�! ��(� ����4������ ���������� ���� �� ; ������������ ������������ ����� ���� ��� �������������� � ��(����� ��� ������������������� ������������ �������� ����1������ �� ��� ����������������� �������� ��� ������������ ��������� ������ ���� �� ���������� ��� ��&

����� �� ���������!=�2 ���� � ���������� % � �(���� � ����������=�2 ���� � ���������� % � �(���� � ������8� ����������� �� �������� ���������� ����� '������� ����������/�>�/�>���&�/� ����(� �� �� /��0� > ����(� �� �� /��0� ������ > ����(� �� �� /��0�

������ ������� % � �(���� � �� ���������

��������

�������������� �������� ������� ������� ���� ��������� ������ �� ��� ������� ������������ ����� ����� �������� ���� ��������� ��� ������������������� �� �������� ���� ��������� ��� ��� ��������� ��� �� �������!�"�� ���� ����� ���� �� ������ �� � ������� ��#�����" � ���� ��� ������ ��

�$� ����������� ����������� �� � ������ ����� ��� ��������"��% ���� ��������� ��#�������� ���� ��������� ��������� ���� �� ����

���� ��� ����������� �� ������� ��#��������� �$ ������ ��#������ ������ �� � ��#����� ���������� � ������� ��

��� �������� ��#������& �� �� ������� ��#����� ������� �� ������ k������ ��#����� ������� ������� ��� ��� ������� �� ����� �� $���� ���

��� �� ����� �� &��$� �� � ���� ���'����� ��(��"������ ������� �� �������� �� $���� ���� �� �� ��������� ������� �� ����

�� ������� �(�����) ����� �� � ��������� �� *��+� ����������� ������� ���������� �����'� �� �� ����(������������� ����(���� ������� ���� �� �� ����(�����%�, ������ ���������� ������������ �������� ������ �� ��� ������� ��

#���������� ����� �������� � �������� �� ��� ������� ��#������������ ���������� ���$��� �$� ��������� ��"�" ����� � ���������� �� ���

�������������� ������ ������� �������� �� ����������� ���������� ���� ��� ����

���������������� ��������� �������� ����� �� �������� ������� ���� ������� ��� �������� �� �������

�������"��� ������ ��� ��� �� ��� ������ ����� $����� � ����������������� ������ ��� ��� �� ��� ������ ��� ����� $����� � ����������-�. ������ ������� �������� ������� ����� ������� �� ��(��� $����� ��� ��

�$��� �������/�� ���0����� ���� ������� ��#�������� �� ������� ������� � � ����� ����

���� ������� ����������"����� (����� �� � �����������) �������� ������ ��1� � ���� �������-2� ������� �������� ������������� ��$��� ������������ �� ���������� ����

������� ��� ��$�� ���� �(������ ����������"�3%2 �������� 4 3������ %������� 2��������.!��%� .������ ��������� �� ������������ %������������ �������-� ����� ��� ��������5� �������(�� ��� �������������������� ����� ���� &���� ������������ � �������� ���� ��$������������� �������� ������������ &������ �����'���� ��������������� ��� �� (������ �������� �� ��� �������� �� �� ��(��(�� �� ��� ����������

��������� 6�% ������� $��� ����������� �����6�% ������ $��� ����������� ����3� ���&��� ����#��������� ��������� ���$��� (�������*�7��*�7��� ��*�

�� *��+� ���� 7 ��������� �*� 7 ��*� ����� �(� � ���������� ���������

� ������ �����

����� ������ ��� ����� �� � ���� ����� ��� � ���� � ��� ���

��� �������� ��� ���

�������� ����� �� � ��������������

�� � � �� ��� ����� �� ������� ��������� �� ����������� �� ������� ��� ���� �������������� �������� �� ������ � ����� ������ ��� ���� ��� ������������� ����� �� ���� ��������!"��� ���� �� �������� ��������� � ��� ��������� ��������� ���� ����� ��� �������� ���������������� ������ ���������� �� ������� �� ������� � �#��������� � $��%��� �#� ������� ������&���! '��� ����� ��� �����(��� ������� ����������� ������� ��� ) �� �������������� ��� � ������� �� (� *�+, ������� ������� �� ��� � ������ �� ����� ����������� ������ ��������� �� ���������� �� �������� � ��������� �� ������ ��� �� ��� �������� ��������������� �� ��� ���� �������� ����� �������!��(� ��������� �������� #-�� #�� � ��� �� �������� . ��� �� ���� �� ����� �� ������� ��� �� �� ������� ��� ) �� �� ����� �� ���� . �� ������ ������ �� ������ � �������� ������ �������� �������� ���� ������� ����� ���� � �� �#���������� #��� ������������������ ������ ���� ��� ! $����� ��� ������ *��� �� ��������� ������ �� ������ ��������������� � �������� �#� ��� ���������! /� ������ �������� ��� �� #������ 01� 2�*+ �#3����������� "�� ���� � �� 4���� ���� ���� �� �����(�� ���� �� �������� #������ ��� �� ������� ��� �#��������� �� ����������� ��� ��������� ����� �� ����������� � ������� ����� ������ ����� �������� �� ���������� ���� �������� ) ���� ��������� ��������� ���� ���&� ������������� �� ����������� ��� ��� ���� ) ��� �������� 52*26! 7�� ��� � �8������ ��� �� ����� � 2��� ) 2�*, ��� �� ���� �� ���������������������� #���� �������� �� �#������������ �� ����������� 5*�96!3� ����� ��:��� #��� #(�� ��������� ������� �� ��� ���������� ���� ������������ ��(� ������������� �� ����������� �� ������� ����������� ����������� �� ����������������� ) �#������� � ��� � ����� �� ����� ����� ������� ���� �������! /�� ����� ��� ���� ��� ��� � ����������� �� � ������ ���������� ��������� �������� ;��� ������� ���� ���� �������! �� ��������� ��#�� 2�,� �� � ���� *� �������� � ����� ��� �� ������ ��� ��� ���� �� ��������������� ���� ��� ��� �� ������ 5*,+6!/#������������ �� �� ����������� � �#���� ������������ ��������� ��:��� #��� �#��� �� ���������� ������� ������ ��� �� ����� ��� ����! <��� ��#�� ��� ��� � ����� ��#��� ����� ��� ������������ #���� ������� ������ �����&��� ��� ����� � �� ���������� �� ������������������ 5,9 2**6 ������� #��� �� ���� ����������� ����� ) �� ������� ����� �� ������������ 5= >+ >�6 �� �� ��� ) ����� �� ��� ���� �� ��������� ��� ����� �� ������(��! ������� ) ������� ��� �#�� ������ ) ������� �� ������ �� ����� ����� ����� �� ���� ���������� �#��������� �� �� ����������� �� �����������!

�� ���� ������� �����

��������� �� �������� �� ���� ���� ����������

1� �������� � �#���(�� ) �������� ����� ������������� �� �� �������� � �� � #������ ��#���� ������� ��� �������� �������� � �8������� ����(��� ���� �� ���� �� 52+6! 1����������� ������ �� ����� �� ���������� ���� ���� ��� ��� ����� ������ � �#���� ��������� �?�� �� �� �� �� ���� �� ������ ����� � �� ��� ���� . �� ����� �� ����������� ��#���� ������� �� ��������� �#�@�� � �#���� ������� ���� � �� ��� ���� A������ �!B!C�������� ����������� ���� �������(����! D�� ������� �� �� �� ����� �� �������� ) E���������� ���� ����(�� ��� ���������� ������������ ) �� ����������� �� �������� �� ����� ����� ��� ����! $� �� �;�� ����(�� ��� ������ ) �@�� ���� ������������� ��������� ���F � ��� ������ ���(���! C���� ��� ��� ���� � ������ �� ���������� � ���������� ���������� ��� �� �� �?������� �� ������ � ������ �� ��������!

mcr

�� ������ �����

�������� ��� �� ��������� �� �� ������ ��� ��������� ��� ��������� ��� � ������� ������� ���� ���������� ������������ �� �� ���������� �� ���� �� ����� ������������ ���� �������� �� �� ��������� ���������� �� ���� ������������ ������� ���� ������!�� ���� ���� ���� �� ��"�������� ������������ �#$� ���� ���� �%�� �� ����� ������� &����� � ����������� ���� ������ ������ �������������� �� ��� ������� �� ��!��

����� ������� �� ���� ���

������ �� � �� �� ��� ����� �� ��� �� ���

'�� ���������� �������� ���� ������� ������ ������������� ��� �����!��� ����������� ������� ������ ()* +�� ����� ����� ���� �������� �� �)� �� ������� ������ ��� ����������� ����������� ��� ������ ������ ��� ������� ��� ������� ���������� ������� ���� �� ���������� ��,��� ���������� ���� �� ���������� ��� ������������� ��� ���������� ������������ �������� �� �� �������-��� ����� ������������ ���� ���� ����� ,��� ��������� +��� �� �������� �� ������ �� ��!�� ���� � ���������� ��� �������� �� ������ ���������� ����������� �� ��������� ����� ������������ ��� ������������ ���������� �� ������������������� .�/���� �� �� ��!�� ��� &����� �� �� ������� �������� ��� ������� ������ � �0��� �� ������ ������� ���� �"��!�� �� ���������� ���� �� ��� ����������� ����������������� ����������� �1� 12� ������� ��� ���� ��������-�� �� ��������� ������� �� ������ ���������� ���� �� ������������� ������������� �� ��� ������� �� �� ������-�� ���� ������ ��� �� ������"�� ��� ������������������� ����� ������"�� 3������������������� �������� ��� �� ��������4 �� �����"��3����&�������� �������� ���� ��� ������4 �%���� �� ����� �� ����� ���� ��������� ����������������� ��������� 5� **� +����� 6����� ����� �� ���� �� ��� ������ ��� ���/������ 7 ����� ��������� ����������� ���������� ������ ���������� �����"���� 7 �� ��������� ����!�� ��� ��������� � ��������� ���� ��� ������ �0�����8 �� ����������� ������� ��/����� ������������ ��� &����� ���������� ��� ����������� ������������ �� ������ �� ��������� ������ �� �������� ���������� ��������� ���� ��������� ���� �� ���������� ����!��� ��#� '� �"�� ������� ���9 ��� ��������� ��� ���������� �� ��� ����� ����� * 5���� * ��*1 ����� �� ��������� �� �� ��!�� �� �������� �� ��� ������ �# )# * *� ������������� ��� ��� ��������� ����������� ���� ��� ���������� �����"����8 ��������� �� :;<���� ������� � �� ������ �� ��&������ �� ���!�� ������������� ������� �� ������ �� �����/���� �� �� ���������� �2* (*� =�� ����� ��������� ��������� �� ���� �� �������������"����������� ����� ��� ��������� ��)� ������ ������ ����� ��������� �� ���������� ������� >/���� 3���� ��� &�������� �� k ����������� �������� ���� �� �������� �� ������4����?� ������� �� ������ �� ��&������ �$#� . ������ �� *1 ��������� ������ ��� ������� ���� ��� >/���� ���� ���� �� ��������� �� �������� ��������� �� 2� ��� ���� ������������ �� ������"�� �1$� =�� �"���!�� �� ��� ������ �������� �� ����� �� ��!�� � ��� �������� ���� �� ������� �������� *2 �1(�

�� ��� �� ����� �������

��������� �� ��� �� ��������� � ���

�� ������ ������������������ �������� ���� ������-�� �� ������"�� ��� ���� �������� 7 �������� �� ���������� ����� ������ ����������� 7 ��� �� ������������� �������� �����������3'@A4 5��� �� ��-��� ����� �� ������������� �� ���� &����� �������������� �������� ������������ ����������� ���!� ��� ���� ������������ �$� �� ������ ����� ���� ,��� ���������������� 3��8 8μg/mL4 �� ��� ������ �� �������������� 3��8 � 4μg/mL4

��

��� �������� ��� �� ��� � ����� � ���������� ��������� ��������� �� ���� ������������ ����� �� ��������� ����������� ������� ���������� ��� ����������� ����� �� �������� ����� �� ��� !�" �� ������� ��� ����� ���� � #�� � ������ �� ��� � �������" ���� ���� �� ������� $ �� ������%��& ���� �������� ������������ ���� � ��� ��� ������� ���� ������� ���� ������' ����&

�� �(��� �������� �'���� �� ����� �� �� !�" ��� ���%������ ��� �'���� ������ � � �����" ��� �� ���������" �� ��� ����)�� ������� � ��������� �� � ����������� ��* " ��� �� ����)� +��,�- *���� ��� ��! ���( ./001&

����� ��������%�� �� �����)�� ��� �" ��� ������ �2���� �� �*�� ��� �'��� �� ���� ������3���� ������������� .0/1 �� ���*��� *���� ����� �'���� .4" 561& �� �' ������ ����� !�� ��� ���� ��'� $ �(������ ��� �� ���� ����#�� ��� *������� �� ���� �' �����%���� ��� ����� ��������� �� ����'�� �������� ��������*���� � ���������& ������������������ ���� �' ������ ���# ������7 ������� ������ ���8�������� ��� ��������� ����� ��� � �������� ���������� ���� � ��� ��� �������&

��� �� ������ ��� �� �������

�������� ��� � ���������� ����� ���

�� � ������ ����� ����'� ���� ����� ��� ���� ���� ��� ��� *������� �������)��� ����� � ��� ��� ������� $ �� � ��� �� � � ����� �� ��� ������� $ ���� ��� � ��������� ���������& �� ���� � ���)�� ��� �� � %����� �� ��� � ��� ������ ���������� � %���9���&

��3�����'� ���� ���'�%��� �� � %���9��� '���8� �� ���� ��������7 �� � ������ ��8�%�� �� �%������ :����������� �� �#%��� #( �� ��( ���� ����� ���� �� ���� ����')��������� ��� � %�������� ������� ./01�" �� � ������ �� �2 ������ �� ��������� �� 8�#%��� �� �'�%�� ���� ����" � �� $ �� ���� ����� '�����)��� ���� �� �� ����')�� ������; ������� ��� � %�������� ��� �������� ./051� �� �� � ������ ��� :��������� ����������� �����%�� �� �#%�� �� �� � %����� ����; %� ���*���� �� �������� ���������� � %�������� <(���� ;������� .=/1�&

�� ���'������� ��������� ������ ��� ��)� ������ %����� �� �������� �� �� � %������� � ���" ����� �� �������� ��� ���� �� %����� �����" �� ���� �������& �� �(������ ������ *������ �� �� �������� �� �� ���( �������� �� ��� ����� ����� �� ���'����8�� ./0-1& ���������� �� �� � %����� �� � ��� �� ��� ������ ��� ����������� �� �������� �� ���� ����� ��������" ��� ������ .-/" /4>1" ��� *����������� ��� ������ ���*���?��� ��8������ � 3��%��$ ������*�� �� � %����� ���� �'������ �� ���� ������ ��8���� .0-" />@1& ��#�" ��� � %������ ��� � ���� ���*��� ?��� ����� �� �*�� ��� ��������� ������ ����������� ��� ��� �)��� �� ��� � ���� � ��������� ./66" /5/1&

����� ��� �*)����� � � � ���� ����� �A���� ����� �" �� � %���9��� '���8� �� �������������*���� ��� �� ��������� ./>0" /-B1& �� ��� ��3�����'� ������� ���������� � ��� ������ �� ����� �� ����������� �� �� ���� �� �� ��C� �����*������� .641& � �����)� ���'�%�� � ���� �� ��������� ��� ������ �� ����'�� ���� ���������� ���%������ �� � ��� � %���� �� ��� ����� �' �����%�� ���� ���������&

��� ���)��� ����� ������������ ���� ������ �������� �������� �A���� �� � �����6> �� ->/- .-/B1" ����� 4> �� /4> ����� � ��*���� .4@" /5=" /501�" ��� $ ����� �� ->/@"��� ������ �� �������� �������� *��� �������� ����� �� ����'�� ��� ����� $ ?��� ��� �" ������� ���� ��� ���)��� �������� ���� ���� .@=1" �� ���������� .4/"->-1 �� ��������� ������ .4/" 0B1&

Y nX p

n

H0

��

� ����� ������ � �� ������ �� �� ����� ���� �� �������� ��� ������ ����������� ���� ��� ������� � ���� �� ���� �� �� �������� �������� ��� ����� ��� ��� ��� !���� ���� � ��� "�� �����#������� "� ��� ����� ���� ��� $��%����� ��&'� (� �)��� �� ����� "�� �� �� ����$����� �������� $��������� ��������� ��� ����#��� ��������* +� �� ����� ��� ������� �� � ��� "�� ��� �� �,�����"������� � ���� � �� ��"-�� �� ��� ���� ���� �� "����� "����� . ����� ���������� �� ����� "���� � ������ ��� "������� ���� ��������� ��/�� ���� ���"���-�� ����� ���� ��� $�������� �� � ��� "�"��� �� ����� �� "������ ��� �-����� "�� �� ����� ��� ����� �� ��������� �� ����� �� "������ �� 0%��� �1�� �2�� 3�������� �� �� �����"���� � �����4"� � ��� � �5 �� �� ��-��� �� ��� ��� ��������������� ��������� �* �""����� $����� � ��� 0%��� "� ��� ������""������

� ������ ������ � �� �� �� ���� � 3�� 678� ������ ��������� "� ��������� ���� � ��� ��* ���-��� "������ ���� ����� �������� ��� ����� / 9�����4%���� ���� � ���-�� ��:������;� � 9������4����; � � 9�����4���� ���� � ���-�� ��%�������; +�� ������ �� ����"������� �� "�� ,�� ������� ��� ������� $������������� ��"��<��� 9"������ � � ��� ���-�� "� �������; !�"������� � ����� ���� "�"������ $��������� ���"�-��� "�� �� � ���-��� "����� ,�� �$����� "� ���� 3 �������� "�� ���� �� #��� �� �������� "����� ����$���� �������� ��������-�� (������ �� ���� � �����4"� "�� �� #��� �� ����-� $����� 9�$��������� ��� � �����4"� ���� �� �����;� ����� � ��� �� ��� ���� ��� ����� $����������"���������� ������� � "� ���"���� 9���$� � �$���������; 3� ���"���� "���� �)�� �������� � �� ���$� �� ��"��� �� "�������� � �� �-��� �"���� !�"��%���� �� ������� �����$��� �� ����� �� "����������� � ��#������� � ���$� ����"��� �� �� "���� ��� �"�������� � ��:. ��� �""���� ��1��� ���� � � ���"������������ � ����� ��� ���� "�� �� ����� �� ������� ���������� ��='�

� ������ ������ � �� �� ��� ���� � 3� "�����4"� �� � ����$������������ ���� ����� ����� �� !>+� "�� ,�� �"������ "� � �""�������� . �� �������� ����%��� �� ������������ 9�# ?��� �� ' �� �""������; @� "�� ��������� �������� ���� ����#���� �� �� !>+A ��� ��������� �1�� � �� ���� $����� ������� ����� !3�+ � (B!8�C 3�� ����� � ����������� "���������� ������ ������������� � "�����4"� $����� 9�����$��D�������� � �����$��D���%�����$��; !������������ ����� �� �� �������� ��� ��� �$����� �� ��$� �� ��-��

� ���� � ���� ����� ��� � ���� �� ���� ��� ��������� �������� ������������� � �� � ��� ������ �� ���-�� ��"��� ���������� �� � �4"���-�� #���� � �� "����%�4"�A � ���-�� ������ ��� ���"�� �* ������� ������������ �������� ��=��� ����-�� ������� �* ������� ������� �������� ��2'�� � ���-�� ��������� �*������� $������ �=��

� �� ����� � ����� ���� � 3� ���$� �� ������$��� 9��� p ������� ����%�����; ��� �-� �"��� E �� "����� ���� E � ���$� � �������� 9��� n ������$����������; !���� ����� ��������� ��� ��"����$�� � ���������� ��� ���-��� ���������� ��������� ��������

3 �""���� �� "�� �"���� ���� ��� ����� � ����������� ��� �� ����� ����"�����%���� ����� ������ ����� ���� �� ������ F� �� �������� p ��������� (��� �� �������� �� "���� ,�� #��������� ���� �� "���� �� �� "������ � ����� ������ "%����� "� ����� ������ >��� ��� ��������� ��������� ���� ��� ���-��������� �-� ���"��� �� "����� "�� �� ���"�� ��� �����$����� :������ �� ��"���� ������� ��'� ��/� !���� �""���� ��� "� ������ �-� �����$�� . �� �����

�� ������ �����

�� �� ��������� � ���� ������ ���� ��� ��� ��� �� ������� ������ ��������� ������ ���� ��� ��� �� ����� ���� ��� ������� �� ���� ���� ���� ��� �� �� ��� �� �� ������� ��������� ������ ��� ������ � � �� ��� � ������ ����� �� ���� ���� �� �� �������� ��� �� ������� ���� �!������ � ��� ������� �������� ��� �� �������� "������ � !��� ����� �� ����� ������� ���������� �� ������������ �� ����� ��������# �� ��������� �� ������� �����������H0 ��� ������ �� ��� �� ���� ���� ��� p ������ ���� ��� �!��� � �� ������� ��������� �� ����� ����� �� ���� ������� � ����� ��$��� ������� %&'� ()� &*+,� -������ ��������� �� ��!����� ���� � �� !���� ����� ��� ��� ��������� �����!������ �������� %.&*,� �� �������� ��������� �� ���/��� � ����������� ��� 0��������� �� ������1 �� ���� � 0!��������� � �������� �����1�� ��!���� �� �������� �� ������ ��� �� ������� 2 �� �������� �������� �������� �� �������� ��������� ��� ��3 ��� �� ������� � � ����� ����� ������ !������ ���� �� �������� �� ���� ������������ �� �� �������� ������� ��3 ��� ������ ���� ��� ���� � ���� ������� �� ������ ��������������� �� ������ ��� ���� �� ����� � ��������� ��� � ����� ���� ���� ����!� �� ��������� � ���������� ��� ������� ������� ��� �������� � �� �������� ���� �������

� ���������� �� ������� ����������� � �������� 4� ���������� �� ����045 ���� �� ����� �!��� ������� �������� ���1 ��� ������ � � �� ������������ ������ �� �� ��� !����� ���� ��������� 5�� ��� !����� �������� 45 ��� ���� ���� ��� ��� � �� ��! �� !����� �� ��� � ��� ����� ��� ���� ������ ���� ����� �� ���������� ���� �� �� ������ 5� � ���� �� ����� 45 ��� ��������� ��� � �� ������� ���� ��� ������� 6������� ������� ����� ��� 7������ ��������� ���� ������ � ����� � 45 ��� ��� ��!������ %*'�&.*,� 4���� !������ �� �� �������� �� ���������� ��� ��3 ��� ��� ��� ��������� ��� ��� ��8�� �� ���� ���� ��� !������ �� ������ ���� ��������

������� ��� ��� !����� �� ������ ��� �� ������ ������������ �� 45���� ��� ���� ���� �� �� �$�� ������ 4� �������� �������� ���� ��� ��������� ��� !����� �� ����� ��� �������� ��� � �� ���� ���� �� �� ��������# ��������� ��� ������ ������� ��� ������ �� �� ������� ��� �� ���������9�� �� 45 ���� ��� ���� ��� ������ ��� ���� �� ��� ������ ������ ��� ��!���� ������ $��� ���� ������� %:&,� 5�� ������� �������� �� ������� ���� ��� ��������; ��� ������� ���� ���� ��� !������ ������� ��� ��������� �� ����� �������� $��� ���������� ��� � ������ %..(,� ��� ��� ������ ������� ��� � ������� ���!�� �� ���� ���� �� �� �������� ������ � �<�� �������� � ����� �� !���� ����� ��� ��������� ���� ������ %:&,�

� ���������� �� �������� �������� � ����������� 4� ���� � ��������� ��������� ���� ���� !������ �� �� �� ���� �� ��� ��� ��� ��������� ��������� ����� ���� ��� ������� %:&� :=,� > �<��� �� ������� �� ����� ����� ����� ��� ��� !����� �������� ������� ��� ������ � �� ������ �� ���� ��� ����� ��!����� �� ����� �����7�� �� ������� ���� ����� 5� ���������� �������� �� ��� ����������� ���� ���� �� ���� ���� �� �������� ������ ������ ������ ��� ��� ��� �� ������� %**� &:?� &).,� 9 ����� �� .++:� ������������ �����# ������ ��� ��������� �� ����� �� �� ���� � ��� ���������� ����������� ��� �������� �� ���� ��������� � �<�� 7�� ��� �� ������ %&:),0������ ������ ������� � �<�� 7��1� �� ��������� ��� ������� ������ ����������� � ������� � �<�� 7�� ���� �� ����� ����� �� � �<�� �������� ���� ������ � ��� ��������� �� ����� %:&� .&)� ..*,�

��

�� ������� ��� ���� ����� ���� �� �� �� ����� ��� � ��� ����� ��� � ����� �� �� ���� �� ���� ���� ��� ������� � ��� �

� �� ����� �� � ��� �������� �� ��������� ��� ���� ��������� � ��������� ������ ������ ��� ������� �� � ��� ��� � ����� �� �������� ���� ��� ��� ������ ���������� � !"�

� ��� ���� ���� ����� ������� � �� �������� ��� ��������� ����������� ������� �� ���������� �� #� �� �� ���� ��#������� �������� ������� �� ������$$$� � %"�

� �� ����� �� � ��� ��������� �� ���� ������� ��������� �&'("�

� �� ���� � ��� ������� ����� � ���� #�������� �� �������������� ����� �&('"�

� ��$

�������� ������

�� �������� � �� ��������

)��� ��� �����*�� ���� ������ ��� ������� � ��*#��� ���� �� �*��� � �� � ��� ���� ������� � ���������� ��� ��������� #������ �� �� ��������� �+� ������ �� �����*�� �� � �������$ ,�� ��������� - ���� �� ���� �� �� �����*��$ �� � ����

���� �� ��� ���*�� ��������� ��������*����� �������� � � � ����� ������ � ����� � �� ��#��� �� � �������� ��-��� �� � � � ������$ . � ��������� ���������� ��� ��������� ����� � � ����� �� � � #� �� / � ����� �� ������� �� #� ��$ ,� #� ����� ����� ���������� ���� ����� 0�% � 1�! 2���� � ���� ��� �*� #����� ���� ��#*��� ��� ��� ��� ��� ���#� ������ �� - ��� ������ �� ���� ����� �� ���� � ���� ���� ���������� ��$�$ 3� � ���� #������� ���� ���� ��� ����� ���*��� �� #������ ������� �� ���� #����� �� � �� � �� #*��� �� �#���� � ���4 ��� ������� �&56"$7� ���� ��� ������ �*� � ������� �� �#���� � ��� �� ������ �� ������� �� ���� �������� � ����� � �� �+���� ����� � ��� � ���� � �8�� � ��� � ������ ���� � ��� �*�#����� -����� � ����#�� �� ������ #����� ������� ��*#�� ������ � � � #� ��� ������������ ��������� � � ��� ���������� ��� 3,7 ��� ��#���� �� ������ �� ���������

� ���� ��� ����� � �� � ��� ��#� �� �&56"$����� ���� �� ����� ���� �� � ���� ��#� ���� !1 � ����� �� �� � ������� ������ ��� �� � ����� �� � ���� ���� ����� ���� ��������-� ������ �������-$ �� �������� � ������ �� � -��� �� ��� �� ���� ������ #� �� �� ������� ��� ��������� � �����#*�� � ���� � ���� � � �������� �9�#��� &$&�$ ����� �� � ��� ��������� �������� ��������� � ���+����� � ������ � ���� ��� ��� #*��� �������� ���� ���8��� ����:�� � � ����������� ������ �� ���� �� �����*�� �- �� ����������� �� �� ������ #*��� ������� ���������� � �� ������� ���� � � ������������� ������ �-���������������$ ;�� ��������� ��� ����� ��� #*��� ������ ���� � � ��� ���� ��� ��#� ��$<�� ������� ���������� ��� ��#� �� ���� �����*��� ��� ��� �� � ��� ��#����� ���� #*��� � ��� �� �� � ��� ��#������ � ��� �� ������� �� #����� ������� �� ��������� � � ������� �� � � ���#���� �������� � ��� 3�0& � ��� �� #*�� �����

� ��� �� ������� ���� ��=���� ���� #� ���� �9�#��� &$ �$�� ��� �������- ������� 6 ���� ����� ���� � � ������� � �� 6 ����� ������ ����� ��� ������ �� ��# ���� �� ���� �� ,23 � ������ ���� � �*�� ������$ ��� ���������� ����������� ���� �� � ���#� ��� #*��� �� ���� ��� � ��� ���� �� � ������������ ��� #*���$ <�� ������ ������� ��� ���� �� ���� ��� ��� #*���� ��� #*��� ����#���� �� ��� ��������� �� ���� �� �����*��� ��� �� ��� � ��� #*��� ������ ����� � ������� � �� ������ �� ������� �� �� � ����� �$ 7���� ��� �������� � ���������

��

���� ������������ ��� � � �������� �� ��� � ������������ ��� ��� ��� ������������� � ������ ����� �� ����� �� ����� �������� ������������ �� ��� ���� ������� �� ��� �� �� ���� ���� �� ��������

���� ���� �� ���� ������������� ��� ��� ����� ����� � ���� �� ������� �� �������� ����� ��� � �� �� �� ������ � ��� ����� ���� � ����� ��� ���� �� ����� ����� � ������ ����� ���� ������� �� ������������ ����� �� �� �� ����!�� �"�� ������# �� ���� �� ����� �� $� %���"� &'()� ����� �� *����+�������� ����� ������,��� ��� �� �� ��������� � �� (--.� ���� �� ��*��� �� ��� �� ��� &./0)� 1��� � ������� �� ����� ��� � � ��������� ��� ��� 2�� ����� ��� �� �� ����� � ����� ��� �� �� ������ �3�� �� �� ����� �� ��!�� �� � ��� *����� &./0)4� ��� ��� ���� � ���5������ ������� ���� �� ����� �� $� %���"� �� �� ���� �� ���� �� ������� ���, �� *����� �

�� ����� ��� ����� ����� ����� ���� ������� � �� �*"����+ ��� �� ��*���26%��� &(.)� 7$%6 &./-)4� ���� ����� (-.-� ��������8����� �� ����� 29� ��� &./()�9� ������ &.:-)� $� �����;; &.<:)� �����5 &<0)4� 6��� ��� �� ����� ��� "� ������ ����� ����� ����� ��������� � 7�*� ��� �� ��������� �� (-.( �� ����� ����� ������ ���� �� ��� �� �� ������� ������� &<0)� $� �� ����� ������ ��� ������ �������� ����� ���������� ����� ������� ���� ���� �� ��������� $� ��� � �������� ��� ������ ������� �������� �� ����� �� $� %���"�� ���� ����� �� ������� ������� � ��� ����+������� ����������� = ��� ������� ����� � � �������� �� ��������� �� ����� ����� ��� �������� &0-)�

>�� ������ �� ������� � ��� � �� ���� �� ����� �� $� %���"� � ����� �� ����� �� ������ �� �!�� �� 2��*�� ������ �� ?������������� � ���� � ����?�5����4 �5������ �� ���� ������� �� ����� �� �� ���������� ��� �� �� ������ ����� ��� ���������� �5 �3�� �� ������� �� ������� �� +������� �� � ���������� �� ����� � � ����� � � ����?�5���� �� �� ������ � ������ ���� ���� �� �� �3�� ��� �� ������� ������ ��� �� ����� �� � +������� ���* ������� �� ����� ������ �� �� ����������� ���� ��������� � ����� �� �3�� ��� ����� ������� @� ����� �� ��� �� �A����� (�0 ��� �� � ��� ��� ������� � �5������� ����� ������ ����+������� ������������# �� �B��� �� ������� �� � ����� CD$D 2��������� ���������� ����������

�����4 ������ ���� ���+��� � � � ���� � � ����?�5���� ���� ��� ��! ������������ ����� �� ��� ����# �� �3�� ����� ���� ������ �� ��!�� ��! �� ��� �� �� ����� � � ���� �� �� �3�� *��� ���5 ��! �� ��� �� �� ����� �� �*�� �

��������� �������

���� �� ���� ���� ��� ������������ �� � ��� ������� ������

@� ���� ����� �� ����� �� $� %��"� �� ������ �� ������� ��� � � ������� �� ������+����� ��������� ������ ����� �� ����� �� �� � ����� �� ������ $� ���5����� ���� � �� ��� ����������� � ����� CD$D ����� ���� � �� �� ��� ��*�� �� �3�� �� ����� = �������� ��� � �� �� ������� @�������8����� �� ��� �� ������ ���� ���������� �� � �� ������� ������ �� ����� �� ����� ���� � ���������

@� ������� ��������8����� �� ����� �� �� ����� �� $� %���"� ��� �������� ���������� �� *���� 29� ���� 9� ������� �����5� $������;;4 �� �� ������ ��������� 2�����54� E� �B��� �� *���� +���� �� �� ����� �� $� %���"� �������� �� ������� ����� ������ � ����� ���� �� �� A����� ��� >�� *���� � � ?���� �� ���5 ������ �� k ��������� � �� � � �8��� �� ��� ���� �� ������ ���*�� � @���������� ����� *����+���� �� ������ ��������� �� ���� ���� ����� ���� ������8�� �� *���� ������5� �

CCTTCG TCGCTAG

TCGATAG TAGTA

k=4 ’

a b

aσb aσ′b a b kσ σ′ k = 4

σ σ′

a b

k

a b σσ′

σ′

k = 41 >

�� ������ �����

��������� ����� � ����� � � ��������� � ��� ��� ������� ���� �� �� ������� �� ������� � � ����� ��� ��������� ������ ���� � ������� �� � ��� ��� ������� �� ��������� ������� ���� �� ������� � � ��������� ���� � ������� � ���������� ���������� ���������� ��� ������� �� ����������� ��� ����� �� ���� ������ ������ ������� �� ���������� ��� ��������� � ���� ������� �� ��� ���� ������ � !� ""#�$��� ��� �������� �� ������������� ��� ��� ��� �%����������� ��� ����������� ���������������� ���������� �� �� ������� ��� ������� �� ����&�� � ��% �� '�% ������'�� ����� ��� ����������� (� ��� ����� �� ���� ��� ��)�� ���������� ������������% ������ �� (� *�)�� �� ����������� ��� �+�����*��� �� �� ���� ��� �� ����� �� '���� � ����� ��� ������� ��� ����� ����� ����� ������������ ������ �� '��� � ����� ��� ����������� ,� ���� �� ������������������ ��������� �� �� ��-�� � ��� �� �������������� �� ����� ����+��� � ���+��� ��� ����� �� (� *�)� ������� ������������� �� �� � ����� �� ����� � ����������� ���������� ������ ������������� �� �� �.�� ����-� �� ���� ������� ����� �%����� � �-�� ����� � ����+�� / ����� ������� ������ �� ������ / ����� ���� ������ �� ������������ ��� ���� ���� ��� ��� '������ ������� ��� ������ ������ ����� ������� �� �� ��������� �� ��� ���� ��� �%����� �� ��������� ��� ����� �������� ��� ���� �������� � � ��� ne �.���� �� ��������� ����� �� ��� ���� ��� ����������� �� ��� ���� ������� ��� ������� �� ������ ����������� �����%��� �� �������� '��� � �+����-�� �� ��� ����������� �����%�� �������� �������� ��� ��������������� ���������� 01���� 23�4 �� 23�!5� ,� ����� �� ��% ���� ������ ���� �������� ���� ������������ ��������� ��� ���������� �� ���������� �� ��� �� ����������� �� �.�� ���������� �����%� 01��� "�65� 7� ��� �� ����������� ��� ���������� ������ �� ��� ����������� � ���������� ��� ���������� ������ ����� ����� � ������������ ��� ����8

� ��� ���+��������� ����% ���� ��������� �� ��� ���� ���� �� ��� ���� ���������� ������� ���� �� 1��� 3�"�

� ��� ��������� 0���� ���������5 �� ������ ���� ���������� �� � ���������������� �������� ��)���������� �� ���� ���� 0���� ����5 01��� "�"(�,5�

� � ���������� ��� ���� ���� �� ��� �� �������� '����������� ��'��� �� �� ���+��������� ��� ���� �� ������� � �-��� ���� �� ����� �������� 01��� "�"�5� ����� �� ����� �����������

(� ���� �� ��������� ��� ���� '������� �������� ���� �� �.�� ������ 0�� ���������5 ����� �� �+�������� � ��'������� �� �� ����� ������������ �� ������ ���( ������ �� ����������� ��� ������� �� '��� �� ��������� 9 �� ���� �� �������������� �� ���� �-� ������ �� ����� �������-� � ������ 9 �� ��� ��� �� ������������� ����� ������������ �� ��������� ����� ��������� �� �������� �� �����%���� � �������� � � �-�� ����� 0�������� 2�� �� ������ �� �-�� ���� 1��� "�"(��������� ������ �� �-�� �� �� 1��� "�",5� 7� ������� �� '��� � ������ � �������� ������� � ���������� �� ��� ��� ��� �� ��� '������� ������� ����� �� ���������� ���������� '�������������

��������� � � ��� �������

������������ � � �� � � ���� �� � �� ���� � ������

(����� � ����.� ������ �� ����� ������������ ��� �������� �� �� ������������ ����� ����� �**,:,���� ;���� ��� ����� ��������� � ���� ������������������� �<������ ����� �� ��� ���� ������� �� ���� ������ 8 �� ����-� ������ �� ������� ��

��

������ �� �� ��� � ������ ��� ������������ ��� �� ������� � ��� ����� �� ������ �������� �� ��� ����� � ������� �� � ��� �� ����� ������� �� �� ��������� � !"# $%&'()� ��*�+�� ����� �,���� ��� ����� ������������ � ������ �� ���+��� �� ������ ��*��� ��������� �� �� ��������� - ��.�� $/0'( 1 2 � �� ������+�� ������ 3� �,���� �� ������������� � �� �4��� ��� ����������� ������� �� ���� �� ��� 3����� ������� ��� ������ ����������� ���������� �5�������(�� $/&' �6���� 7(8�( 9�� ��� � ���,� �� ������ ������3� �������� ��� � ��5��� � ��* ����� ���+��� ����� �� � ��� �������� �� �� ���� ��,��� ���:�� ����������� ���+�� ��+� ��� ��� �� � ������� ������ �* ��� �;���� ����<� ��*()����� ����� �!=">� � ��� ������� � ��* ����� �������� ������� ���+� 8?0/ �������� �� ��� @����� ��� ������ ��� ���������� �( ����� ���� � �� ��� 3� ��������� ����� �� �!="> ����� ��+� �����������( 9�� ����� �� � �!="> �� �� ��������� ������ ��5�� �� ��� ������������ �� ��� ��� ����� ���+��� �������� �� �� � ������� ���������� ��������� � 8?0A �� � B)C> !� ����� $DD'(

���� ���� �� ����� �������

��������� �� � ��� �� �� ��� � ������

)� ��������� �� �� ������ ��� ����������� ������� ��� ;������� � E��� �������� � ���������� �� ����� � �� ���3� �>9B� � ������ ������� � ������ �F!1� ��� ���� ���

����� ������ ��� � ���������� ��� ��� ���+��� � ������ �� �� ����������( ���� �� �������� � ������� ���� � ��� �� ��������� �� ������ � ��� ������ �� �� ������� ��� �����@��� � �� � ��+� ��� ��� �� �� ��� � ;������� � � ������������( B�� ����� � ���������� �� ��� ;�� �� �* ���������� �� �!="> � ���� �� ����� � �� ������ ��������������� �� ��� � ��������� � ������� �� ��������� �� �� ��������� ��� ����� ��������� �* �����������( 9�� �� ������ ;�������� �� ��� ������ �������: ���5���������� ����� ������ )B� �� � ������ � ������� �� F!1 ������ F!1�� �� ��� � �� G � ������ �� ����������� ��� ����������� ��� � ���� �� ����� ������� �������(9�� ����� � ����� �� ���� ��� ����������� ���������� )B � F!1� ���� � �� � ��� ��5������������ � ���3�� �� ��� ����� ���+��� �������� ��� �� ���� ��� ����������� �������������� �� � �����23��� � ��� ��* ���������� �� ����� ��( H � �������� ������3� ������������ ������� � ������ �� �������� �� �� ������� ���+�� ����� ��* �������� ��+����� ���: ����� ��������� � �� �������� ��* ����� �� � ������ �� ������� �� ��� ;��E������������( )�� ;��E�� ���������� � � ;�� � ��� ��������� ���;���� ��� � ��������� ���������� ���� ���;���� ��� �� �� �� ���� � ���� �� � ����� � � ��5� � �� D&I �� �� � ��� ������� �� D8I �� �� ��� �������( )� ���+�� �������� � � ��� ������ ��� ���������� ������ ��� ����������� ������ �� � �� �������� 7� �� ��� ������ ��� ���E� �� ���� ���� ������ � ����� ��� �� � �� �� ������� ��� �����������( �� ���+�� ����� E��� � ��� �!="> ����� ���� � ��� ����������� (

�� ���� �������� � �� ����� �� �� ���

��������� � ���������

�� � �� ������� �� ��+��� �� �� ������ � �������� � ������������ ��� ����� ������������ �* �� ���� �������� �� ��� ������ �� ��� ������������ ��(9�� ��� � ����� ��,��� ��� �� �+��� �� ��������� �� ��� ��5��� �� � �������� �� ��;�;��� ��� ��� �2������� � ������ ����� ��2����� ��� ���3��� �*���� ��( 9�� ��� ������ �� �������� �� �+�� �� ��� ��� � ������ ��� �������� �� �������� �� � ����� ���< �� ��������� �� ��� � �� 2��� �� ���� ���� ��� ���+��� �� ������ ��*��� 3��,���� � �� � �� �*����� ��� �� ������� ��������� ��� ��,��� ��� �� 2������ � ���������� �� �������� ( "2 ��������� �������� �� ��������� ��� ���������� �� �� ��� �������� ����� � ��������� �� ������� ����� ��� �������� � �� ���3�� �� � ��� �� ����

�� ������ �����

�������� ������� ������� � ������� �� ����� ����� � ������ ��� ������� ��� ����� ������� �� � ��������� �� �� ������������ ������� �� ��� ��� ������ ���� � ��� ������ �� �� ����� �������� �� ������� ��� � ��� � ��������� ���������!�� �� ������ �� "��������� ������� ��� �� � � ��� �� ���� ���� � ������ �� ������ �� ��������������� ��� � #�� ��� ������ �� �� ����� ������� $ ������ �� ��� � ������� � ���� ���� �������� %�� � � ������� � ����� �� � ������������� �� ������� "�& � ������� �� ��� ����� �� ������� �������� �� #�� '������� ������ �� �����"��� (���� �� "�������� ������ ������������ � ������ ������)��� � ���� � �� ������ �� � �����* �� "�������� ��� �� � ���& ���������� ��� ��� ��� � � �����& ���� %�� � � ��� �� � ���� � � � ��� ��� ����������� �������& ��� ���� )��� ����� ���� �������� � � �� '������ ��� * �������� ������������ �� � ����� �� � ������ �����!�� ��� � ���& ������ ��� �� � ����� �� �������������& �� "� �� ������ ���� �� ���� �� �� �� ���� ���������& ��!������� ����+ � �� ���� �� '��� �����' �� � ��� �� ���������& ������ ������� ������� ���� )��� ��� ���� $ ������� �����"�� �� ��� �����"���& �������� ������� � ����� �� ����"��� �� ��� ����� ��� �� � � ����������� ��� ���� ���� ����� $ ������������� �� ���� � �� ��������� ��� �� � �����& ������� ���� � ��������� �� �������������� $ ������ ��� ����"����� ���� ����� � ,�� ��- ������� ��� ����������� ��� ���� �� ��.�� �� (���������� �� ���� ��������

��

��������� �� ����� ������

�� ����� �� � ��������� �� � ������� �� ���� ���� � ������� ��� ����� ������ ������ ��� ���� � �� ������ ��� �� �� ���������� �� ���� � ��� ���� ������� � �� �� ���� � �� ��� � �� ����� � � �� �������� �� ��� �� �� ����� ��� ���������������� ������� �� �� �� ��������� � ��� ���� � �� � ��������

������ �� ��������� �� ��� ���� �� ���� � �� ��� � ������ ��� �� �� ������ ����� �� ���� ��� �������� �� ����������� ��� ������ ����� �� ���� �� ��������� ��������� ����� ������� � ���������������!��� �� � ����� ��� � ��������� "� �� ����� ��� �"������ �� ������� �� ����� ��� ������� �� ���"� � #����$� ����� �� ������� ������� � ���� �� �� ������"��� � ������ �� ������ % �������� &���� �� �� �� ���� �� � ���������� � � �� �� �������� ����� � �� � ����� �� �� ��� "������ �� ��������� ������� ' &������ � �� ����� ���� � ��������� �� ���(������ �� ��!�(����� � �� ��!��!�(������� ����� ��� � � �� ���� �� ������� ���������� ) "� ����� �� *� ��� ��� � � ����� &������� �� ���������� �"��� ��� ���� ����� �� ����� ��� �� ������ ���� ��!������ ��� � �� � ���"� � �+� ���� ���� � ������ ,��� �� ������� ������!��� ���� ����-.���� /������� ��� ������ ����0�� �� �-�� �� ��� ���� �� ����� ���������� ������������ �� � ������ �� ��������$ � �� ����� �� &��� ����� ��� � ������ �� �(������� � ���������� � � �� �������� /� � ������ �� ���( ���"� � ��������1����� � ����� ����� ��������� ���� ��� � �� ��� ���� ��� "��� � ����������� �� ������ ���� �� ���� ' �� ������� � ��� ��� ����� ����� ����� �� ���� ,�(� �� 2�� ������2����� � ��"�� ���� �� �� �� ��$ �� "� � ���� ���� ��� �� �������� ��� ��-��� ����' �����$ ���� "� �������� �� �������������� �� ���� ������ ��-���� �� �$��-�� $�� ���� ��3��� 4$ ��$�� �� "� �� ������ � ��$�� ���� 5�67,8' 9������ ���� �"��� � ������ ���������� ���� ��� �� ��������� �� ����������� &���� ��� � �� �� �(���� ���� ' 5��%� 4 ���% ��"�%�� �% ���� �� /(���� � �� � ������ $��2���� ����2��� :���$ %� ��� 2������� �� �� %�� ���� � 2�� � ���� �(��������� , ����� ������ �� ���&����( ��� ��� ����������� � �� � �������� ���� ���� �� ;����� � ��������� � ,���%� ������ <��� ��������� ���� �� ��� ����� <��=��� �������=� &������ >� ����� ,������ :�����%� 8 ������� 8 �������� &����� 6������� <����� ��?��� ����� � � ���� ������ �� % �� ���'=� >������ �� ���&� ��� ��� �����6�@� �#� :������ &������� 8������ 9��������� #���*����� ,� ��� 6����� �����A������ ����� <�� �������� ������� ���� B "������� '=� ,� ����%� 6��������� � ����( �� � ���� ,���!���� ����� �� ������� ������ �( � � �� ,���� ������� �� �!��� � �� ��� � ������ �� ,��� ���� ��� ��� �� �� ��� �� C=� ����!9������ &�����5�(����� ������ � �B� ����� ��� �����- ���� ������ D��E��� &����� ����� ���� ,���!����� ����� � 6������� #������ 9������� D����� 5����� :���� � ,��$� &����� FG�������� '8%���� ����� ��� �� �� ��� ������� ����� ����� ��� ������� 4 ���� �� ������(�, ��� ����� �� ��� �����- ����� � ����� �� ��������� �� ��� ���� ���- ���� C=&���� ��� � �� ������ � ��� ������ <������!=<���(!=����� �� <����!=�H�� � ���(!������ �� �����- ��������� ���� ����� �� ���� ���� "� �� ��� ������ ,���!������ ������ �� ���� ��� A��� �� A����� ���� �� ����� ��� ���� ' , �%��� >������1�������� � �� ����� � ����%��� � �� � 94I9� ����� ��� �� ����� �� ������� � ��������( ���� ��������� ��� � �� ������ &���� ������ &� � �� &,:I48 ��� �������� ���� � ��� ����������� � � �� ��� ��� ������

�� �������� � ���� � �� ��� ��� ��� ��� ��� �� ��� �������� ��� ������� ���� �� ��� � �� ������ &���� �� �� ������� � "�% ������� ����� � �� ��� ����� �� ���� �� ������

��

� ������ �� ��� � ����� ������

��� ��� � ������ ��� ��� �� ������ ��� ������������� � ���������

���� ��� ����������� ��������� �� ������� �� ���� ��� ����

�� �������� ����� ������� ����� ��� �����������

� �������� ���� ��� ����

��� �������� ��� ��������� ��� ����� �� ����

�������� ��������� ��� ���� ������ �� ���� ��������������

� �� � ��� ���� !�"

� ������ �� ��# � ���� �����

�!���� ��� ��� ������� ������" � ������

#� ��� ��� ��$�� ���� ������� ����� ����

%� ��� �� �� �� ��� ������ ���� ����

&'��" ��� ����� ���� �� ���� ���� ������

(���� ��� �� �� ���� � ����" ��� ������

)�����" �� ���� ������ �� �� �������"�

!*���" ����������� �� ������ �+���"��

� $ ���� %� ���� &��� ���� '��

��

��

� �������� ��� � ����� � �������� �� ������ �����

� �� ������ �� � �� ����� ������� � ����������� ����� � �� ��������

��������

����������� �

���������� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ����������� ������ ��� ������ ������� � � � � � � � � � � � � � � � � � ����������� �� ������� ����� ����������� ��� ���������� �� ������ ��

������ � ���� ����������� �� ������ ������� ��� ���� ����� ��� � ���� ���������� �������� �� ����������� ��� �������� !�" � � � � � �

#������������ �������$ �� ������ �� ������� ���� � � � � � � � � � � � ��#������ ��� �������� �� ������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �%#������ �� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �&'�������� �� �� ������ �� ����� (������ � � � � � � � � � � � � � � � �&���� ������� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �)*��������� ���� (������ +���$�� ������������, � � � � � � � � � � � � ��*��������� ���� ����(����� +���������� �������, � � � � � � � � � � � ��

� �� �������� �� ���������� ������� ��

-�- .����� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � %�-� #�������� ������� �� /0�� + �-), � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � %%-�� *��������� ����$ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � &&

���� ���� � �������� ���� !�" ��� ��! # $%

�- .����� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � &) �-�- 1���� ��� ���� �� �� �'1 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � &2 �-� ������ ���������3 ��� � ���� ���������� � � � � � � � � � � � 4� �-�� ��� �� � �� �'1 ��� � !�"5 � � � � � � � � � � � � � � � � � 4 �-�% ������������� ������ +�#6, ������� �������� � � � � � � � � 4&

� .�7����� ���� �� ���6χ�( + �-), � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 4) �� *��������� ����$ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2&

� ������ ����!��� ��� ����&����� ���� '%

��- .����� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2)�� #�������� ������ ��� ����������� �� .89" ���� + �-2, � � � � � � � 22��� *��������� ����$ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � --�

� (������� ������ ���)� ������ ���

%�- /����������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ---%� #���� ��� ��������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � --�

%� �- '���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � --%%� � :���� �� ��� �� ���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � --)%� �� 1������$��� ��������� ����� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � --�

%�� 6��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � - -

��

�� ��������

����� ���� �� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ���

����� ����������� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ���

����� ����� �������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ���

����� ����� ���������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ���

��� ��� ��� ��� ����� ���� ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��

����������� ���������� �� � ��� ���� � ���

������������ ���

��� ��� ���

�����������

���������� ������

������ ���� ��� �������� ������ ��������� ���������� ��� ������ � ���� �� � ������ �������� ���� �� ��������� ����� ��������� ������ ��� ����������� �� ������������������ ����� ��� �������� ������ �� ���� �������� ��� �������� ���������� ��������������� ���������� ������ ������ �� ���������� ����� �� ��������� !����� � �������� ��� "�� ��������� ����� ��� ��������� �� ���������� ���� ������� ���� �� #$%&������� ������ ����� ���� �� ����������� �� �������� ��� �������� ������� ����������� ����� ������ ���� ������� ��� ��� ���������� �� ��������� ���� ������ ������ �� ������� �� �� ���� ��� ' ����� ������ ����������� �������� �������� ' ��� ���� ����� ���� ������� ����� ��� ���������� ���������� ��� ����� ������� ����� � ��� ���� ������ (���� ��� #$$)� �� ��� ���������� ������ �� �������������� * ��� ���� ���+*� ,)#%� ��� !���� ������ -��������� �������� �� ������� ������ �� ��� ����� ����.���� �� ������������� ��������� ��� ���������� �� ��������� ����� ���� ��� ����������������� �������� �� ��� �� ���� ������������� �� ����� ���������� ����������� ���.������ �������� /,#,0� ���� ������� ��� ���� ��� ,))).,)#& ������ ���1�� �������� ���������� �� ���������� �� ��� ������� �� �����.��� �������� /#)20�3����� ������ ����� �� � ���.���������� ���� ��� ��� ������� ��� ���� ��������� ������������ ����� �� ������� ��� �����.������� ��������� ����� �������� ��� ������.���� ������� 3������ ������ �� ����� ������� ����� ��������� ����� �� ����� ������������������ *� � �������� ���� �� ,)&)� ����� ��� �� #) ������� ����� ��� ���� ������� ��������� ������ ���� ���� ������ ������ /#&%0�3���� ��� ������������ ��� ����� �� ������������� �������� � ��� �� ��� ��� ����������� �� ����� ������� ������ �� ��� �������� ��� ������� �� ���������� ������.���� �� ���� ������� �� ��� ������� �� ��� ���������� �� ������� ����� /&2� ,##0� ��������� ��� �������� ����� ��� ������������ �� �������� /4� 5%� 5$0 ��� �� � ������������� ���� �� ���� ��� �� ���� �� ��������� ��� �����������

���������� ������ �� �������� ������

��������� ��� �� �������� ����� �� ��� �������� ����� ��� ������ ������ ���� �� ��.����� ����� ������ ��� �������� ����������� ������������ ��������� ��������� ��� �����β.������� � ���� � ��������� ��� ����������� ������� ������� ������ �� ��� ��������� !���� β.������ ���������� ��� ����������.������ ������� 6����� �� ��� ��� ���7����� ������� ��� ���.���1�� �� ��� ������������� � ��8�� ��������� �� ��� ���� ���������������� ��� � ���������� ����1 ��� ��� ������ ��� ��������� ���.���1��� -���� ����� ����� ���������� �� ��� 9�������� ������� ��� � �����:������� ����:������ ���:������� ����1 ��� �� ����������� �� ��������� �� ��������� ���� ������� �������������� ������� 6����� �� ���� ��� ���� �� ��� ��� ��� ���7 ����� �������.���� �� �� ������� � ��� �������� ���1����� 1��������� ������������ ���������

��

ββ β

mcr

��

������� ����������� ����� ������ �� ����� � ��������� ����� ������� ������� ���� ������� �������� �� � �� ����� ��� � �� ��� � ���� �� ����� � ��� �������� ���� �� �� �!������ � �!������� �������� ������ � ��� �������� � ������ ������� �� ���"�" ��� ��� � ���� ������ � ����� ������� � ��� ��� � � �� ������ ���� #���� ������� ��� ������� ��� �������� ��� � �� ���������$ ��� �� ������ ��������� �� � %��� ��� ��� ���������� ��� ��� ����� &� �� ���� �� ���� ������� ���� ����� � ��� %��� ��� ����� #��� ����� ��"����� ��� �� ���� �� ����������� � ��� �� ��� ����� � ��� ���� ��� � ��� ����������� � ������ ���� ���� �� ����� ��"� ����� ��� ��� ��� ����� ������� ���� ��"������� �������� �� �������� ��� �� ������ ����� ������ ��� '()*+�

��� ����� ,-# � ������ ���� �� ��� �������� � ���� ������ ������� ./-01 ������� �������� � ����� ��� ���� ���� �� ������� ��� �� �������� �������� � �����"������� 2������ ��� �� ���� /-0 ��3��� �� ������ � ����� ���� ��� � ��� � 3������� �!������� #��� ����� ����������� ������� .��������� �������� ��3��� ��1��� �������� ��� � ���� ���� ���� &������� ��� �� ���� �� ��������� ��� ���������� ������ �� /-0� #��� ��������� ����� ������� ����� ��������� '(4)+� &������������� �!������� ������� .&501 � 3����� �� �!������ ��� ���� � ��������� ��� ��� ���� ��� ����"��� �% �� ������� ��� /-0 ���� ���3������ �� �� ��������

����� /������� � 3����� �� ������� ��� �� �������� � �������� � �����"���� ���"����� ��� ���� ����������� ������ ������� ��6���������� � 3����� ������ ��� ��� ��� ��������� ��� ��� ��� � ����� ���� �� ����� � ��� ��� ���� ��� � �� ������������ ��� ��� ��� '(4)+� #�� ���3����� ��� ��� �� �������� ���� ���3���� ��� � ,-#� ����� � ��� ��������� ��� ��� � ����� ������ ����� � ����� �����

#�� �������� � � ������ ��� ����� �� ��� ������� �� ��� �� ���� ������� ������ ������ 7� ������ � � ������ ���������� ��� �������� � ������ �� �� ����� �� ���� 3������� ��� ,-# � �� �������� "��� �������� ��8��� �� � ��8�� �� � 3���� ��2���� ������ �� ��� � ���� ���� ��� � ���� �� ����� ��� �9���� ���� ��� �������� '((:+ ������� �� ����� ��� �� ����� �������� � ������ /� ������ ������� ��� �������� �������� �� ����� �� ��� � 3������� � ��2� ��� ������ �� ��� ������ ��3��� � � ���� ��� ����� ���� ������� ����� � ��� ���� � �� ������ � �� ��� 3������ �������� ����������� ����� .;<�<1 � ��� � �� ���� ')4+ � �� �� ����� �� ��� ,-# � 3��"����� � � ���� ���� �� � ������ �������� ��� ��� ��� ��� �� ��� ������ ���������������� � ��6����� ������� �� �� ������ �� ��� �������� � 7� ������ � ������� ���� � 3����� ������ � /-0 ������� ����� �� ��� ���� ����� ������ �� �� �������-���� ���� �� �=�� ���� �� �� � 3����� �� ,-#� ��2� ��� ������ � 3����� ����� ����� � ���� ������ ������� �� ��������� �� ����� ��� �=�� ��� � �������� �������� ����� ��������� ������ '(>*+�

0=�� ���� ��� � ��� ������ ���� �� �� �������� ������� � ������ ��!� � ��� ��� ����� ������ ��� ��� ��� �� �� �6� ���� ������� ��6����� ������� � �������� ��2���� �������� ��� ����������� � ��� ���� ��� ��� �� ��� �% � �� �������� ������2���� ��� ���� ��� ��������� ������� �� �� �������� ��� � �� ��� ������ � � ������"�� ��� ���� ������� � �������� � "�������� ����� ��������� '(>*+� �� ���� ��� ��� ������ ����� � �� � ���� � ������ ��� � �� ������ ��������� ������ ����� ��������� � ������� �� ��� �� ������ ������� � ������ ��� � ������� ����� ����� �� ���� '?) ((>+� #�� ������ � ��%�� �� ������ ���� � ����� ������ �� ��� ����� �������� '(:> (@(+�

�� ������������

������� � �� �������� �� �� �� ���� ����� ��� ���

� � �� � ��� �

���������� ������� ��� ���� �� ���� ����� �� ����������� �� �� ���� ����������� ���� ������ �������� � � �� ��������������� ����� �� ���������� � ����� ����� ����� ��� ��������� ����� ������� ����� �� � � ����� �� �� �������� �� ��������������������� !������" � ��� �� �� ����� � ����������� ������ ��# ������� $�������"�� ���������� ������� ������ ��� ���������" ��% ����� �� �������� � ������� ��� � ����������&� ��� �����#�" � ����� ��'��� ��� �� ������ ��� ����� ��� ����� �� �� ���� ���� ���� �� ��������� �� �� ������� ����������� �� ���������� ����������� (����� �������" �� ��� ��� �� ��� ���� �� �� �� ��� �� ����� �� �������� �� � ���������������" �� ����� �� � ����� �� ����������� � �� � ������ �)*" �)+��,� �������� ��" ��������" �� �������� �� ������� �� �� ����� �������� �� �� ��������������������" �������� ��" ��� % ������ ���� � ��� �� �� ����� �� -���������� �� �.���" ������� � ����� � /�� ������������ ����������0 ��� � ������ � /�� ������������������� �� �� ������0 ������ � � ������ �������� �� ������ ��� ������� � ����&� 1��*" 2����� 3�� � ���� �� ��� ��� ���� �� ���� �� �������� 4 ������ ��� ������� ����� � ���� �� � �������� �������� 4 �� �� ������� �'�� ��������� �� ������������ 5����.���� ����������� �� ���� /5�-60 �� �� ����� ������� �������� �� �.���������� �� ���� ��� ����� ��� �� �� �� ����� ��� �� ��������� ��������� �� ��������� � ������ ��� �� ���" ��� ���������� ��� ������ ����������" �� ����� ��� ���� ��������� ���� ��� ������� �*7��5�-6 �� �������� ������ ���� �8 �� 1��1� (������ 1��1 ��� 1��)" �� �'����� �� ������ ���� �7" �7" ���" 1�1� ���� ����� �� � ������ ������ �� ��� � �������� ��������9����" � ����� ��� 6:;� ���������� �� � ��������� ����� ��� ���" �� ����������� ���������� ���� ���� �� �� ��� �� �� �� �� � ������ ��+�" ����� <�� �� ��" ������" ��. ���� � ���������� ����������� ���� ��������� �� �������� �*��" ���� ������ �� ������ �������� �� ������ ��������� ��� �.��� /��� �� �������� �� k � ��������� ����������� �� ��% ���� �� �� �����0 ����� ��� ��� � ��������� ����� ��=7�� 3�� 1��)"���� �� ���� ��� �������� ��� �� �� �� �.���" ����� �� ������ �� ����� � �)=��� �� �������� ��� ������ �*�" ��+��-� �� ��������� �� � ����� �� 1��)" & ������� ��� �� � ������� �� ������ �� ������������� ��� �������� �������" �� �������� � � ��� ������ ���� �� ���� ��������� ������������� ���� �)���

���� ��������� ���� �� �� � ����� ��� ��� ��������� ����

,� ������ � �� � ��������� ������ �� �� �������� �� �� ����� ��� ������� ���������� ����� �����" �� �� ������ �� � ��������� ����� �� �� � � ������ �� ������� ,� ����� ���� ��� ��� �� ������ ��� � � �� ����� ��% ���� �������� �� ��% �������,��� ��� � ������� ���� �'�� �� ��� � � ��% ������ �����������9 �� � ��������������" � ���� 2:- ��������" �� � ����� > �������� ������ �#�� �� �� � ���������/ ����� �� �� �� &�� ���� ��% ������ ��+�0" �� ��������� �� �������� ��8������� � ������� ��� � ��������" ��� ��� ������� �� �� ������� �� ������� ���� � ���� �� ���������� 2:- / ����� �� �� �� &�� ,���������% ������ ��+=�0" ��� �� ��������� �� �� > �� �.����� �� � � ����� ���������� � ����� �� �� 2:- ��% ���� ��� ����� ��� � � ���� ���/ ����� �� �� �� <#���� :��� ��� ��% ������ �7��0�,��� ����������� ��� ��� �� � ���� ����� � ��� �� �������� ��% ����� ��� 2:-��������" ������ ������ ���� ����� ��� ����� ���� ���� ������� ������ ����������� ��+1��

��

��� ������ ������ �� � ������ � ����� ���� ��� ����� ���� ������ ���������� ������������� ���� ����� ��� ������� ��� ����� �� � ������� ��� ���� � ������� � ������ ������������ ��� � �������� ��������� ������ ��� �� � ���������� �� � ������� ���� ����� ������� ������ ������� ��� � ��������� !��� ��� ��������� �� ��������� ����������� �� ����� ��� ��������� ������� ��""� �#���$���� ��� ��%��� � ��&�� ����� ���� ���� �������� �������� ������������ ��%� ���'������%��� ������� �������%�� �� ��� ����� ������ (��� ����� ��)�� *� �� ��! ����� �� ��� ���� ��� ����� ��� ��� ��������� ������ �� ��%���� �������������� ������������ ��� ������%��� ����� ���� ���� ��� �� ��! ���� �"��� ���� ��������� �������� ���� �� ����� ���� ��� ������ �� �������� ������� ��� !���� ��� !���� ������ ������� ��� � ������������ ���������� ������� ��� �%���� ���+���� �������� ����������� ������ ������� � ����� �� ��&��� �� ������� �� ���� ,"��� ���� ���)�� ��!��� �� ��� ��� ��� �����!��� ���� ���� �#-� �#��.� ����� ���� ����������� �� ��%���� ������� �� �%�� ��%���� �������� �� ������� !��� ������� ������������� �� �������� ��-�� �� �� �������� ���� ���� ��� �� ����� ���� �)��

������������ � ����� � �� �������� �� ��������� ������

/������ �������� �� ��������� ����������� ������ ��� ������ �� ���0�������� ���� ��%�� ���� ������� �� �0������� ��� ���������� �� ���� �������� �--�� 1� !��0 �� ���� ������� ��%��������� ��� ���� �� ��0��� ���� ���� ���� �� ��� ���0������� ������� 2���%� ���������� �� ����� �� ����������� ������ ���� �� ����������� ��#"�� 3��������������! �� ����� ��� ������������ ��!��� %���� ���� ���� ��!��� � ��������� ��� �������%��������� ���� ����� �� ��������� ���� n � ���%������� 4�� � �������� ��� �������� ������� ������������ ��!��� ��� ��������� yi ��� ��� p ������� %������� ����������� �� Xi���� �������� ������ i5

yi = β�Xi + εi, i = 1, . . . , n, ,�.

!��� εi���∼ N (0, σ2)� σ2 > 0� ��� ������ ����� ��� β ��� �6���� �� ��� ������� %������� ��

��� ���������� ��� � 7����%� �� �� ���%��� ��������� β̂ �� ��� ���8������ β ������������� ����� εi = yi − β̂�Xi� / ������ �������� �� �� �������� ��� �� �� ����� �������%�� ��� n � ���%�� ����������� ���������� ��� ���� � !������ �� � ������������ ��� ���5

minβ

||y −Xβ||2 = minβ

n∑i=1

L(yi, f(Xi)) ,�.

!���� L(yi, f(Xi)) �� � ���� �������� ��� �� ��� ��������� ���� �� ��� ������ �����������f(Xi) = β�Xi� /� ���������� ������� �� ��� ������ ��� ��� �� ��%�� � ��� ������������5

β̂ = (X�X)−1X�y. ,-.

3��������� ������ ���� !��� ��� ���� ���� ����� ���� �!� � 7����%��5 ���������� �� ���������� %���� �� ����������� ��������� ������ �� �����%����� ���0��� ��� ��������������� �6����*� ��� (��� ����� ��� � 7����%� �� �� �������� ��� �������������� ����������� �� ��� �����'���� ����������� ��� �� ������� �� ����� �������� ���� ��� ��� ��� �� ��� ��� ������*� ���� ����� ��� �������������� �� ��� %���� ��� ��� ��� ��� ����� ��� ����� ���8��������� ����������

Y nX

p

H0

8μg/mL� 4μg/mL

��

������� �� �� �� � ������� ������� �� ���� � �� � �������� ��� ��� ���� ��� �������������� ��� �� ����� ��� �� ������������ �������� �� �� ����� ������ ����������������� ���� �� ��� ��� �� ���� �� ��� ����� ��� ���� � � � ���� �� ����� ��� ����

����� ��� ��� ��� � ���� ���� !"# �� �� ��� � � �� �� ���� ���� $%"#�&� ��������� ��� � ��� �� � ��'� �� (� ����������� (� �� ���(��� � �� �� �������������� �� �������� ��� )�� *������������ + ���� *$�,-� �� �� ���� (� ��������� (� ������������ ����� �� �� ��'. �� ����� �� /0# �� � ( ���� ����� ������� ���� �� '1*��� 23'4*& ��������� &� ���� ����� ��� (���� �� 564* ����� �� �� ��� ( �� ��� ����� ��� ���� � ( ���� �������� )������ (�� ��� ��� ����� �� ������ (�� ���

���������� (��-������� �� �� �� ��� ( �� ��� �� �� ���� �� ��� ��� �� �������� ���� � � � � �������� ��� ��� ������ ������� (�� 7$# ��� �� ���� (������ ������ /� 8,#� 4 ��� ��' � � �� �� ����� �. ��� �� ��� � �� ������� ��� � � � � � ������� �� �� ������ (��)����� ��� �����- ���� �� �� (� ���� ���� ������ �� ��� �� � � ��� ��� �������� )����� ( ���� ������. ������ (�� ��� ���������� (��- � � �������� �� � � � �� �����(�� ������� �� ��� �� � � ����&� ������� ���� ��� �� �������� ��� �� ��� �� � � �� �� ���� �� �� �����.�� ��� ��� ����� � �� (� ������� �� ������� ������ �� ���� $90#� � � ���� ����� � �� (����� ��� ��� ����� ����� �� ���� $8,#� � ��� �� ����� ��� ( ���� ���� 9!#��� �� ������ �� ������ ��� � :����� ���� �� ������� ��� ����� �� �������� ���������� ��� � ������ � '������ $ ��� 0�

�������� �� ��� ��

���� ���� 564* ��� ������ � {0; 1; 2} �� ����� �� *;<� �� �� ��� ������� ������� � �� � ��� � �� � ����. " ������ ���=����� ������� ���� �� �� ��>�� ������ ���� � �� ������� ��� $ ������ �����=����� �������� ��� 0 ������ ���=����� ������� � ��� � ��� ������ %%� 88#�&� �������� � �� �� � � ���� �� � ��� ���� ��������� �� (���� �� ������� ��� ���� �)������� �� ���� ��� ������ ��� �� � ����-� ��������� �� �� ����� �� �� ������� (���� ��������� ��� ���� ��� ��� ������� �� (� �(������ ��� � � ��� *;<� 2��� �� �� � � ���� (� ���� �� �� ������� ( ���� ��� �(���� ���� ( �� �� ����������� ��������� ? (����� � ���� ���� �������� ���� �� �� �� �� *;<� ? �� ���������� (� �������� � � � ( ���� ����� )������� �� �(���� �� �� �������� � �� ���� �-� ��� � � ���� ����� )���(�� �� �(������ ��� � � � �� �� � ����-� '����� �� ��������� �� � �����(�� ������� �� �� �� ���(�� �� �� �� �� ����� ��������� �� ������� �� �� �������� ������ 6 �� �� ���� ���� ������� �� ���� �� � ���� (�� � ����� ��� ��� �� �� �� ������� ��� ���(��� $9,� 0$7#� �� �����(��� �������� �������� �� � ���� �� ������� ��� �� � ���� �� �� ����� � ��� ��� ���������� � �� �� ��

�����(�� ������ $/%#�4�� ���� ����� ��� (���� �� 564* ��� ( ���� ������ �� ������� �� ��������� &� (������ �� ������� �� �������� ��� ��� ���� ��� ��������� � � � ��� �� ������ �� �������������� � '����� $ ���� � ���� ����� ������� ���� ������� �����(� �� � �� ������� ��������� � '������ 0 ��� % ���� ( ���� ������ �� �������� �������@�(�����

���������� �� �� ��� �� � ����� �������

�� �� ���� 564* � ��������� ����� ��� �� ��� ��� ���� (�� �� �� �� *;< ����� $�%%� !0#� &� �������� ���� A�������� ��� )A�����- ���>�� !0# ������ �� ���(�� ��*;<� �� ����� ���� (� ������ �� ��� *;<�� � ��� ���B��� �� ��� � ��( ��� ����� *;<� ������ ����� ������� � (��B�. �� ����������

�� ������������

��������� ����� �� �� ������� � ��� � ���� � ����� ������� � ��� � � �� ��� ���� � ������� � �� ����� ���� �� �� !"#$%� �� � �����&���� ������� ���������� ����� ������� �� �� �� �� �� �� � �� ���������� �� ���� �� ����� �� ����������������� � ���������� � ��� ���� �� ���� � ��� �������� �� �������� �� ��� �������������� !"'(%� � � )���� �� �� *�� � ���� � ���� ��� ������ ������� ���� �� ����� !"'#%� ���� ������ � �� ��� � ������������� � ��� ��������� ������� ���� �� �� ��������� ������ �� ���� ����� � �������� �� � �� ����� �� �� ��������������� ���� ����� �������� � �� �� ��������+ ������ �� ����� �� ������ � ������� �� � �� �� ��������+ ������ �� ,����� !-"� "./%�

0����� �1�� �� ��&���� 2�3������� ������ �� ,����� ���� �� �����&���� �� k ����������� �������� �� �� ������� � � �� ��� � �������� �� �������� �� �� ����4� �� ������ �� ��������� �� ��� �� 5�� ���6 ����� ����� ��� 7����� � ��� ��� � ��,����� ��� ���� ��&���� ���������� � � � ��� ������ ��� ��� ��� ��� �� ���� ��������� �� ����� 7���� �� ��1����� ��� ������ �� �� ���� ���� �� �� �� �� ����������7����� ��� ������ ����� � �� 7� �,� ��� � ���� ���� ������ ���� ������ ���� ��������� �� ����� ��� 5�� ��������� ���� ������� 7����7 �� ��� "� ,���� ����� �� �� � 7� ���� ,����� 7�� � ����� � ����� �� k − 1 �6� �� ���� �� � ��� �������� ��� � ������ ��� �� �� �1�� �� ������7 �� ������� ���� �� � ���� �� � ���� �����*�� �� 7���� ���� ��� 7��� ����� �� �� ��� �������� ��� �� ����� ����� � �� ����

�� ���������� �� �� ������� 7 � ���� � &����� �� ��� ������ �� �� �� 7��,��������� �� 8� ���� 9 �� /� 7� ����� � �� ,����� ��� ���� 2�3������� ��7����� 7��� ����� ��7 � ,� �� � �� �� �� ����� �� � ���� �� ���� ������� ���� �������7� 7 ��� � ,��� � �, �� �� ����� �� 7���� �� ,����� 7��� ���� �� �� ��&������ ���� 7��� � ���� ���� � �� ,���� � �� �����7��� ���� ��� �������� ��� �� ����� ����7��� ������ 7 � ��� �� ��������� � :� ;��)� �� ��� 5:;�6 !(9%� <��� ���� ������� �� �� ,����� �� �� � ��� ��������� �� :;� = ���� �� ,����� �� ���� ������� ������ ���� �� ����� � ����� !"-/%� 7� ����� � �� �� :;� �� ��7��, � ������ ��� �� � �� �� ��� �� �� �����

�� :� ;��)�>� � ��� ����������� �� �� �� ������� �� �������� ������ �� ����� k� ������� �� ����� �� �� �� �� �� ���� � ��� ����� ��� �� �� ��?� N �� ����� k� �� �& �� Nk� @�� ��� ���� ����� ��� �� 9(����� 7�� � ��� �� ��� ����� A��������� A = {A,C,G, T} 7��� ���� � 425 ������ �� 9##"� ���?��� ���������� ����� ��� �� :;�� �� ��������� ��� �� � ��� �� ������ � �� �� ���������� ���� ����� ���� �� ,����� �������� �� �� ��� �������� ��&������ ��� ����� � ����� �� ����� �� �� �� �� �7 �� ��7�� � � �� �� �� �� ��� ��&�����> ������ �� *�� ����� ��� �� ��������� ��� 7 � ��� �� ���� ������� �� �� �� 5<BC<D !"-/%�E���� !99"%� �;��� !9"%� �:;� !"-#%6� @��� 9#"#� :;�� � �� ���� ��� ��� � �� �������� � 7��� 5���� 0����� !"-9%� 0�������� !".#%� 8���3 !$/%� :�������FF !"$.%6�

G��� ���� ��� :;� �� �� �� ����������� �� �� ,����� �������� �� �� ��� ���&����� � ������ �� �� �������� 5k − 16������ �� ��7��� �� ,����� � �����4 � ������ �� 7� ���� ,���� � ����� �� �� 5k − 16��H3 �� �� ,���� �& �� �� 5k − 16����*3 �� �� ����� :;�� � � �� ���� ��� �� *�� ���� ��&� ���� � ���� ,���� ��&���� �� �� ������� ���������� �� ������ �� ������� ���� � � �� 5� � ������� �� ��������� �� �������� "6 !".#%� 8���3� 0��������� �� :�������FF ������� ���7��� ��� �������������� � �� � � ������ �� � ��� �� �� ����� ��� �� ������ �� ���� ��� :;� 5�:;�6� C� a �� b �� ��&����� �� ���� � � k ��������� �� σ �� σ′ ��&����� �� �� ���� �� ,����� ��� � �� �� � ���� aσb �� aσ′b ��������� � �� ��� 5σ ����� σ′6� �� ����� �� ����� �� �� :;�� 7���� a �� b �� �7����������� �� σ �� σ′ �� �� 7� � �� �� �� ������

CCTTCG TCGCTAG

TCGATAG TAGTA

k=4 ’

a b

aσbaσ′b a b k σ σ′

k = 4 σ σ′

2k − 1

pn

X p

p

j

yi = βjXi,j +Wiα + εi,j, i = 1, . . . , n, j = 1, . . . , p,

εi,j ∼ N (0, σ2) σ2 > 0 W ∈ Rl

α ∈ Rl

H0 p

�� ������������

���� ������ � ��� �� ������ �� �� � ������� ��� ����� ����� ��� �������� ���� �� � ��� ���� �� ������! ����� �� ��� �� ��� �� ������� "������ �� ���� ����� "��� �� ��� #���� ��������� �� �� "�� �� � $��� #! ����� ������ � �� "��� � ������� ��� ������� ������ %� ��� �� �#���� �����!��&� ���'($��� � ������ � ������ �� �� ��� ��� �� �� ��� ��)��*� ��� ��������� ��� ��� �� ����� � � +�� ��,� "���� �� ������� ����'�"� ��� �� ���� � ��� -� ��� "� � ���# #���� �������� *����� ��� ��� � �� ���� � �������� "���� ��� ������� ���� �� �� � ����� ������� �� ���� �� �������������� ��� � �� �.)��/ ��� �� ���� &���� �#������ �� ��#� � ����� �� �� �� � ��� �� �#������ �0�)��1�� �� �#������� �� � � �#� ����# �� � ��2����� �� � ����# �� ������ � ���'�+ "��� �� � "��� � � �&��� ��� �� ������� �#��� ������� ������ ����� ���� ���'�+ �� -� ���� � -���� �� �� � ! ����� �� �� ��� �� � ��� �������� � � �&��� ��� �� � ��� �� ��#� ��������� �� �� � �� � -����!�� ����� �� 34� )�

minf

n∑i=1

L(yi, f(xi)) + λΩ(f), �)�

��� L(y, f(x)) �� �� ��� �������� �� λΩ(f) �� ��� ��� Ω ����� �� �� � -����� �� � �� λ �� � �����# ���� �� ��� ���� �#� ���������� / �� ��� �� ��� ��� � �� � - � ����� �� ��� ����5� �� �� �������# ��� ����5����#�! ��� � ��#���� �� ��� � �� � �� � � �+���# � ��#�� #��� ������� �� ���� ���! "����� �� �� �&��� ��� / �� �� ��� �� �#� �� ���� ���'�+ �� �� ��� �� ��l1'��� �� �� ��2����� ��6��� ���� ��� ��! �� ����! �����$� �� ��2����� ������� ����� � � �� �� �� �� ��� ����� �� ����� ��� ��2����� �� -��� � 7��� ��# ��� ��! ��� ����# �� l2'��� �� �� ��2����� �89�! �����$� �� ��2������� ����� � �� ��2���� ��� ��� �� �����" � ����� �� � �� �� 3�� ��� ��� �/ ��# ��� �� ��� � �� � ���� � ��� � ������ �� �� �� ����# ��� ����������" :

minβ

||y −Xβ||2 + λ||β||22, �;�

��� ����� � � ��'��� �� ����� -����:

β̂ = (X�X + λI)−1X�y. �9�

���� ��� ��� ������ ��� ���! �� ������������ �� ���� ��� ���! ������ ������� ������ �� �� ���! ���� �� �� ���� ����� "��� �������� �� �-� �������!���� � ��# 5 �� ��� ��������� �����! ���� ���� ���� �4��� � ����� $��� #�� �� ��� �� �� ���'������ �����# �� �� �#� ����� �������� ��� *����� ����� �� #��� �� ����� �� 4������� �� ��#��5���� �� �� �����������! �� �� �� �����"������� �� ��� �� ��2����� �� ��$����� *����� �� �� ��� �� ���� �� ������� ���� ��� ����� "� ���������# � "���! �� ��� �� ��2����� �� "��� �99�� %��������� ��� �� ���� �� �� ����� ������ 5 �)7! �08��<� "�� �����#�� ��� "� ������! ���� �� � ���'��� ������ ����� 5��� � ��� �� �� �������� ����# � ����� �#������ ���� �� �� ����! �� ��� ���� �'�� �� ���� ��"��� ���� �� ���� �� ����'� ����� ������: �� ��� �� ��� �� ������ ��� �� �� ��� � �����! �� �� ��� ���# ���������� �� ���'���� ����� �� ���� ���� �� �������� � ��$� ���� ������� ��8! 0)�� *���� "�� �� � ��� �� � �� �����# � ����� �� �� �� ����� �� ���������� ��#��5���� �� � &���� � ! �##�#�� ������ � ���

��

������ ��� ��� ����� ������ ���� ���� ��������� �� ���� � ����������� �� ��������� ��������� �������� �� �������� ���� ��� !� ���� ������� �� ������ ������� ���� "� ����� ��������� ������ ������� �� ���� ��� �� ��� ����� �� � #��� ����� �������� ����� ��� ����������� ����������� �� ������ ������ �$% $$�� &���� ������ ��� �������� �� ��� ����������������� ����� ��� ������' ���� ������ ���� ����� �� ��� �� ��� ��� ��������� �� �� �� ���� ����!���� ��� �������� �� ��� �����

���������� ����� ������ ������� ��������������

(��)�!� ����* ������ � +(,- ������ �� ��� ����������� ������� �������� ������ !�������� � ��� ������ &�� �* ���� .������ ���/����� �� ����������� �� � ������ ���� �� ����� (, ������� ��� �������� ����� ����!����� ��� ������ �� ����* ������ � D ��#����� ��� ��������� �� ��� �������� ��������� ���* ���� ���� ��� ���* ���� �������� �����* ������ � �%�� "� � ��� !������ ��� (, �� ��� �� ��� �� ����)� ����! ��� !����� &���� ����)� ���� �����* ���� �� ��� ������������� ������� ����� �� ����������� � ���! ��� ������� &������ ��� ������ �� (, �� ������� ������� �� ��� ��������� ������� �������� 0������ ��������� ���� ���� �����#����� �������� �� ��)� ���� ���� �� ���� (, �� �����������!�������� ��� $�� &�� !������ ���� �� ����� ������� �� �� ����!� ����� ���/������ ������� �������� ���1�� �� ������ !�� �� �� ����� ���������� �������� "� ��� ���� �������� �� �� ������������ ��������� ����� �� ����� ����� 02.� ���� � ��!� (, ���� �� �� ��������� ����������� ��!��#����� �� !�� �� �� ����� 02.� ���� 3������ �� ��������� !������ ��� � ����� �� ���������� ������������� ��� ������������������ �������� �� ��� ��� �� ��� �� ��� ���� ��� &�� ����������� ������� ���������������� �� ��������� !������ �� �����!�� ������� �� ��� ��� ������ ��� �� ��' ����������� ����������� ��!����� �� ������� ��� ��� ������ ��!����� �� ��� ��� ������ 4� ������* ���� ��� (, �� ��� ���#��� �� ����� ��������' ������� �������� �� ��� !�������� �� ���� ���������� �5� .�������� ��� ���! � ��������� ����! ��� !����� ��* ���������� ���������� .�������� ��������! ���������� !�� �� ����� � ��� ���������� �� ����������� �� �� �� ����������! �� ���� ������� �$$6� � � ���� ��� ���� ��������� �� ���������� 7��� �� (, ��� ��� ������ ��� �� �� ��� �����!�� ������� ��� ����! ��� ��� ��������� �� �� ������ �� ��)� ���� ���� �� � ���� �� ��� ������������ ������� ��� �������� �5�

���������� ����� ��� ������ ���������� ����������

8��� ��� � ��� 9:40 ������� �� �� )��� ���� ��)��! ���� ���� �� � �������� !��������� �� �� ������ ��� ��� ������ �� ��������� �� ����� ����� ����! ������������ ��� 5;%$ $<6 $$5� &��� �� ���� ���� ��������� ��� ��������� 9:40' ���� �� �� ����� ������������ ����� ��������� !������ ��� �����!�� ���������� �� ������ ����� ��������� ��� ���)�� ����������! ����� ������������ �5 5� 6� 0� ��� � ������������ ������ ���� ����� ��� ��� ������ ����� �� ��� �������� ���������' ���� ������ ��� �������� �� �������� ����������� ������� 8�� �������� �� � � ������ +4- �� ���! ���������� ��� ��* ���� �� ����������� �� � ����� ��� ����������� �� ��� ����������� ��� ����� �� �������� �� ���������������� ��� 4�� ����� � ������ +7- ��� ������� �� ��� ���������� ����� �� ��* ���� �������������� ������ ��� ����������� �� ���� ����� ��� �� ����!��� � ��!��� ����� ��������� �� ��� � ������� +=- ��������! ��� �������� ����� ������� ��� +8�! �� �- ���� ������� ���� ���� ��������� �� ���� �� ��� ��� ��� ������ ��� �� �� �� � ���9:40 ��� 5; %$� 8��� $<<5 ��� �������� �� ������� ���� ���� ������ ���' ���#��� ��� ��� ��������� ���������� +.=- �� ��� ������� ������ ��� �������� ��� �������� �� #���>����� ���������� �� ��� ����� �5%� &�� ������ ��� ����� ������ �� �������� ��� ������ ��� �� �� �� ������� �� � ������ �����' ui ∼ N (0, σ2

aK) ����� K �� �

B

C C

A

B

C

A

Mutations conferring antibiotic resistance

Mutation not conferring resistance

C

Resistant strain

Susceptible strain

j i

yi = βjXi,j + ui + εi,j, i = 1, . . . , n, j = 1, . . . , p,

X = UΛV � X Un Λ

V

q UW = Uq α

K K = XX�

XK = XX� K = WW� W = UΛ u ∼ N (0, σ2

aK)Wα α ∼ N (0, σ2

a)

σ2a

β = 0 H0

yi = Wiα + εi, i = 1, . . . , n,

W = UΛ α ∼ N (0, σ2a) ε ∼ N (0, σ2)

λ = σ2

σ2a

��

minα

||y −Wα||2 + λ||α||22, λ =σ2

σ2a

����

���� �� ����� ��������� ���������� ��� ��������� ��� ���������� ��� ��� �������� ����� �� ����� ��� �� �� ������ ��� �������� ��� ��������������� ��� �� ������ � ���� ��������� � ��� �� ����� ��� �� �� ��� ���� �� ����� ����� ��������� ��������� � ������� ���� ��� �� ����� ������ � �!��� �� �������� ������� ��� ��� ������� �"���� !��� �� #$$� ��� ����� ��� ������� �"����� !���� ����������� ��� ����������� �� ��� %&�� � � �� ���� �� ��� ����� ���� ������ ���'��( ��� �� ��� �� ��� ����� ����� �� �� ��� ������� �� �'� ) � ��� �� ������� ��� �������� α� !���� ��������� ��� �"���� ��� %&� � ��� �������� *+�,���� ������� ������ !���� �� ��� � ��������� ��� �� ����� ��� �� �� �� �� ��!��� ��� �� ������� ������ X� -� ����� � ��� ����� �������� ����� ��� �� � �� �� ��� ������ ��������.������� ��� � ���� !���� ��� ������ � ��������� !��� ��� ���������� � ������� �� � ���������� ������ ��������� /0%�� !���� #��� ��� �� �� � ������ ������� ����� � ��� ������ �� ��� /��1 ������� *��),� 2� ��� �� ����������� ��������� ���������� ��� �� ����� ��� �� �� ���� ��� �������� ����� �������� ��������� � ��� ���������� �!���� � ����� � �������� ��!�� ��� ������ ��� ��� ���� �� � ���� �� �� ����� ������� *�33,�-� &������ � ���� ������� !� ������� � �� �� ������ ��� %&� � ������ ��� /0%��� ��������� !��� � ���� �"���� -� &������ 4� !� ���� ��� ���� ��� ����� �"��� �����!��� ��� ����� ��� ���� ����� -� ���� ���� !� ��� X = UΛV �� !���� X �� ��� ��������� �������

������� � �� �� ����

&������ � �������� � �� �� �� ������ � ���������� � ������� �� ��� -�����������5 ���� ������������ ������� !���� � ��� � ��� ������������ ��������� �� ������������������� ��������� !�������� -� ���� ��� � ����������� �������� ��� ���������� ����������������� �� � ����� +)4 �������� ��� � ������� � �������� ��������� �� ������������� ��� /0% ��� ���������� ���� ��������.������� ��������� � ��� $-& �������� ( �����������&������ 4 ����� ��� � ������������� ��� ������� �������� ����� � � ������ 678� ��� �� ��� ����� ��' ����� ��� ��������� ������ ������ -� ���� ���� �! � �������� ������������� �������� � � 829/ ��� ���� ���� ������� ������������ ���������������� ��� �� ����� ��� �� �� ��5 ������� -� ����� ��� � ��� �������� ����� �678 � ������� !���� ��� �������� !��� �������� ��� ���! �� ������������� ������ ��� �� ����� /0%� � $8� ������������ ��� ��� ����� �� ��������� �� � ��� ����� ���������� � ���� &�������&������ : ���������� � ��� ������ �������� � � �������� �� %#;/ 8�������� !������������ ��� ��!��� !� � ��� �� ��� ����� ��������� �� &������ 4< 67829/ ��678 ��� 829/�� -� ���� ��� � �������� ����������� ��� ��� ��� ������� �� �����!��� � ����� �������< �� ������ �� �� ����� ��� �� ��������� � !���� ���� ��������� ���������� ��������� !��� ���������� -� ������� 67829/ �=������ � ����829/ �������&������ > ������ �� �� ������� !�� ������ �� � ���������� ���������� ��� ���� ����������� �/0% � $8�� ������� �� 67829/� -� �������� ��� ����� ���� ����������� ���� �������� �� ���� ��� ��� ����� ����� ��� ��� ������� �������� �������� ���� ������ ��� ���� �������� ��� ���� ��������� �����������

�� ������������

������� �

��� �������� � ����������

�������

��� �������

��� ���� ������� �� ������� �� ������ �� ����� ��������� ������ �� ���� �������� �� ���� ��� �� ��� ��� ����� �� ���� ����� ��� ��� �� � ��� � �������������� ��� ������ � ����� ��� � � � ��� �� ����� � �� ����� ��� ��������������� �� ��� �� � �� � � ��� � � ���� �������� � !"�#� �� ������ � ���������� � �������� �� ��� �$��� �� ��� ��� � ������ ������ %�� �� ����� �� ���� ���� �� � �� � �� ���� &'# ��� ������ �� ���������� �� ���� &' ��� ���� �������� ���� ��� �� �������� � �������� �� ������� ����� ������� ()*� +,+-� �� ������� � �� �� �������� &' ��� ������� ������ �. ������ �� �� ��/� ��� ���� �� ��� ����� ��� �� ������ �� ��� �� ����� '0&1# ���� ��� ����� ����� �� /��� �� ���� ��� �$��� �� ��� %�� �� � ����� ���� ��� �%���� �� � �� ��0� �2����� ��� ���� � �� � ���� �� %� ���� �� ��� �� ����� � ��� ��� � ��� ������� ���� �� ��� ������� ����� ��� �� � �� � �� ���� �� �������� ��� ���� � �� � ���� �� ��� � %�� �� �� ��� ����� ���� ��� ����� "����� �������� ��� ���� � ������ ������ � ��� ������� � �� �� ������ � �� ��� � �% ������ ��������� ��� ������� �� � �� �� � �� �� ���� ���� �� � ��� /� ������ �� ������� ������� ���� �� ��� �2���� �� �� ��� ����� ������ �������� (+,3- �� ���� � ������� ���� ��� ��4� � � �� ������� �� ���� ����

��� ����� �� ����� �� ���� ��� 53+* ���� ��� ������ � ��������6�� ����� !� %� ������ &� ���� 7�� ������ �� 1����� ��� �� ���� �� ����� 8!���� 0!� 9������ :� 8� ��� !� !�� �� ;� <� �� �� �� 1�� ��� 1� :� �� :��� ���� ��� ��� 53+*#� �������� � ������ ������� � �� � �� � ����� � � �� ����� �� ���� ����� �� ��������� ��������� ����� � ��� ������� �������� 5#� 5+3=5+>�

��

�� ������� � ��� ����� � �� ���������� �������

��� ������� ��������� �� ���� ������

���������� ������ ����� � ������ ����� ����� �� ���

�������� ���������� ���������

��� �

������� ���������� � ��������� ��������� ���� ��� ���� ����������� ��������������������������� ���������� ����� �� ��� �������� � ��� ����������� ������� ��������� �� ���������� � ���� � !" ���������� ������� ������ �� ������# ���������� �������������� � ������� ���������� ����������������� �� ����������� ������������� ������$ ������ �� ������� ��������� ���� ������� %��� ���� �� �������� �� �� ���� �������� �� ����������# ��&���� �������� �� ����� ������������� ��������� '�������� ���� ������� �� > 70 �������� ��������# ���� '�( ����� ��� ������������ )�� �������� ������� �������� ���� ����� ��������# ������ ������ ���������� ��� ������������ ���������# ������������ ��� �������� � ����*���� ���� ��� �������������� ��������� ����� ��+�)� �� ��� ���� �� ��������� ������� ������������ ���������� ��� ��������� �� ���� ���������� ������������ �,'-� ����� ���� ��������� ��� �������� �������� ������&�� ./! ���� �������� ���� ��� %���� ������������� ���� � ������� ������ ������� �� ��������� ������ %�� �+�) ������ �� ������� ������&����� � ��������� ������� �� �������# �0���# ����1������� �� ����# �� ���� / ����� �������� ���� �����# "2 ���� ������ � ��� � �

���� �������� ���� ������� �� ������� ,'-� 3���� ������ �� ,'- ��# ����������� �� �� ������� ���� ��������� ���� ������� ���������� � ��� ������������������� ������

�� ��� ���

���������� ������� ����� ��������� ��������� 45� ��# ����� ��������� �����������������# �6������� �� ���� ��������� ����� 7."/8� %�� �������� � ��������� �����0��� ������ �� ������� ���� ������� ���������# ������ �� ������ �� �������# ��������� ������� �� ������ ��������� �� ���������������� 0������ 7/(8� 4������ �����&���������� ��������� ������ ��� �������# ������������������ ������ ��� ����� ������� ������� ������&�� 7"9:8� ���� ���# ����������������� �,4�� �� ����������� ������������� �;4�� ������ �� ����# ��������� ��� � ��� ������ �� �������� ���������%���� ������ ������ ������� ��� ������ �������� �������� ����� )%"<(# )%...# )%</:�� )%.!( 7< 8�=������� �� ������ �� ��� &��� � ��������� ��������� ���� �� ��������� ��������������������� 7.228� ����� ���������� � �� ������� �� ������&�� ������� �0��� ����������� �� �0���# ������� �� ����1�����7.9(8� '� �������# ��� '�������������������� ������� -�������� �� ��������� �������� ����������� !< �� ������� <:2 ������� �� ������������ ��� �������� � ��� �������� ����� 7 :8� -�')=�-�������� ������ ���� ��� ���� �� �� �������� ����0��� ���������� � ���������������� 7"998� �����# �������� ���������>�������� ��������� ������� �� �� �����

��� �� �������'� ����� ��������# ������� ��� ��������� ��� ������ ��������� �� �� � ���� ����������� ����� %�� &��� ����� ��������� ���� ������� ������� ��������� 22�!? ����������� ������� ��������� �� ���������� 7".28� +��0 ������� �� �� ���������� ��

���# ��������� ����# ��������� �������� �� �� ������� � � �� ������� �����

���� ������� ��������� �� ���� ������ ��

������� �� ��� ��� ������� ����������� ��� �������� ��� ������ ��������� ���������� �� ����������� ������ ��� ������ � ���� ��� ����� ����� � �� �� ����������������� �������� ��� ���� � �� ����� ������� ����� ���� ��������� �� ���������� ��������� ���� ���� �� ��� ��� �� ������� �� ������ �� � �� ������ � �! �� ���� " ������� ��� ���� � ��� � �� � ��� ���"� ��������� ��# ������"� ��$��%�����"� "��� �� �� ��� �� �� &�����'��� �� ������ � ��� ����� ������� ��� �# ��"�� ���� � �� ��� �����!� �� ����! �� � ����� ()*�+, ��� �-� �� �������� ���� � � �� ������� "����� �� � ��� � � ���� ������ � (./0, ����� ��� �� ��� �� !�� �������� �� � �� ��

��������� � ���� �

��������� � ��� ��� � � ��

���� ��1���� �� �-� �� �������� ���� � ���� �������� +��� � ���� ���� ������ ����� ����� ��2 ��� � �.3� ��4 ����� � (n 5 ��6, �����7 ��� 8�� ����� �(n 5 96�, ���:�7 �� ��� ; ��� ����� � (n 5 �9, ������ ���� ���� ���� ��1������ " (".<+=, �� �����"��� ����� ��� ���� ���������� )������ �) ���� �������� ����� � ��� � ������ �� >/=?8�� ����� ���� � � ����� ��� �� ���� �� � �� �(+����������� @ "��� +��:,� .��� ���� ��� ������ � � ��� ���� � � �� ���� ������ ��� ����� ���� ���� ���% ������ =�� "���� ��1���� �� �� � �"���� �� 96����� �� � � ����� �� �������� ������� (8�� ����� �, ���� ����� ���:�� / �� � ����#��� ���� ���� � ���� ��������# �� %� # �� �A�4� �� �� �� �

��������

=�� ��� ����� �� ��� �-� �� �������� ������� ��� ���� �� �� ����� " ��� "������������ �� " � !�����# ��!����� �� �) ��1��� ��������� =� � �������� ��� ��:�: ���� ��# �������� ������� ��1���� ���"�� ��� �� :�6 �) "���� =���������� ��� �� �� ����� �� ��1��� ��� ��� ��� ����� �������� �) "��# ��� ""��� �� �� ������ � � �� ��B�� ��� ���� �� �������� ������ ?�� "������� ���� �� �����"� ��� �������� � C<�+= ������DE ��� �) "��� � �� �� ����� D�F ��� �� �� D�F � ���"�� � ������ " �� "���� ����" " �� ��� ���� �) "�� ������������ �� � � "�� � � � ��� � ����� � ���� > 10% �� ��� �� "�� ������� ��1�������� ��� ���� � �# ��&�� �� ��� �� "��� � �� ��� � "���� ������"� ��� �� � ��� ���������� ��1��� � ���"�# ��� %��� �� ��� ��� ��������� ����� �� ��� "��� G��� ������� � " � ������ �� ��� � " � �) "��# �� ���� � �� � ����� �� � �� ����������� � �� �������� �� � �� � "��� ���� �� (��"� ���� ���� "���,� '��� ��# ��� ������� � ��� ����� ��& � � ��� ����� ��� �� " �� � ��������

�������� �������

=�� �-� ������� ���� "������� ��� ������ ���� ���� �� ��� H����I �� H �� ��I �� ����C� ������ ���� �� ��� ���� �� ��# ��� ����� �� �� �� �� � " � �) "�� (��"� blaTEM #����# ���, ��� �������� ������� � �� ��� ����� �� ������� �� ��� "��� )�"��� "��� ������ ���� �� ��� �� �� �� ��# ��� �� ��� ������� ��1���� �� � " � �) "������ �� "�� �� " .�@@= ���D�� � �� � "�!��� � � ���� ����� ����� �� ��� ������ � "�� ����� �� ��������� ��� (+G;�, ��� " �� ! �� 1���� !����� � ��� �� ����� @ ����# ��� � " � ������# ��� ����� �� ������� �� ��� +G; �� ��� ���������� ����� �� �� � ��� ���� �� ��� �������� " ������ ��� �� ��� �� �� �� �� (���+����������� =���� +���,�

�� ������� � ��� ����� � �� ���������� �������

AZPAE1214AZPAE1469AZPAE1485VTK 107743AZPAE1493AZPAE1486AZPAE1214AZPAE1241AZPAE1495VTK 115478VTK 111136VTK 104416VTK 106676VTK 111143VTK 106704AZPAE1213AZPAE1499VTK 111138AZPAE1494AZPAE1506VTK 115488AZPAE1449AZPAE1483AZPAE1470VTK 107725VTK 107748VTK 107723VTK 107753VTK 10773AZPAE145 7AZPAE1504VTK 107750VTK 107749AZPAE1483VTK 104478VTK 104477VTK 107737AZPAE1214VTK 106193VTK 111145AZPAE1489VTK 115473AZPAE1502VTK 111066VTK 111076AZPAE1503AZPAE1503VTK 10777AZPAE148 1AZPAE1507AZPAE1482AZPAE1481AZPAE1499AZPAE1496AZPAE1496AZPAE1485AZPAE1497AZPAE1386VTK 115520AZPAE1493AZPAE1506AZPAE1493AZPAE1214AZPAE1452AZPAE1488VTK 106683AZPAE1494AZPAE1481AZPAE1492AZPAE1498AZPAE1502VTK 115504AZPAE1471AZPAE1387AZPAE1492AZPAE1487AZPAE1484AZPAE1213AZPAE1496AZPAE1242VTK 11106VTK 107766VTK 115510VTK 111059AZPAE1241AZPAE1489AZPAE1491AZPAE1487AZPAE1481AZPAE1387AZPAE1468VTK 107732AZPAE1505VTK 106705VTK 104415AZPAE1497VTK 111049VTK 107746VTK 115474VTK 107763AZPAE1492AZPAE1482AZPAE1506VTK 111126AZPAE1495VTK 111083AZPAE1482AZPAE1456AZPAE1494VTK 111070VTK 107684VTK 11110VTK 111053AZPAE1471AZPAE1471VTK 111050AZPAE1215AZPAE1499AZPAE1494AZPAE1482VTK 111957AZPAE1482AZPAE1501AZPAE1214VTK 106689VTK 111104AZPAE1472VTK 111128AZPAE1489AZPAE1439AZPAE1488AZPAE1501AZPAE1488AZPAE1440AZPAE1490AZPAE1215VTK 107734AZPAE1213AZPAE1491AZPAE1493VTK 115483AZPAE1495AZPAE1483AZPAE1455AZPAE1490AZPAE1495

AZPAE1497VTK 111132VTK 102323AZPAE1487AZPAE1486AZPAE1437VTK 100073VTK 115498AZPAE1486AZPAE1487VTK 106680VTK 115499VTK 115515AZPAE1498AZPAE1240VTK 111097AZPAE1482AZPAE1481VTK 111055VTK 111105AZPAE1492AZPAE1482AZPAE1485AZPAE1505AZPAE1503VTK 10443AZPAE1215AZPAE1481AZPAE1489AZPAE1503VTK 106696VTK 10620VTK 107762VTK 11552AZPAE1440AZPAE1375VTK 107754AZPAE1499AZPAE1499VTK 111063AZPAE1241AZPAE1215AZPAE1214VTK 105617VTK 111118VTK 111134AZPAE1487VTK 106707AZPAE1439AZPAE1500AZPAE1242AZPAE1483VTK 106179VTK 111102AZPAE1491AZPAE1492VTK 111060AZPAE1501VTK 111073AZPAE1490VTK 107767VTK 107758VTK 115516AZPAE1497AZPAE1495AZPAE1483AZPAE1487AZPAE1386AZPAE1502AZPAE1483VTK 111142VTK 115503AZPAE1484AZPAE1486AZPAE1441VTK 115470AZPAE1505VTK 104430VTK 106189VTK 105072VTK 105076VTK 105355AZPAE1485AZPAE1491AZPAE1444VTK 115477VTK 115494AZPAE1241AZPAE1484VTK 107759VTK 115487VTK 111072AZPAE1485AZPAE1489AZPAE1241AZPAE1241AZPAE1242VTK 111100AZPAE1493AZPAE1495VTK 111119AZPAE1486AZPAE1494AZPAE1491AZPAE1492AZPAE1505AZPAE1469AZPAE1502VTK 111115AZPAE1505VTK 104417AZPAE1483VTK 111068VTK 107752VTK 115530VTK 115525VTK 115523AZPAE1445VTK 106175AZPAE1441VTK 11553AZPAE148 4VTK 106173VTK 10617VTK 10618VTK 11550 8VTK 106168VTK 115528VTK 111137VTK 106164VTK 10775VTK 111139VTK 111125VTK 115480VTK 115482VTK 115529VTK 115532AZPAE1493VTK 111113VTK 115526AZPAE1472AZPAE1472VTK 106182AZPAE1500AZPAE1453AZPAE1455AZPAE1500AZPAE1500AZPAE1438AZPAE1506AZPAE1488AZPAE1498AZPAE1375VTK 115527VTK 115524AZPAE1472AZPAE1446AZPAE1470AZPAE1472AZPAE1471AZPAE1471VTK 111114AZPAE1386AZPAE1483AZPAE1483AZPAE1504AZPAE1450VTK 111077AZPAE1444AZPAE1502AZPAE1505AZPAE1215AZPAE1487AZPAE1503AZPAE1470AZPAE1473AZPAE1502AZPAE1481VTK 107760VTK 11111AZPAE1492AZPAE1491VTK 111092VTK 10457AZPAE1504AZPAE1241AZPAE1498VTK 106670AZPAE1503VTK 102200AZPAE1507AZPAE1497VTK 102327AZPAE1497VTK 111054VTK 111085AZPAE1484AZPAE1215VTK 111146AZPAE1504VTK 111062AZPAE1492AZPAE1491

AZPAE1504AZPAE1506VTK 111079VTK 111112AZPAE1484VTK 106673VTK 11107AZPAE1213VTK 106700VTK 106672AZPAE1498AZPAE1494VTK 11551AZPAE1214VTK 115506AZPAE1481AZPAE1486VTK 106702AZPAE1499AZPAE1469AZPAE1496VTK 11114AZPAE1501AZPAE1242AZPAE1471AZPAE1455VTK 104432AZPAE1503AZPAE1495VTK 115490VTK 11549AZPAE1493AZPAE1485AZPAE1494AZPAE1214AZPAE1501VTK 111123AZPAE1472VTK 107724VTK 107742VTK 115512AZPAE1499VTK 111074AZPAE1506AZPAE1507VTK 11109VTK 10668AZPAE146 8VTK 115497AZPAE1480VTK 105406VTK 107735VTK 10776AZPAE146 9AZPAE1215AZPAE1488VTK 111048AZPAE1435AZPAE1488VTK 111056AZPAE1495AZPAE1497AZPAE1453AZPAE1489

AZPAE1453AZPAE1506AZPAE1492AZPAE1490AZPAE1482AZPAE1214VTK 106180AZPAE1241AZPAE1241AZPAE1241VTK 107733VTK 115495VTK 115496VTK 111129

AZPAE1491VTK 111082

AZPAE1485AZPAE1493

VTK 107772AZPAE1499AZPAE1495AZPAE1501VTK 115517VTK 106156AZPAE1504VTK 115484VTK 106699VTK 115502VTK 106158AZPAE1490VTK 105356VTK 105352VTK 107730AZPAE1494VTK 111080VTK 104414

AZPAE1487AZPAE1488AZPAE1504AZPAE1496VTK 107736VTK 111052AZPAE1437VTK 106685VTK 107744AZPAE1498VTK 115485VTK 106159VTK 111094VTK 111109VTK 106195VTK 106155VTK 10619VTK 111099VTK 115486VTK 115476AZPAE1488VTK 115519AZPAE1492AZPAE1444VTK 106706VTK 111127AZPAE1469VTK 111140VTK 111106AZPAE1500VTK 11547VTK 11548 9VTK 111058AZPAE1473AZPAE1491AZPAE1488VTK 111089AZPAE1496VTK 115514AZPAE1501VTK 111108AZPAE1506AZPAE1483AZPAE1387VTK 111084VTK 111087VTK 111116AZPAE1473VTK 111086AZPAE1471AZPAE1472AZPAE1472VTK 111075VTK 11113VTK 11105VTK 106167AZPAE1469VTK 115492VTK 107747VTK 107755VTK 111069AZPAE1385VTK 111107VTK 106176VTK 106200VTK 106177AZPAE1472AZPAE1435VTK 111067VTK 111090VTK 111088AZPAE1471AZPAE1497AZPAE1442AZPAE1484AZPAE1500AZPAE1484AZPAE1487AZPAE1388VTK 111057VTK 107738AZPAE1468AZPAE1494AZPAE1490AZPAE1472AZPAE1470AZPAE1470AZPAE1470AZPAE1470AZPAE1470AZPAE1505VTK 111120AZPAE1500VTK 111144VTK 115493AZPAE1506AZPAE1486VTK 106188AZPAE1499AZPAE1437AZPAE1505VTK 115472AZPAE1498AZPAE1498AZPAE1490AZPAE1486VTK 107685AZPAE1498VTK 107739AZPAE1486VTK 106160VTK 107765AZPAE1387VTK 115475VTK 107745VTK 115509VTK 106170AZPAE1504VTK 111047AZPAE1443VTK 106682AZPAE1504AZPAE1487VTK 111095AZPAE1503AZPAE1498AZPAE1505VTK 111122VTK 106690VTK 111959VTK 111096VTK 111065AZPAE1481AZPAE1385VTK 115507VTK 11112VTK 111124AZPAE1489AZPAE1493AZPAE1482AZPAE1500AZPAE1497AZPAE1496AZPAE1482AZPAE1486AZPAE1471AZPAE1471VTK 111130AZPAE1500AZPAE1500AZPAE1485AZPAE1496VTK 111117VTK 106693VTK 10774VTK 11552 2VTK 107729VTK 106165AZPAE1491VTK 104566VTK 11108AZPAE1439AZPAE1495AZPAE1488VTK 115500AZPAE1499VTK 115518AZPAE1384VTK 111133VTK 111110VTK 111064VTK 107770VTK 106708AZPAE1497VTK 111135VTK 111103AZPAE1489AZPAE1469VTK 111093AZPAE1502VTK 111078AZPAE1484AZPAE1502AZPAE1504AZPAE1494AZPAE1469AZPAE1485VTK 107756VTK 107757AZPAE1501AZPAE1501VTK 107740AZPAE1481AZPAE1490AZPAE1490AZPAE1503VTK 115505VTK 107728AZPAE1502AZPAE1506AZPAE1450VTK 104572AZPAE1502AZPAE1505AZPAE1493VTK 111098AZPAE1439AZPAE1435VTK 115479AZPAE1489VTK 115513VTK 11548AZPAE144 0AZPAE1439VTK 11550AZPAE1385AZPAE1385AZPAE1469AZPAE1501AZPAE1470AZPAE1503

AZPAE1490AZPAE1496

Group 1 (n=433)Group 2 (n=221)Group 3 (n=18)

ChloramphenicolFosfomycin

Polymyxin BPiperacillin

CefepimeColistin

LevofloxacinMeropenem

Amikacin

5.50 Mb

6.72 Mb

7.59 Mb

●●

● ●●

●●

● ●

●● ●

●●

● ●

●● ●

●● ●

●● ●

● ●●

● ● ●

●●● ●

●● ●

● ●

● ●●●

●●●●

●●

●● ●● ●

●●

●●

●●●

● ●●

●● ●

●●●

●●

●●

● ●● ● ●

●●

●●

●●

●●●●AAC(3)−Ia

AAC(3)−IIIaAAC(6')−IaiAAC(6')−IIb

aadA5aadA3

aadA15ANT(4')−IIbAPH(2'')−IIa

BELCTX−MdfrA22

EreAgyrB:467/468

rmtFAAC(1)

AERSHV

AAC(3)−IcAAC(6')−33

aadA17aadA4dfrB2

gyrB:S466FKPCLCRsul2

AAC(3)−IIaAAC(3)−IIIbAAC(6')−IIa

aadA13VEB

AAC(6')−31dfrA1

gyrA:T83ATEM

AAC(6')−29bAPH(3')−IbAPH(3')−Ic

arrdfrA5

gyrB:E468DIMPtetC

APH(3')−IIaAPH(3')−VIb

dfrB1PERGESrmtDtetA

AAC(6')−29aaadA7dfrB6

parC:E91Kcat

gyrA:D87YparE:A473VgyrB:I529V

APH(3')−VIagyrB:S466YparC:S87WAAC(6')−Ib3

aadA24floR

AAC(6')−Ib−HangzhoucmlA1

tetGVIM

gyrA:D87NAAC(6')−Ib'ANT(2'')−Ia

CARBaadA2aadA6

strAstrBOXA

parC:S87LAAC(6')−Ib9

sul1gyrA:T83I

ef−tumexGmexSoprD

mexHoprN

mexZampOarmR

soxrFosAmexEmexFmexYnfxB

mexBoprM

mexMopmEmexI

mexNmexTmexXampDompDdacb

mexQnalDpoxb

ampRAPH(3')−IIb

mexKPDC

mexAparS

ampPmexRphoQ

ampDh3mexCmexDmexJmvatnagZnalC

opmHparR

ampDh2ampG

creccred

mexLparEphoPcrebfolP

gyrAgyrB

mexVmexW

oprJOXA−50

parCpbp5rpoB

Amik

acin

Mer

open

emLe

voflo

xaci

nC

olis

tinC

efep

ime

Pipe

raci

llinPo

lym

yxin

BFo

sfom

ycin

Chl

oram

phen

icol

0.15%(0%)

0.89%(25%)

5.80%(50%)

99.03%(75%)

100.00%(100%)

MIC ( + )MIC ( − )

Non−synonymous mutations

Efflux/InfluxInactivation

Target alterationTarget replacement

Presence of AR genesIntegron related AR genes

������ �� �������� �� � ���� ���� ������� ��� �������� ��� �� ��� ���������� ����

��� ������� �������� �� � ������ ���� ���� ��� ���������� �� �� ��� �� � �� �� � ��� ��� �������� �� � �� ���� � ���� �� �� �������� � ������ �� �� ���� ������� ����� �� �� � �� � � �� �� �� � �� ������� �� �� � ���� � �� ����� � �� � �� � �� �� �� �������� ������� � ��� ����� ������� ��� ��� � �� ������ �� �� � ������ �� �� ����� � � ������� �� ����� � � �� �� �� ����������� ������ ���� � ������ �� ���� �� ���� �� ���������� ������ ������� �� ������� �� �� ����������� ���� � ������� ������� ��������� � � ����� ����� ��� � �� ��� �� �� ��� ��� ��� ���� ��� ���� ������ ������� ��� ��� � � �� ������ ������ ��� � �� ������ ����� �� � ����� ��� ���� ������� ��� � ������� ��� �� ����� �� � ��� �� ��� �� ���� ������� ���� � ������� �� ���� ��� �� ���� ������� �� ���� ���� ������ �� �� � �� ������� � ������� ��� ������� � ��� � ����� ����� ������� �������� ���� � � �� � ������ � ����� � �� ������� � ������� �� �!�" ����� #���� ������� ���� �������� � ��� �� � � ����� ����� �� �� � �� �� �� $������� ������ ��� ��������� ���� ����� ������� ���� �� ����� %&� ��� �� �� ����� �� ������

���� ������� ��������� �� ���� ������ ��

�������� ������

��������� ����� ��� ������ � �������� ��������� ��� �������� ������ ������������ ��� ������� ��������� �� ����� ���������� ������� ���� �� ����!� �� ���"� ���� �������� #��$��� ������ ���������� ��� ���"�� �� ������������ %��� ���& '������ �� ������ ��� ���� � ��� ���� �� ������"� !( ���������� ��� ! ��������� ��� ������� ����! �� � �������� ��� ���� & � )*+ ������ �� )*+ ������� ��"����� ���,�- �������� ��� ��� ����������& ����� ������������ �� �������� �. ����� �������� �� ������������ ����� ���� ��� ������� ��� �� ��� �� ����� ������� ������ ��� ����� ������ ��� /′ �� �� ��� ���������� ������� �� �������& ��� �. �������� ����� � �* 0���� ��� ������&

��� ������� �� ����� �� �� ���� ������

%����� ��� �������� �� ����������� ������ ���������� ����� ��� ���0� �� ��������� ���������� �� ��� 1�' ��������� �� �� ��� ���������� ����0������ �� �������& ��������"�� ������� ����� ��� ��������� ��� �������� "��������� �� 1�' "����� ��� ���0����� ��0��� ��� �-��� �� 0��� ����� ��� ���� �������& %��& �&� ���"��� � ����������,�������� �"��"�� �� ��� ������ ����� �� "������� ������� 0��� �� ��������2������� ���1�' ��� ���� ���������� �� ��� ����������� ��� &

������ �� ���������

.������ �� �� ��3��� � ��� �������� �� �� ���� ������������ ������ ���������� �����,���� �� ��� 1�' ������ �� ��� �������& ���� ���� �� �� �� ����������,�� ���0���������������� ��4� ������ ������ ��������� �� ������� ���������� �� �� � ������������ ������ �� �"��,�������������� �� ������ �������& '��������� �-���� ������ �� ���,������� ��������� ��� ��������� � ��������� ��� ��������� ���������� �$'�� ���� �������5�6$ ����� �� �����7 �� ����� ���� �� ��"������� �� ��� ����������� ������������������0& �� �"�� �7�����"� ������������ ���� ���� ���0 ��� �-��� �� � ���� ���� ������������� ����� ��� ��������� ��� ��� ��������� ��� ��� �7������ ����� ����� ��������� �� ���&� ��� ����"� 8�((9&

����� �� �� ���� ��

:����� ���������� �� ��� �� �"���� ��� ���� ����������� .;�� �������0 8�< 9& �������"��� ��� ����=� �� �������� ���������� ��� ��� ������ ������ �� ��� 1�' "����� �������������� ��������� �� ��"�������& %�� ���� ����������� ��� $' �� �=�� �� ������ ����"������� ��� ���������� ��������� �������� ����� � ����� ��������� �������� 8>(9& ��������� �� ���� Z� ��� n× k �����7 �� $'�� ���� n �� ��� ������ �� �������� �� k �� ��������� �� ������� $'�& %�� ���� ����������� �� ������� ��� �� ������"���� ����� ��� ��������� ����� � ���0�� ����������� �������� ���� �� ��� �0��0� ����������� ������������'� 8 � >(9& �� ������� �������� ������"���"� ������ �� ������� ����� ��� ������������ 1�' "��������� �� �������� ���� ������"��� ����������� ���� ��� �������� ��������������& ���� ���� �� �� � �����7 U � �� ��?� n × p� �� ���������� ����� �� ���������� p �� ��� ������ �� ������� ����� ���& 6�"�� ������� ����� ��� ��� �"������ �������� �� "������ ������� ������ ���������� ��� ���� ������� ����� �� x& �� � �����Yi �� ��� 1�' "����� ��� ������� i = 1, . . . , n �������� ���� Yi ��� ���� ���� j = 1, . . . , J����� ���������� ����� ��� ����� ����� ���������� ������������� �� ��� ��������� ����� �������� ��� �������� ��������"� ���0 ���� ��� ���� ������� P (Yi � j) =

�� ������� � ��� ����� � �� ���������� �������

πi1 + . . . + πij� ����� πij ����� �� ���� ����� � �� i�� ����� ��� � �� �� �� j��

��� � ������ ��� ����� ��� ���� �������� ����� � ����

logit[P (Yi � j)] = log[P (Yi � j)

1− P (Yi � j)]

= θj − (Zα + Uβ + xγ)

�����

����� θj �� ��� �� ��� � ����� �������� α � �� ����� �� k �������� � � ������� �� � ���� � ������ �� ����� ��� ������� β � �� ����� �� p ��������� � ���� ��� �� !���� � � � �������� �� γ � �� �������� � � ���� ��� ��� ���� � ������� x��� ������ �� P "� ��� �� �� ��� ��� ������ � ���� � ������� �� �� ���� �� ������ �� �� ��!�������"� �� � � ��� #$%&'� ��� � ���� �� �� ���"��!������� �� �� ����� ����� �� ���� ������� ��� � �� ������� � �� �(�� ����� � �� �����) γ = 0� ���� �� ���� ��� ������� ��� � �� ������� � � ��"��� �� ��� � �� �����) γ �= 0�� �� �� ����� L0(θ, α, β, Y ) �� L1(θ, α, β, γ, Y ) �����"��!������� ����� � �� �������� �� � � ������ �� ��!�������"� �� � ������ �−2× [L1− L0] ∼ χ2 �� ������ �� ��� ��� P "� ��� ��� � �� �������� � ��������*����+� � ��� ��� ���� ������� �� ���������� �� � �� �������� � � ��� � �� �"������ ,- ���� �� .��/ ����01������� ��������� #�2'� ��� 3 � �! �� ����� � �34��������� ���� �� �� � ��� � �������� �� ����� ��� ���� �������� �� ��"���!�

�������

��������� ������

5��� ������� ��������� � �6 ���� � ����� ���� ������ ������������ � ��! ����)β"� � � ����������� �������� �� ����� �������) 7�������� �����8�6 ����) �������"��� ������� �� ������6�� .�) ��������� �����������) �� �������� ������ ������"����� 3����� � ��� �����+�� �29 ���� ��������� �������� �� ���� � � �� ��� ������ :��� ��� ��� ������� � �������� ;��� �� �� ��� ���� ��� �� ��� �"7����� �� ������ ������� ������� 2,- �� ������� �� ����� ����� �� ������������ �� ����� �� ������ �:��� ���� ���� � ����� ��� �29 <3 ������ ����� +�� ����" ��� � ���� ��� ������� ����� ��������� ��� ������� �� �7����� ��� ���� �� 3�� ��� ��� �� � ���� �=�6 �� ����� � ���+���� � �� � ���� ������������� ��� ��� ��� �� � ������� �� ��� ��� � �7����� �:��� ����� 5�� � ����+� � ������ �� � /�� � ������ ����� *�$>, �n ? @9�� *���� �n ? ,A� �� *��9,�n ? ��� ���� �������� #$%%'�

��� �� ������

����� � �7����� �� ���� ����� �� ���"���� �� �� ��� � �n ? $$&� �� � <3���� � �����+�� ���� � �� ��"���� �� ��� �n ? �@>�� B��� �� � ����������� ������� ����� � ��� � ���� �� ��� ��� ����� � ����� ��� ������ ��������� ������������ �� β"� � � ������� #�$2'� �����"���� ��(���� ��� ��� ���� ��������� ��"��� ���� ��� �� ����� �� blaOXA �� ��� ���� ����� � �� �� �� ���"7��� <3 ����� B� �� �@> ������� � ������ <3 ����� ���� �9 ��� �� � ��� ���

����� ���� ������ ������������"��������� ��C��� ��������� ������� � ���� ��<5�� �� ���� � ���� � �<<�� #9@� �$2'� ���� ���� � ����� ���� �������� �� ��

����� �� �������� ���� �� �� ���� ��������� � �:��� ��$<�� D��������� ��+��� ������ ��������� �� ���� ����� �� � ������� ���� ��� ��� ���������� ��� ����

A)Integronoccurencesand

upstreamAR

geneslocaon

C)Diversityofintegron

casseeAR

content

cassette#16

cassette#15

cassette#14

cassette#13

cassette#12

cassette#11

cassette#10

cassette#9

cassette#8

cassette#7

cassette#6

cassette#5

cassette#4

cassette#3

cassette#2

cassette#1

3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 6 8 1027

ANT(2'') Ia

aadA17

cmlA1

AAC(6') Ib3

aadA6

aadA24

aadA7

AAC(6') Ib'

AAC(6') Ib H

aadA2

CARB

sul1

OXA

Occurrence

nb:(In51)

D)Phylogenecview

ofintegroncasse

es

AZPA

E12142

AZPA

E14697

AZPA

E14859

VTK

107743AZPA

E14936

AZPA

E14866

AZPA

E12145

AZPA

E12417

AZPA

E14956

VTK

115478VTK

111136VTK

104416VTK

106676VTK

111143VTK

106704AZPAE12138AZPAE14998VTK

111138AZPAE14940AZPAE15060VTK

115488AZPAE14499AZPAE14831AZPAE14701VTK

107725VTK

107748VTK

107723VTK

107753VTK

107731AZPAE14570AZPAE15044VTK

107750VTK

107749AZPAE14836VTK

104478VTK

104477VTK

107737AZPAE12149VTK

106193VTK

111145AZPAE14893

VTK115473

AZPAE15020

VTK111066

VTK111076

AZPAE15037

AZPAE15031

VTK107771

AZPAE14814

AZPAE15070

AZPAE14824

AZPAE14815

AZPAE14997

AZPAE14964

AZPAE14965

AZPAE14851

AZPAE14973

AZPAE13866

VTK115520

AZPAE14931

AZPAE15062

AZPAE14939

AZPAE12146

AZPAE14526

AZPAE14882

VTK106683

AZPAE14942

AZPAE14811

AZPAE14922

AZPAE14984

AZPAE15029

VTK115504

AZPAE14718

AZPAE13877

AZPAE14929

AZPAE14876

AZPAE14848

AZPAE12137

AZPAE14961

AZPAE12421

VTK111061

VTK107766

VTK115510

VTK111059

AZPAE12410

AZPAE14891

AZPAE14910

AZPAE14873

AZPAE14818

AZPAE13872

AZPAE14687

VTK 107732

AZPAE15056

VTK 106705

VTK 104415

AZPAE14974

VTK 111049

VTK 107746

VTK 115474

VTK 107763

AZPAE14924

AZPAE14823

AZPAE15069

VTK 111126

AZPAE14953

VTK 111083

AZPAE14827

AZPAE14566

AZPAE14945

VTK 111070

VTK 107684

VTK 111101

VTK 111053

AZPAE14711

AZPAE14715

VTK 111050

AZPAE12150

AZPAE14995

AZPAE14943

AZPAE14820

VTK 111957

AZPAE14828

AZPAE15014

AZPAE12144

VTK 106689

VTK 111104

AZPAE14722

VTK 111128

AZPAE14890

AZPAE14394

AZPAE14881

AZPAE15010

AZPAE14880

AZPAE14403

AZPAE14909

AZPAE12155

VTK 107734

AZPAE12136

AZPAE14918

AZPAE14934

VTK 115483AZPAE14955AZPAE14839AZPAE14550AZPAE14907AZPAE14952AZPAE14976VTK 111132VTK 102323AZPAE14871AZPAE14864AZPAE14379VTK 100073VTK 115498AZPAE14868AZPAE14877VTK 106680VTK 115499VTK 115515AZPAE14986AZPAE12409VTK 111097AZPAE14821AZPAE14819VTK 111055VTK 111105AZPAE14923AZPAE14822AZPAE14853

AZPAE15050 AZPAE15032 VTK104431 AZPAE12154 AZPAE14813 AZPAE14897 AZPAE15030 VTK106696VTK106201VTK107762VTK115521AZPAE14402AZPAE13757VTK107754AZPAE14999AZPAE14996VTK111063AZPAE12411AZPAE12152AZPAE12143VTK105617VTK111118VTK111134AZPAE14875VTK106707AZPAE14390AZPAE15001

AZPAE12422

AZPAE14838

VTK106179

VTK111102

AZPAE14915

AZPAE14927

VTK111060

AZPAE15013

VTK111073

AZPAE14904

VTK107767

VTK107758

VTK115516

AZPAE14978

AZPAE14958

AZPAE14834

AZPAE14872

AZPAE13864

AZPAE15021

AZPAE14833

VTK111142

VTK115503

AZPAE14841

AZPAE14867

AZPAE14410

VTK115470

AZPAE15053

VTK104430

VTK106189

VTK105072

VTK105076

VTK105355

AZPAE14855

AZPAE14917

AZPAE14441

VTK115477

VTK115494

AZPAE12419

AZPAE14840

VTK107759

VTK115487

VTK111072

AZPAE14852

AZPAE14899

AZPAE12416

AZPAE12418

AZPAE12423

VTK111100

AZPAE14937

AZPAE14951

VTK111119

AZPAE14862

AZPAE14947

AZPAE14913

AZPAE14925

AZPAE15052

AZPAE14698

AZPAE15028

VTK111115

AZPAE15055

VTK104417

AZPAE14832

VTK111068

VTK107752

VTK115530

VTK115525

VTK115523

AZPAE14453

VTK106175

AZPAE14415

VTK115531

AZPAE14846

VTK106173

VTK106171

VTK106181

VTK115508

VTK106168

VTK115528

VTK111137

VTK106164

VTK107751

VTK111139

VTK111125

VTK115480

VTK115482

VTK115529

VTK115532

AZPAE14933

VTK111113

VTK115526

AZPAE14728

AZPAE14727

VTK106182

AZPAE15007

AZPAE14535

AZPAE14554

AZPAE15009

AZPAE15002

AZPAE14381

AZPAE15066

AZPAE14886AZPAE14983AZPAE13756VTK

115527VTK

115524AZPAE14729AZPAE14463AZPAE14707AZPAE14724AZPAE14713AZPAE14714VTK

111114AZPAE13860AZPAE14835AZPAE14837AZPAE15048AZPAE14505VTK

111077AZPAE14443AZPAE15022AZPAE15057AZPAE12153AZPAE14879AZPAE15038AZPAE14704AZPAE14731AZPAE15023AZPAE14817VTK

107760VTK

111111AZPAE14926AZPA

E14914

VTK

111092VTK

104571AZPA

E15040

AZPA

E12412

AZPA

E14981

VTK

106670AZPA

E15033

VTK

102200AZPA

E15072

AZPA

E14971

VTK

102327AZPA

E14975

VTK

111054VTK

111085AZPA

E14847

AZPA

E12156

VTK

111146AZPA

E15049

VTK111062

AZPAE14928AZPAE14916AZPAE15046AZPAE15065VTK

111079VTK

111112AZPAE14844VTK

106673VTK

111071AZPAE12135VTK

106700VTK

106672AZPAE14980AZPAE14946VTK

115511AZPAE12147VTK

115506

AZPAE14810

AZPAE14861

VTK106702

AZPAE14992

AZPAE14693

AZPAE14963

VTK111141

AZPAE15012

AZPAE12420

AZPAE14717

AZPAE14557

VTK104432

AZPAE15036

AZPAE14950

VTK115490

VTK115491

AZPAE14935

AZPAE14857

AZPAE14944

AZPAE12148

AZPAE15018

VTK111123

AZPAE14725

VTK107724

VTK107742

VTK115512

AZPAE14993

VTK111074

AZPAE15068

AZPAE15071

VTK111091

VTK106681

AZPAE14688

VTK115497

AZPAE14809

VTK105406

VTK107735

VTK107761

AZPAE14691

AZPAE12151

AZPAE14884

VTK111048

AZPAE14352

AZPAE14885

VTK111056

AZPAE14954

AZPAE14977

AZPAE14533

AZPAE14895

AZPAE14538

AZPAE15061

AZPAE14921

AZPAE14908

AZPAE14825

AZPAE12140

VTK106180

AZPAE12415

AZPAE12413

AZPAE12414

VTK 107733

VTK 115495

VTK 115496

VTK 111129

AZPAE14919

VTK 111082

AZPAE14856

AZPAE14930

VTK107772

AZPAE14994AZPAE14957AZPAE15017VTK

115517VTK

106156AZPAE15042VTK

115484VTK

106699VTK

115502VTK

106158AZPA

E14901

VTK

105356VTK

105352VTK

107730AZPA

E14941

VTK

111080VTK

104414

AZPAE14878

AZPAE14888

AZPAE15041

AZPAE14960

VTK 107736

VTK 111052

AZPAE14373

VTK 106685

VTK 107744

AZPAE14982

VTK 115485

VTK 106159

VTK 111094

VTK 111109

VTK 106195

VTK 106155

VTK 106191

VTK 111099

VTK 115486

VTK 115476

AZPAE14883

VTK 115519

AZPAE14920

AZPAE14442

VTK 106706

VTK 111127

AZPAE14694

VTK 111140

VTK 111106

AZPAE15000VTK 115471VTK 115489VTK 111058AZPAE14730AZPAE14912AZPAE14887VTK 111089AZPAE14968VTK 115514AZPAE15015VTK 111108AZPAE15063AZPAE14830AZPAE13879VTK 111084VTK 111087VTK 111116AZPAE14732VTK 111086AZPAE14719AZPAE14720AZPAE14721VTK 111075VTK 111131VTK 111051VTK 106167AZPAE14690VTK 115492VTK 107747VTK 107755VTK 111069AZPAE13850VTK 111107VTK 106176VTK 106200VTK 106177AZPAE14723AZPAE14353VTK 111067VTK 111090VTK 111088AZPAE14710AZPAE14979 AZPAE14422 AZPAE14842 AZPAE15006 AZPAE14843 AZPAE14874 AZPAE13880 VTK111057 VTK107738 AZPAE14689 AZPAE14949 AZPAE14902 AZPAE14726 AZPAE14705 AZPAE14703 AZPAE14708 AZPAE14706 AZPAE14702 AZPAE15058

VTK111120AZPAE15003VTK111144VTK115493AZPAE15067AZPAE14869VTK106188AZPAE14990AZPAE14372AZPAE15051VTK115472AZPAE14985AZPAE14988AZPAE14900AZPAE14865VTK107685AZPAE14989VTK107739AZPAE14863VTK106160VTK107765AZPAE13876

VTK115475

VTK107745

VTK115509

VTK106170

AZPAE15043

VTK111047

AZPAE14437

VTK106682

AZPAE15047

AZPAE14870

VTK111095

AZPAE15034

AZPAE14987

AZPAE15054

VTK111122

VTK106690

VTK111959

VTK111096

VTK111065

AZPAE14812

AZPAE13856

VTK115507

VTK111121

VTK111124

AZPAE14894

AZPAE14938

AZPAE14826

AZPAE15005

AZPAE14970

AZPAE14969

AZPAE14829

AZPAE14860

AZPAE14716

AZPAE14712

VTK111130

AZPAE15004

AZPAE15008

AZPAE14858

AZPAE14962

VTK111117

VTK106693

VTK107741

VTK115522

VTK107729

VTK106165

AZPAE14911

VTK104566

VTK111081

AZPAE14398

AZPAE14959

AZPAE14889

VTK115500

AZPAE14991

VTK115518

AZPAE13848

VTK111133

VTK111110

VTK111064

VTK107770

VTK106708

AZPAE14972

VTK111135

VTK111103

AZPAE14898

AZPAE14695

VTK111093

AZPAE15024

VTK111078

AZPAE14845

AZPAE15025

AZPAE15045

AZPAE14948

AZPAE14699

AZPAE14850

VTK107756

VTK107757

AZPAE15011

AZPAE15016

VTK107740

AZPAE14816

AZPAE14905

AZPAE14906

AZPAE15035

VTK115505

VTK107728

AZPAE15027

AZPAE15064

AZPAE14509

VTK104572

AZPAE15026

AZPAE15059

AZPAE14932

VTK111098

AZPAE14393

AZPAE14359

VTK115479

AZPAE14892

VTK115513

VTK115481

AZPAE14404AZPAE14395VTK

115501AZPAE13853AZPAE13858AZPAE14692AZPAE15019AZPAE14700AZPAE15039

AZPAE14903

AZPAE14967

aadA6orfD

qacE1

sul1Intl1

&prom

oter

attI

attC

24/27(w

ildIn51)

2/27

1/27

Occurrence

nb:

B)Mostfrequentintegron

organisaon

(In51)

Integron(s)foundin1/3

ofisolates229

(34.1%)w/Intl1

match(es)

ARgene(s)found

in2/3

ofintegrons163

(63.9%)w/ARgene

Number of AR genes found withinor external to Intl1 genomic region

10kbupstream

ofIntl1Otherregion

ofthegenom

eEnrichm

entwithPoisson

distributionpvalue

<0.05

AAC(6')

IbHstands

forAAC(6')

IbHangzhou

sul1OXA

ANT(2'') IastrBstrA

aadA6AAC(6') Ib'

aadA2CARBtetGVIM

cmlA1AAC(6') Ib H

floRaadA24

AAC(6') Ib3cat

GESaadA7dfrB6dfrB1

AAC(6') 29aIMParr

dfrA5tetC

AAC(6') 31AAC(6') IIa

aadA13VEB

AAC(6') 33aadA17aadA4

AAC(3) IcAAC(1)

AAC(3) IaaadA5

0 50

100

150

200

224

Downstream distance to Intl1 (kb)9.318 8 6 4 2 0

Integronw/ARgene,found

lessthan

3times

Integronw/oARgene

Group

1(n=433)

Group

2(n=221)

Group

3(n=18)

n

�� ������� � ��� ����� � �� ���������� �������

���������� ��� ��� �� ���� ���������� �� � ������� ������ ��� ����� ��� ������ � ������� ��������� ��� � �� ����� �� ��� ������� �� ��� �� ! ����� � "�#$%���������% � � ���� ��� & ��� ����� ���% �����% ����% qacEΔ1 �� �� �������� �� ������� �� �� � � ������ & � & �� ! ���� ����� � ������ ������ ��� ���������� ��������� ���� qacEΔ1 ������� ������ & ��� ���� ���� '(��� !��)*� ��� &��� ������ ���� �� ���� ���������� �� � &�� � � ���� �� �� ����� '(��� !��+* �� �� ��� ����� ��� ����� ���� ��� ����������� � �� ���������� ��� � ��� ��� ���� & ����� ���������� '(��� !��+%,*� ����� �� ������� � ����� ����� ��� �� �������% ���� �� ������ ���� �� ��������� -�% -.% -!/ -! % �� ���� �� ����� �� ���� �� �� ���� �������� ��� "��������� -! '�� !*% -/ -�$ '��� (��� !��+*� 0�������% ���� �������������&� ������������������� ��������� � ���� �� ���� ��� ������� & � �1���� � ���&� �

��������� ������ �� �������� ������ ����

��������� ������� ��������� ���� � ������ ��� �2������� & ���� ������ �� ���������� ����� �� �� ������ � ����� � ����� ���� ��������� ��������� ���� 3� � �� ���� ��� �� ��� ��� ���� ����� �� ���� � �������

������� ����������

� ������ ���� ��� �� �� �� ���� � ���� �� �����% ���������� ���� & ������� ��������� ��������� '4�+ ������* ���� ��� �� ��� �������� "������ ����� �� ����'(��� !�.�* �� �� ���� '(��� !��)* ������$� ��� ��� ������ ��� 5��� �� ������������� '(��� !�.*� ��� 2������� �67 & ��� 5��� ��� �� � �� &�� � ���������� ������� ���� ��� ������ ��� ���� ��� �� ��% ����� �� ���� �� � ��� �� & � ��� ���&�� ����������� ���� ������� �! ����� �� ��� �������� �� ��� �� ��� ������ ��� ���� � �� ���� ��8����� ����������� ��� � ����� �� ����� ���� �����2� ��� ������ & �9�������� � �� � �� � �������� & � �� ������ ��������� ��������������� ��� � ������ ����������� & ���������� ����������� ���� � �������� ��� ����.7 & �����2�� )% ������� �� ��� ��������� '����������� � ����� �!��*% �������� �2����� ��� ������� & ���������� ���������� ������� 5��� �������� �� 4�+������ & ����� �� �� �����������

���� ��� �������� ������� ������

��8����� ������� �� � ��������� & ������� 'n: �/* � �����&� ��� ���������� ��������������� �� 4�+ �� ������ ������ ��� ��������� �� ����� ����� �� ������ ����� �������� 4�+ ������% ���� ��� ��������� � ��5���� ����� & 6 μ�;�<� (� ��% ��� ������� &��� ���� ����% ����� �� ����� ���� ��� ��� �����=���� �>�2 ����� �� ������ ���� �2� �����% �� �/ ������� ����� �� ��� ���� ��������������? @7 & ����� ������� �2������� 4�+ < @� μ�;�< "! �$� ����% � ������ & ��� A�� & ��� ���� ���� ��� ���� !� �������� ������� ����� � � �� ����� � �� ��� ���� 4�+ �����? #@7 & ������������ ���� �� 4�+ � � μ�;�< �� ���� ��� ���� .7 & ��� !� ������� ���� ����������� �� ��� & ���� '����������� � (��� �!�!*� ���� �� ��5��� � �� �� ��� �������������B ��������� ��� &�� ������� ��� '� ����� �� !@6 ���� !!. �� ����* �� &�&�����4�+� ��� ������ ������ ��1� 'n : !!.* ������ ���� ��� �2�� ������� �� �������� &&�&����� ������� ��� �2����� ���� ���5 & � ������ "�!$� ������ ��� ���� ������ ����� �� ��� ����� ��.��������� �� ����� ���� ��� �� � ����� ���� ������� ��������� �������������� ".�$� �� ��� ���� & �������� ���� �� 5� ��� ������� & � �����������

���� ������� ��������� �� ���� ������ ��

A) G

ene presence/absence

667 1

667 1667 1

667 1667 1

667 1667 1

667 1667 1

666 2 278 2

666 2665 3

665 3

665 3665 3

664 4

664 4664 4

664 4

663 5 277 3

663 5

662 6

662 6663 5

662 6

661 7 276 4

661 7661 7

660 8

660 8 278 2

659 965216

64424

49312

63830

48124

63632

275 5

63038

63038

63038

47728

5681002374356810023743

491177

384121

24500

26642

6 11116508

20648

5 108

5 98

1 116 9 515

14654

2 101

1 116 7 517

10658

9 6595 663

5 663

3 521

3 665

3 5211 523

1 667

1 102

1 6671 667

1 523

1111111112233334444556666777889

1216243032383838

101178642646650652658658658661662663667667668669669669670670670671671671

Polymyxin B (3/117)

Colistin (15/524)

Chloram

phenicol (100/103)

Amikacin (130/668)

Cefepim

e (95/280)

Meropenem

(260/668)

Piperacillin (165/280)

Fosfomycin (60/113)

Levofloxacin (245/505)

rmtFCTX−MBELAPH(2'')−IIaANT(4')−IIbAAC(6')−IIbAAC(6')−IaiAAC(3)−IIIaAAC(3)−IaSHVAERLCRKPCAAC(6')−33AAC(3)−IcVEBAAC(6')−IIaAAC(3)−IIIbAAC(3)−IIaTEMAAC(6')−31IMPAPH(3')−IcAPH(3')−IbAAC(6')−29bPERAPH(3')−VIbAPH(3')−IIarmtDGESAAC(6')−29acatAPH(3')−VIaAAC(6')−Ib3AAC(6')−Ib−HangzhouVIMCARBANT(2'')−IaAAC(6')−Ib'OXAAAC(6')−Ib9mexSoprDmexZampOFosAnfxBmexYmexTmexXampDPDCampRparSampPphoQmexRparRampDh3nalCampGampDh2phoP

Drug nam

e (# non−S / # used )O

ccurrence counts (in cells)108 : gene presence counts5 : gene absence counts

Established associationsnot testable(m

inor count < 3)not significant

significant

New

associationssignificant

Axis below

:nb of occurrence(s) w

ithin <−− the 672 genom

es

B) G

ene mutations

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

●●

oprD

●●●●●

Variant effectearly−stopfram

eshiftinsertionnon−synonym

ous5'end deletion

Polymyxin B

Colistin

Chloram

phenicol

Amikacin

Cefepim

e

Meropenem

Piperacillin

Fosfomycin

Levofloxacin

mexD_1752_c

mexX:Q395*

mexZ_489_−

oprD:K350*

oprD:L361M

oprD_1134_c

oprD_1173_c

oprD_1182_c

oprD_1200_a

oprD_1200_g

oprD_1266_c

oprD:S426A

oprD_1283_c

oprD_1309_c

oprD_1330_c

oprD_1336_c

oprD:Q448E

oprD_180_c

oprD_386_c

oprD:V132L

oprD_410_c

oprD_437_a

oprD_446_g

oprD_522_c

oprD:Q18*

oprD_641_c

oprD_650_c

oprD_683_c

oprD_712_c

oprD_758_a

oprD_827_a

oprD_875_c

ampD_0_−

ampO:P287H

OXA:G182S

OXA:201V:K;E

OXA_644_g

OXA:V256N

gyrA:D87N

gyrA:D87Y

gyrA:T83A

gyrA:T83I

gyrB:467/468

gyrB:E468D

gyrB:I529V_1

gyrB:I529V_2

gyrB:S466F

gyrB:S466Y

parC:E91K

parC:S87L

parC:S87W

parE:A473V

0.0

0.5

1.0Linkage D

isequilibrium (r^2)

������ �� �������� ��������� � �� ���������� ����������� ����� ������ ������ ��������� �� ���� ��� � ���� ����� �� �� ����� ��� �� ������������ ���� �� �� ����� ��� � �� ��� ������ ��� ������ � �� ����� ��� � �� �� ��� ������� ��� ���� �� ��� ������� ��� ��� �������� ������ ������� �� ������ �� ���������� �� ���� � ���� ��� � �� � ������ !���� �� ���� ��� ��� ������� � ������ �� ��� � �� �� � �����"��� ���� ���� ���� ����� �� ������ �� ��������� ����������# �� � ��� ������ ���� ����� �� ������ �������� ���������� !���� ����� � ���� ���� � � �� ���� ��� ����� �� �� ��� ���� ������� ���� ����� ��������� ������ ���� ���� � �� ������ ����� ��� � �� � � �� � ���� ���������� �� �$%&� ��� �� � ��� &���������#���� ����� � ���� ����� ���� ����� ��� � �� ������ ����� ��� � �� $%& ��� �� � ��� &���� � �� �'���� �������������� �� ��� ����� � � ��� ����� %� ���# �������� �� ������� ���� ������ � ���� ��� ���(����� ��� ���� � ��� ����� ��������� ������ ��� � ��� �� �����# ������� ������ � ��� � �� ������� ) �����# ��� ������ ����� ���� �� � ������ ��� �� ��� ��� �� ���� *�� ����� ����� ���������� ��� �'���� �� � ����� ���� � �� �������� ���� ����

�� ������� � ��� ����� � �� ���������� �������

����������� � �������� �� � ���� ������

�� �������� �������� �� ��� �� � ��� ��� ������� ��� �� �� � ���� � � � �� � � � ���� � ����� � ��� � �� � ����� �� �� � � ���� �� �� �� ��� � ���� � � � � � ��� ����� �������� ���� � ��� �������� �� � ������ � �� ������ �� � � � ����� ��� blaSHV � blaTEM � blaPER� blaGES �� blaV IM � � blaOXA � � �� � ��� �� �� � ������ � � � !"# ������ �� � ����� ���� � $%& ���� �'� �� � �������� �� �� ������ �� (� ���� � � �� � ���� ��� �������� �� ����� ��� �� � ��� ������� � � ������ � )� �� � �� � � ������� � *"&+� ,��� ������� � � � ��� �� ����� � ��� � �� � �� �� blaOXA� (���������� ��� blaOXA ������ � � ������ ����� ���� �� � �� ���� �� � � �� blaOXA

���� � ��� ���� � -./ ��� �� �� ������� ������ � � � � ������ � blaOXA−31

�� blaOXA−224 !,���� � ��� 0��� ,��$' *1+�

���������� �� � ���� ������

-�� �� � 2���� � ����� � ���� � ��� � ��3����� � � ����� � � ��������������� � ��� � -./ ��� �� �� � � �� � �� �� ((/!� ′'�.�#� �� ��� ������� �� ���� �� ���� ��� ��� �� � �� )� ��� �� � �� ������ �������������������� ����4 %#. !#%5 �� � ���� �' �� ���� 4,%67 !$�5 �� � ���� �' ���� � ���� � �������� ���� � ��� P ���� � �� 1.29×10−61 �� 3.52×10−40� � �� ��� ��� ��������� �������� �� � � ��

������� �� � ���� ������

8 ������ ��2���� 1 �� � $� ������ � � � � !����� � ((/ �����' � � ������ � �������� ���������� ����� � ��� � � � -./�� (���� � �6 ������ �� � � ��� ����� �� �������� �� ������ 6 ���� � �� � �� ��� �� � �� )� ��� ��8 ������ ���������� ���� � ��2��� � 9�� ���� � � � �� !�& ���� �' ��� !�" ���� �' �� � ����� ��� � -./ ��� �4 �� ��� �� � �� �&5 �� � �� :� �� � � ���� � �� � -./ � &�� μ�;�7 !,���� � ��� 0��� ,��#'� ,��� � ��� ������ �� �� :���� !������������ 9�� ����' �� ���� � ��� �� ������ � �� �� ����� �� � ���� � <��= ��� ����� �� ���� ���� �� �� � -./����� ���� � � ,������������ � ����4 %#. � ���� �� ������� ����� � ��� ��2���-./ ��� �� ���� ���� �� � >��� � � ��� �� ���� ��� � ����� � � ��3����� ����2��� �� ������� ��� �� ��� �� � �� � ���� �� � � � -=8 ���� � ����� � �� ��� �� � � �� � �������� ��� � �� � �� �� � blaOXA � � �� ��� ��2 �� �� �� ���� blaOXA � � � � ����� �� � ����� ��� � ���2 � � ���� � �� ������

�������� �� � ���� ������

<� � $# 2���� � ���� � ��� � ��� � � � ����� � � ���� � �������� ���������������� !blaV IM � blaV EB� blaOXA� blaKPC �� blaIMP β����� � �� ���� � � �� � �� �� �������'� (����� � � ������ � � � � � � �� ����� � � ����� ������ � �� � �� � �� )� ��� �� � �� �� �� � ����� � � ���� !�� "5 �� � � � ���� �' �� ������ � � ���������� ����� � ��� ���� � �� -./ ��� �4 6�5�� � ���� � ��2��� ���� ���� � � -./ � % μ�;�7 ����� ���� $�5 �� ���� � ������� � �� � ���� ��� !,���� � ��� 0��� ,��"'� 8 ������ � � ��������� ���� ��� � �� ���� �� ���� �������������� ������ � � � � � ��3����� � ����� � � �� ��� �� (��������� ������ � ��� ��� ��2��� � ����� ����� � ������� ����� �� ���� � � � .� � ������� � � �� ������ ����� � ����� � �

���� ������� ��������� �� ���� ������ ��

���� ������ � ������ ������� �� �� � �������� ��� ��������� �� ��� �� ������ � ��� ��� � � �� �������������������� �� ! �"�� #�$%!� &�� ����� � � ��������' �� ���� �� �� � �� � ��� ����� � ����� � �� ����� ����� ()#*+ ������ (,$-.+! ���� ����� �� ��� �� � ��� � �� � � ��� ��� �� � ���' �� �� ���� � � ������� � �� ��� ������� ���������' �� ����� �������� �� � ����oprD/180/c �� oprD/758/a!' ���� � ��� � �� � � ��� ���� �� � ���' ������ � �� ������� �� �� � � �������� � ��� ������ 0�� ��� �� ���� �� � ��� �� � ����� � ����� � �� ��� �� ������� ��� ���� �� ��� ��� � � �� � � ����� ���� ������ �� � �� ���������� � �1���� �2�1 ���� ��� ������� �� �� ��������� ����� ���' � ��������� �� � �� ��� ���� �� �� ���� �mexZ/489/− �"�� #�$! ������� �� #3 ����� ��' ��� ����� #. ��� � ��� > * μ4��� 5��� � ����� �� ����� ����� �� �1��� �� � �� �� �� ��� �� ��� ��6 �������' ��� ��� ��������������� �� � �� ������� �� �� � � ������� � ��� ����� 7#$89� � �� ���� ���' �� � � ������ �1 � ' �� ����� � �� �� � �� ���� � ��� ���� ()$8-+! �������� � ��� ����� �� ������� �� �� � � ���� ������� � �� ��� ������ ���������' �� ������������ �� � �� �mexD/1752/c! �������� � ��1 ����� �� ��� ���� � �� ������� ���� � � �������� � ��� ������ :�� ���� ����� � � �2�1 ���� ��� ��� �� ��� �� �� ���� �� ���� �� �� � �� ���������� ��� ���� ����� ���� "�����' � ������������ � �� ��� ��� ���� � ��� ���� (;3*<= � "�� #�$!' ������ � �������� � ��������� ��� �� ��1 ����� �� ������ ��� �� ���� :�� ������� �� ����� � ��� ��� �� �5������� ��� 0����� 5#�$ �� 5#�>�

����������

?���� �������� ���� �� �� �� ���� �1�� � �� �� ����� ��� ��� � ���� 7>$9!����� �� ������ �� �� �� ���� �� ���� ������ � ��� ����� �� �� �� ��� ��� ��� � �� ������� � :@ ����� ��� ���� ��� ���������� 0�� ����� �� ���� �� ��������� ��A�� �� ���� �� ��� ��� ���������� �� ������� ��� ���� ������� �� ������� � � �������� ��� ����� ��� ��� � ���� �������� �� �� ������ �� � �� ����� 738' #>#' #<8' 3.-' 33.9!� 0���� ���� ��� �� �� ��� ������ �� ��� �� ��A���� ������������ ��� ����� �� ����� =��� �� ������� � � �������� �� � � � @�� B @ ����� �� � ����� ��� ����� ������� �� ����� �� ����� �������������������� �� �� � � ���� �� ���� ��!����� ���� � ��� ������' �� ���� �� �� �������������� ����� ���� ������� �� ����� � �������� :@ �� ����� �� ?�������' ��������� ������� ��� �1��� �� ������� ��� �� �� ���� ����� � ��C��� ����������� ���� �������� ����� ����� �� ����� �� � �� � ��� ����� 0�� �� � � �� ������������� ������� �� � �1����� ���� ������ � ������� ���' ���� �� �� �� �� � ���� ���� ����� � � ����� � �� ����' ����� ������� ������� �� �� � � ������� ��������� ��� �������� ����� ����� ��� �� � ������ ���� ��� ��� � ��������' ����� �� ������ � ������� ����� �� ��������� ������ ����� ��������� �� �� ������� 7#>8' 3.-9�� ������� �� �� � ��� ���� ����� �������' ����� ��� ��� ���� ���� ���� � ������������ ��D�� ������� ��� �� �2�1 ����� �� :��� ��� ������� �A������ � ���1������� �� ���� ��� ��� ���� ������ � ����� � ����� ��� ������ �� ��� �� ���� � ����� � ����� ��� ��� �� ������ =��� �� ���� ��� ������ ��������� �� ����� ������� �� �� ������� �� � �� ��� ������� �� �� �� ����� ������ ������� ��� ��� �� ���� �� � ���' �� ��� � ������ ������ �� ���� ������� �������' ��� �� ���' �� ���� �� 7$<9� @��� ��' �� ��� ���� �������� �� � ��������� � �� � �������� � @ ���� 50### ���� ����� �� 73#.9� 0�� �� �������� �� �� ����� �� �� ������������ ��� �� �� �� � � ����� � �� ��������

�� ������� � ��� ����� � �� ���������� �������

�� ����� ��� �� ��� �� ������������ � ���������� ������� ������ ���� �� ����������� ������� ��� ������� ������ � ��� � ���� ����� �� �� ��������� �� ��� ��������� � ���������� ����������� ��� ���� �������! � ���� � ���"� ��� ������� #�"$�%��� � ��������� ���� ������&�� �� ��������� ���������� ������������ ���������� ����������� '�(������ #)*! ��)$� � ���� ��������� ��� ������ ��������� � ������������ ��+����� ���������� ���,��� �� --. � � �� �������� ������� ������ #�/*$� 0����� ��������� � ������ ���� ���� ���������� � ���������� ��1������� �� ��� ������������ ���������� ������� ����� �� 23% ����! ���� ���� ������� ������� ������������ 3� ��� �����(� � ������� 45 ��� ��� ����� ������� 6���������� ��7! �� ���� ������ �� �(���� ��� ��1���� �� �������� ��� �� ������ � �������� ���� �������� �� ������� 23% ������������ ���� �������� ������� ���������� � ��� ��������� ��� �������� ������������� ��������� �� ��� ����� � ������ ��1����� ��� ���� ���������� ������� 3� ��� ��� ��� ��������� ��� ���������� � ���������� ����������! �������������� ������ ��� �������� ������, �������� �8�� �������� ����� �� ��� ������&������ � ��� ���������� ������! ��� ����� �� �� �9( ��� �� ���,����! ��� �8�� ��������� ��� ���������� � ��� ���� ��� � ��������� �����: �� ��������� ����������! ��� ��� ��� �������� ��� �(���������������� ���� 23% ���������! �� ��� ����������� �� ��� ��� ���� ��� �������������� ���� ����������� 4�,�����! blaOXA ���� ���� ���� ��� ��� �� �� ��������� ���� ����� ��������������� ���� ��� ������ ���� ���������� �� ����� � ��� ���� � ������� ������ �������� �������� 3�����! ���� ���,��� ���� ���� ���� ���� � ����� ����! �� �� ��;���� �������� � ���� ������ ����� �� � ���������� ������� ��� ��, � �(����� ��� ��1������ � ��������� ���� ������� ����������� � ���� ������������ <=��� ���>� ���!����� �� � �������� ���� �� �������� ��������8� ����������� ��� �� ���� � ��� ����� �������� ������� �������� �� ��������� ���������� ���� �������! ��� ���������������� � �������� ����������� ��� ��� ���� �8�� �� ��� ��������� � <���> ���������� ���,���� ��������� ������� ���� ������������� �����&��� ��� ��������� ������� �� �� �� ����������� ������� ��� �������� ����� ������� ��� &������ ��������� ����� ����1����! �� �������� �������������������� ��� ����������� ����������� ������ <?8��> ������ ��� ������ ���� �� � �� ������� ������! ����� ��� ��������� �� 1��� ����������� �� ����� ������ ������� ����� �� ��������� @� ������� ��� ����� ����� ��������A��������� ������������ ����������� �� ��1���� �� ��� ��1���������� ���������� ���������� ��� �� ��� ��������

���� �������� � ����� ��

��� �������� ��� ��

���� ����� � ������� �� ������ ���� ��� ���� �� ��� ��������� ��������� ������� �� ��� ������� ����������� �� �� ��������� �� ������ �� �� ���� ������ ��� ������ � ���� ��������� �� ��� �� �������� ������ �� ��� ��������� �� ��� �������������� �� ��� � ��� � ��� ������ ������ �� ����������� ������ ��� �� �! �������� ��� �������"� ��� ��������� � ���� �� �� ���� � ������ �� ����������� ����� �������� ������� ��� ��������� ����������� ���#���� ��� ��� ����� ��$� $�� ���%�& ����� �� ������ �� ���� � ������� ����� ��� �������� �� � ����� ���������$���� �� ��� ���������� �� ��� � �������� ' �����#��� ��� �� ��� ������������� � ����� �� ��� �� ���������� ' ���������$� � ���� �� ����� ��������� ���� ��������� ���� ��$������ �� ����� � ������� � �������� ���� ��� ��� ������� ������ � ��������'� ��������� �� ��� ���� �� ��� ��� ���� �� ��� � ���� ����� ���� ��������� �� ������� �� ������ ���� ������� $������ ��� ��� ����� �� ������ �� ��� �������� ������ ��������� ����� �� ���$�� ��� ���$� ( ������ ���� � �� �����������$� �� �������� ��� �������� �� �$� � ���� ����������� ��� � ��� ��$�� ����������� �����$������ �� ��� �� ���� ��� ��������� �� �������� ������� �� ������� � �� � ������ ���$������ ���� ����� �� ��� ��� ���� �� ��� ������ � ��������� ������� ����) �$� ���������$� � ���� �� ��� ����� � �� ���� � �� �� ��� � ����� ��� ��� ������������������� '� ��������� �� ��� ������� ������� �� ��� ���� �� ��� *�� + ��� ��������� �� ����� �� �������( ,��� -���� �� ����.����&� /��� ����� ���� �������� ����� � ������� ��� ��� ����� ��� ���� ��� ,�� �� ������ ������ �����#��� ����� ���� ����� �0��� ������� /����� 01�!'"� 2� ��������� ���� �� ��� ������� ������ �����)������ ���� �� ����� ����� ��� �0��� ������� /����� 01�!3"� 4����� � ��������� ����� ��� ��$� ������� �� � �� ������� ��� �������� �� ��� -���� �� ����.����&�� ������������ ������ � ��� ��������� �� �� ���$���� �� �������� �� � �� ���� ���������� ������� ����� �� 5 �� ������ 5 �� � ���� ��� ����� �� ������ �� �� �������� ����������6��� ��� �� ��� ��� �� ��� �$�7�&��� ���$��� �� �� ��� � ��� �� �� ����� ������ ������ ��� ������� ������ �� $��� ������������� �� ��� ���������� ���� ���$������$��� �� �� ��� � ���� �� �� �� �� ��� ���� ������ ��� ������ � � � ��������� �� �� �������� �������� �� ���������� ������)��� $������� ������ ��� ����� �� ����� ��������� ���� � �� ������ �� ���" ����� �� ��������� ������� �� �������������� ��� ��������� ������� ��� �� �� ��$� $�� �� ��� ���� ���� �� ���� �&���������

�� ������� � ��� ����� � �� ���������� �������

������� �

����� ��� �� ��� ���� ���� ���

��� ��� �

��� ������

�������� �� ���������� �� ������� ��� ����� ����� ��� ���������� ���������� �� ��������� �� � ����������� ����� �� ��������� �� ��� ������������� ���� ���� �� ��� �� ����� ��������� ��� ���� �� �������� �� ����� �������� ��� ����������� ������ �� ������ !� ��������� ��� ������ �� � ���� �� ���������� ����������� ���� �������� ���� ��� ���������������� ���� ������� � "����������� ����������� �� ��� ��������� �� �� ��������� ���� ��������������� ���� ��������� ��� ��������� ������� ������� ���� ��� �����������

�� ��������� �� ��� ������������� ���� ����� ��� ������ # ��� ���������� �� ��� ������"������ �� k ����������� ���� �� ��� ����� ����� ��"������ # ������ � ��� ������������� � ��������������������� ������������ �� ������ �� � ������� ��� ����� �� ���� ����������� $� %���&� ����� '�$%�( �������� )��� ��� ���� ������� �� ����� �������� ������� � ������������� ���� *������ +������ '���� +%%,-,����� ����� ����( ���+������ +��� '� .�$ ������� ����� ��� �����������(� /���� ���� �� ���������� ���������� ����� 0�� ����� 1!234� ����� ������ $%� �� �������� ��� ����������� ������� ������ ����56�� �" ������������ ��� ��� ���� ��������� �� ���� ������ �� ����� �� �$%� ��������� ���� ����� ���� ��� ����7������ ��� �������� ���������� ����������� ��� ���� ���������� ����� �� �� �������� ���������� �� ������ !� �������� ������� '������ ������ ��������������� ���� ��� ���� �����(�

�� ���� ������� �� ������� ��� ���� �� ��������� ��� ������ �������� �� � ����������� ���� ��� �$% ��������������� ��� �� ����� ������ ���� ��� ������� ��� �������������� %����� ��������� ��� ���������� �������� �� ���5χ�� �� 83!9� �� ���� ��� ������ �� ��� ������������ �� ����������� ����������� ���� ����� ����� ��� ����������� �� ����� ��� ������ ��������� �� ��� ����������� /��� �������� �� ������������ ����� �$% �������� ��� �$%� ��� �� �� ����� '�������� ���� ��������( �� ����������� ������������ �� ���� ������� ��:����� ����� ������� ��� �������� �� ����� ����������� ��� �$%� ��� ���� ��� ����������� ���� ��� ���������� ��� � ���������� �� ����������� �� ����� ��� ���������� .��� �� ���� ����������� ���� ��� ��������� �� � ������ ��83!; �� ��� �������� �� ������� � ������� ���� ���� ���������� �� ,���� ��� �� ������� 83!< �� ��� �������� �� ������ �� ��� ���� ���� ' =.$( ���������� �� +������� ������ �������� � ������� ���������� �� ������������� '>)%�=( ������������ +����

��

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

CACGGCGAGATCGCGGTCTACGACACCATCGTGCGCATGCCACCCG CACGGCGAGACCGCGGTCTACGACACCATCGTGCGCATGCCACCCG CACGGCGAGATCGCGGTCTACGACACCATCGTGCGCATGCCACCCG CACGGCGAGACCGCGGTCTACGACACCATCGTGCGCATGCCACCCG

CACGGCGAGATCGCGGTCTACGACACCATCGTGAGCATGCCACCCG CACGGCGAGACCGCGGTCTACGACACCATCGTGGGCATGCCACCCG CACGGCGAGATCGCGGTCTACGACACCATCGTGAGCATGCCACCCG CACGGCGAGACCGCGGTCTACGACACCATCGTGTGCATGCCACCCG

d > k

CACGGCGAGATCGCGGTCTACGACACCATCGTGAGCATGCCACCCG CACGGCGAGACCGCGGTCTACGACACCATCGTGGGCATGCCACCCG CACGGCGAGATCGCGGTCTACGACACCATCGTGAGCATGCCACCCG CACGGCGAGACCGCGGTCTACGACACCATCGTGGGCATGCCACCCG

d < k

CACGGCGAGATCGCGGTCTACGACACCATCGTGGGCATGCCACCCG CACGGCGAGACCGCGGTCTACGACACCATCGTGGGCATGCCACCCG CACGGCGAGATCGCGGTCTACGACACCATCGTGAGCATGCCACCCG CACGGCGAGACCGCGGTCTACGACACCATCGTGAGCATGCCACCCG

d < k

A. One biallelic SNP

B. A biallelic and a triallelic SNP distant of > k bp

C. Two biallelic SNPs in complete LD, distant of < k bp

D. Two biallelic SNPs without LD, distant of < k bp

������ �� �������� �� �� ������� ���� �������� ����������� ����� � �

������ ��������� ��� �� ����������� �� � ������ ������ ���� ���� � ��� ������ ���������� ��

������ �!� "#� ���� ��� �#� �������� ������� � ���� ��� ������� � �� ����� k �� $�����������

���� �������� ������� #��� ���� ���� �#� ����� �%� "#� ���� ��� � ������ ������ � ���� ���

������� � ���� ���� k �� ��� � ���� ��� �� �������� &' �'� (���������� ����� ���� ��������

������) �������

����� ������ �� � � �� ��� ����

��� ������������ �� ��� ���� ���� ��� �� ���������� ���� � ������ ����������� ��� ��� ���� ����� ���� �� ��� ���� ������� ��� ������� ��� ��� ����� �������� ���� �� �������� ��� �������� ������ ����� �� �������� � !���� "�# ����� ��������� ��� ��� ����� ���� ��� ���� �� ���� � ����� � ���� � �������$ ��� ����� �������� ��� �������� �� ��� ��%� ���� ��� ������ � ���� ��� ������ ��� ���� ��� � ������� ���� � ���� �� �� ������� � ��� ��� ��� �� ��������&� ��� ������� �� ���'� ���� (����)� �� ���� ��� � ������ �� ����� �� ������ ������� ���� ������� ��� �������� �������� �� ��� ������ ����&� ��� ����� �%���� ��� � � !���� "�#� ��� * ����� ������ ������ � ��� �������� ��� ��� �������� � ��� ++ ������ �� ��� ���� ���� &� ��� �%����� ������,-. �� �� ����� ������ � ��� ����� ����� ���� ��������� ��������� �� �%����2k − 1 �� /+0"1� ��� ��� � ��� �������� � ��� ���� ������� ���� � �� !���� "�+����� ����� ����� �� ��� !���� ��� � ����� �%����� �� ��� ���� ��������� �� ������� ����� ��� ������� � �� �� ��� �� ��� ,-. �������� &� ����� �%������ ����������� �� ��� ���� ���� � �� ��� ������ �� ������ ����� � � ��� ����� ��������� ��� ����� d ������� ��� ,-.�� � �� ��� ����� ��������� (2�) ������� ���������� �%�� ������ �� ������� � ��� ��� ���� � ���� � � �� �� ��� ������ ����� ������ /3"1� ����� ��� ���� ������ ������� �� A = {A,C,G, T}� ��� ������ ��������� � ��� ��������� �� ��� ������ �� ������ ���� � � �� ������ p �4�� ����� ����� � ������ p − k � ��� ����� �� � �%����� !���� "�+� ���������� ���

d > k

kk

2k + d

k

5,811,302 unique k-mers 10,819 repeated k-mers Longest node: 494,332 bp

7,533,093 unique k-mers 20,361 repeated k-mers Longest node: 252,871 bp

Shortest P. aeruginosa genome Longest P. aeruginosa genome k=41 k=41

≥ 41

k = 41

k

kk

k

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

�� ��� ������ ������� ��� ������ �� k ���� ������ ��� ����� ������� ��������� ������ ��� ����� �� ������� ������� ����� ��� ���� �������� �� ������� ������ �������� �� ��� ���� ���� �� ���������� �� ��� �������� ����� ! "# ��� ���� ���� ������������ �� ��$ ����� ��� � ������� �� %%& �� ������ � ������� '� ��� ��(���������� �� k ���� )) �� %) ��� �������� ������ ���� �� �� ������� ))���� �������� k = 11 '� ������ ��� ������ �� ��� k ���� �� ��� *����� ������� �� ��� �����+���������� , ���� ��� ���� �� ���� �� � ������ ������ �� ����� �� ������� ��� ������ -������+����� � ������ ������� ����� ���� ���� +��� � ����� �� ������� �� ��� ������ ������ ! ! ���+� ��� ���� ������� �������� ��� ��� �������� .& /"*�0 ��� ������� .1 &2*�0������� ���� �� �� ������ � ����� +��� k = 41 ��� ������� ����� ��������� ����� ������� ������� ���� �� ��� ������ +��� �� ����� �� ������ ") �� �� ���� ������������� ����+ ��� ����� �������� ��� ����� �� ������ ���� ��� 3 ����� �� k� ������ ����� �� ����� ��� ������ +��� ���� ��� ��������� 21 ������ +��� ���� )) ������� ��� ������� ������� +��� k = 41 ��� ����������� ������� �� � ������������������� ��� ���� �� �� ��� �� ��� ������ ���� ���� k ���� ���� �� ��� �������� ��� �� � 45 6137� � ���� �� ���� ���������������������# ���� ����� ��� ���� k ���� �� ��� ��� ������� )8 �� ������� ������ 9��� ����� ��� ������� ����� ����� ��� �� ��� �� ������ ��� ������� �� ����������� �� ����� �� ��� ������� +� ��� ��� ��������� ���� ����������� �� ��� ��������� �� ���+��� -������ +� +����� �� ������ ����������� +���� ������� ������� ��� ������ 6)%37

Ratio of levofloxacin resistant strains

0% of R 100% of R

Allele frequency

100%

~0%

De Bruijn Graph for gyrA gene

������ �� �������� �� �� �� ���� ���� ���� ��� � ����� �� �� ������ �� ����

�� � k = 41� ��� ����� �������������� �� ��������� �� ���������� � ���� ���� ��� ���������

��� ������ ��� ����� �� ���� ��� ��� ������ ��!� ��� ��� ������� �� ���"����������� ������� �� ����

��� ��� ������ ������

����� ������ ��� ������ ��� ���� ����������

*������� ��� �� ����� �� ��� ���� �� �������� ����� �������� .��:�� ������ ��� 0��� �(�� � ���� ������������ ������������� 623� )&)7� ������ ��� ���� ������� '�

A) Multiple alignment of gyrA QRDR region

C) Graph view of the unitigs

B) Alignment of corresponding DBG unitigs

247 258

247 258

* Nucleotide atposition 247 and 258

284294

284298

925039

1365688

2177320 2341719

350182

21189782118979

350181

1365689

2097352

284297

284299

2341720

1831920

18319181831919

2097353**

*

2085472

Ratio of resistant strains

0% of R 100% of R

Allele frequency

High frequency

Low frequency

Annotation

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

��� ���� ������� �� ��� ����� ��� �� ��� ������ ������� ���� ���� ������� ��������������� ������ �� �� ������� ������������� � ��� ����� �� ���� ������� ��� ������� ������� �� ��� ��������� ��������� ������ ��� ������ ������ ���� !���������� �������" ����� !�������������� �������"� �� ������� �� ��� ����� ������� � ��� ������ ���� ������������ !���� �� ���� ���������� ��� �������������� �������"� ���������� ��� �������������������� �� ����� ������� ����� ����� �� �� ��� ������� ��������� ���������������#�� ������ � ������� �� ��� ����� �� ��� ������ ��������� ��� ���� �� ��������� �������� �� � ������� ����� ��� � ��� ���� ������� �� ������ ���������� ������$ ������� � �������������� ���� � �%& ��� ���� � ������� ����� ���� '� � ��������%&� �� ����� ��� ���� ����� �������� �� � ������� ����� ���� �� �(����� � �������� � ��� �������� �� ����������� �� ������ )�*� +������� ��� �������� �%& �(��� �������� ��� �� ��������� ��� ��� � �� ����������� ������� ����� ��� ����������� ������� ����� ����� ���� �������� �� � ��� ������ ,���� ���� ������� -./� �� ����������������� )*0 !������������ �� ��� �� �������� 12" ��� )31 !�� �������� 10" ��� ���������!��� �����" ��� �� ��� �� ���������� ���� ����� �� ����� ���������� ��� ������� 4→#�� �������� )*0 �� ��� ��������� ���� ��� ������� �� �������� )31�#��� ����� ����� ���$ �������� ���� �%&� ���� �� ��������� �� ����$ �� ��������������� ���������� �� �������� &5'-� 6����� ����� � ������ ���������� � ���������������� ��� ���������� ��� �%& ����� �� ��� ����� ���� � ���� ����� �������� ������ ���������� � ��� ���������� �� ��� �������� �� ��� ���� ��� 7�������� �� ������� ��� ���� �� ������� ���������� �� ������� ��� ������� �������� �� ��� � ��������� � ������

����� ��� �� � ��� ��� ��� � �����

' ������ ��������� � � ������ !��� �%& ����� �� ��� ���� ��� ��� �� ��� �������� � �����" ��� ��� � �������� ������� �� ���������� ��������������������� ������������� ���� ��� �� ��� � ������� ������ ��� �������� #��� ������ ����� ��� �� ���������� � ������������� #�� ��� ������� ���� ��� �� ��� �������� �� �� �� ��� ��������� ��� ����� �� �%&������ ������� ����� 892� :;)� :1<=�%������ ��� ���� �>���� �� ������ -./� ��� ������ �� � ����������� ��� ����� ������ ���������� ��� ���� ������� �� �� ������� �� ��� ���������� ��� �� ��� ��������� ���������� ������ ���� ��� ��� ������ ���� ������ ������ )�3 ����� ��� �����%&�������� �� � �� ������ ��������� � � ��������� ���� ���� � �������� ����� #�� �������� ��� �������� ���� �� �������� ������ ��� ����������� -./� ��� ������ �� ��� ���� ��������� �������� � � ��� �������� �� � � ���� ��� ��������� #�� ��������� �� � ����� ������ ����������� �� � ����� ������� ����� ��� �� � �������� �� �� ������ 2� �� ���������������� ��� ����� ����� ���� ?��$��� �������� a ��� b �� ��� ���� � ��� ������� ����σ ������������ ��� ���� � ��� ���������� ���� ���� ��� ���� ��� ��������� ��� ���� σ′

������������ ��� ���������� @������� �� ��� �������� ������� �� ���� ������ � ���� ������� ��� � �������� ����� ��������� σ′ ������� +�������� �� ������� ������� �������������� ��� ��� ������ �������� �� � ������ ��������� ����� ��� ������� � ��� ���������������� ����� a ��� b �� � ����� ���� ��������� �� ��� �����������,���� A��-����� ���� �� ���� �� ������� ��� �������� �������� �� �������� ��� � ����������� ��������� �� ��� �� ��� � �������� ����� ������� �� ��������� � ���� ��������������� ��� ���� ��� �� ���� ������� � ������� �� ������� � ���� ���������� �� � ������ ��� ����������� �� -����� ������ ������ -)�2� #��� ��� ��� ���������� ��� �� ������������ � ��!;B" �������� ������� ��� ����� C ������ ��� �� � ����� A��-���� ������� �� �� ����� ������� ������������ �� ��� ���� ��������� !?����� �� ����������� �������

a b

scorei = |(Rupper,i − Supper,i)− (Rlower,i − Slower,i)|,Rupper,i Supper,i

Rlower,i Slower,i

i

kk = 41

k = 41

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

����� ������� ����� � �������� ��� ��� ��� ��� ����� � ��� �� �������� �� ����� � � �� � �������� �� �� ������ ����� ������ �� � ������ � ������� ������ �� ��� � ��� � ��� ��� �� ����� ����������� �� ���� ����� � �� ��� ��� � ��� �������� �! ��� ��� ������" � � �������� ��� � ��� �� ����� ��� ������� ����� �������� ��� � � ��� � ��� ��� ���� #��������� $�� ��� � ������� ��#$�� ������ ������� ����� � ��� ����%��� �� �& � � �����������" � �������� � ������� � ����� ���� ��� ������� ��� � �������� � ������� � ���������� �� ������ � � '�������������������� �� �� �� ��� � �������� ���� � ��������� !�� ��� ��������� ��������� ��'� � ��� ��� ����� ���� � �� �! ��� ����( �! ���� $)*� �(���� � � +,- �! ��� ����� ��"�� !������ ���� � &(� �.������ ������ ����� ����� ���� �� ��� ����/�(��� � ��%��� ������� �� ��� ������ !����� �� �������� ����� �� ��0 �� ����� ��� ���������� �! � ��� �.��� �! ��� � ���������� � ��� ��� ����� � ������ �'������ ��� � � ��%������ ����� ��������" ��� ��� �!��� ��� ��� � ��� 1� 2�� �'3������� ���� �� ����� ��� � 45� �� ����� ��� �������� �! ������� ����� �� �� & ���� ����� �6� ������ �� �������� ��� ��������! ���� ��� �� �������� ��� �� �� � ����� �� ������� � $������ ���� ����� $ �7���� ����� ����� � ������ � ����� � �! ����� �'������ !�� % �� ����� � �� �!��%��� ������� �� �4����� 8�9�0 ��� ����� ����� ���!��� ������� �� �������� 9,-�! ��� % �� ����� � ��� 3������ ��� �������� ��� ����� �� ����� ���!��� ��� ���������� ��� ���� � � % �� ����� � ��� �� ����������� ���� ��� ����� �� � ���% �! ������� �� ����� �� !�� ��� ���� ���� � �! : � � ���� � �� ������ �� ���� ��������� ��������" ��� �������� � ��� �� ��������� � ������� � ������ ��������� ����� ��� ��� �� ��� ��������� � 4�� ���� �������� " �� ���� �� &� � � ��� � � �� ��������� ��� �� �� �� �� ����% ������� ��������� ��������� ��������� ������ ������������ " ������� � ��� � �������" � ������� � �� ��� �(� ��� ����� ��� ��� � ���%��� ������� � ��" ���� ���%��� �� ������ �� �2���� � !�� ��� ���� ���������� �.���� ������� � ��������� ��������� ;< =" � ���� �������� �.���� �� ����� ���� ������ 3������" ���� ���� �� ��������� �� �� ��� ��� ������" ��� ������ ��������� � �� ��� ���� � ���� �� �%� � !��� �������� " �� ����� �� ���� ����� ��� ��� ��� � �� ����� ��� ������ !�� ����� ��������� �����" �� ������� � ������'��� ��

��� !������ � � ������� �������� ��� �51>'���� ���� ����� !�� ���� ������ ������%0 ��� ����� � ����( �� ����� !�� � �� '�51> �� ����� �� ?��$�����" � �������� ��@���� �� � ���� ������ � ��� ��� � ������� �� ��� ���� �! � �� ����� ���' ������ �� ������ ��� ������ �! ��� ��������� ��������� ��������� " � � ������ �����'�������� � �������� ��� � ��� � !������ � � ��� � � ������ � ���� �! ������ �&�� � � ����� � ��� �� '�51>�

���� �������� ������ �� ����χ�� ������ ��

��� ������� ����� �� � ����χ�� ������

����������� ����� ����� ����� � �������� ���� ��� �� �

������ �� ����� ������ ����������

�� ���

����������� ����������� �� � ���� � ����� ���� ��������� ����� ����� ��������� ������ ��� ����� ������������� �� ��� ���� �� ����� �� � ���� ������ � ����� ������ ������ �� ������ ������ ��� ���� ���������� �� ��� ��� ���������� ����� �� ����� � !� � ��� ���� ������� ������ ���� � �"# ������ ��$����� �������� �� ��� ���� �� �� ���� � ��� � ��� ���� �� ��� ������ � ���������� ��� ������ �� �� ������ �� ����� ��� ������ ������ �� ��� � ��������� ���������� �� ����� ������ ��� � �������� �� ��� �� �� ��� ����� �� ��� �� ��������� �� �������� �� �� �� ��� ����� �� ��� �� ������������ ��� �� ����� � � ������������� ���� ������ ��������� ����� �� �� ����������� ������ �� �� � ����� � ��� �������� %� &����� ���� � '�� ����� �������� (����� ������ �� ��� ���� ��� �� ��� ������ ����� �� ���� ��� ��� ����� �� ������ �������� ��� ����� �� ������ �� ������� ������� �� ���� � ������� �� ������������� )� �������� ��� ������ � �� ���� ���� � ��� �� ���� �� ���������� ������ � * ��� ��� ����� ������� �� ���� ��� �� ��� �������� �� ��� ������� ������� ����� �� � ��� �� �� ����� �� ��������� ��� +���������� ���� � �� ���� ������� ���+� �� ��� ������ �� ������ ����� ���� �������� ����� ���������� �� ���������� �� � ���� �� �� ��������� ��������� ����� ���� ����� �� �������������� ��� ��� ��� ��� ��������� ,�� ���� �� �� � �� �� ��� ���������� ���� ���� ����� ���� �������� �� ��� ��� �������������� ������������� ����������

��������

����������� �� � ���� � ����� ���� ��������� ����� ����� �������� ���� ������ ��� ����� � �� �� ������$����� ��������� �� ����� ��� �������� �� ��������������� ��� ��� � �� �������� � ��� ������ ���� -./01� ,�� ����� ��� ���������� ��� ����� ��������� ��� �� ��� ������� � �� �� � ���� ������ � � ����������� ������� ����� 2����3 �� � ������� ������� ���������� �� ������ �� � �� ��� ��������� ��� ��� ����� �� )����� ���� ��� � � ���� �� � ������ ���� ��� ���� ���������� �� ��� ��� ������� ����� �� ����� ���� �� ��� ����� � �� �������� �� ������ ������ �� ������ ��� �� -4� /4� 0.� 0/� .541����� ��� �� �������� ��+������ �� ������� ����� � ��� ��� ��� ���� �� ��������� �� �"# ��� � ��������� ������� �� ���� �� �����+��� �� � �� �� +���������� ���� � 6�� ������ �� ��� ���� � ������� ������ ���� ��� ���� ��� ������������ 7 ���������� ����� ������� ��� ������ ������ ��� ����� 7 �� �� ����� ���� ��� ��� ������� ���� ��� ������ �� �� ������ �� ,�� �������� �� ��� ���� � ���� ���� ����� ����� ������� �� ������� ������� ��� ������ ����� �� �� �� �� �� ������ ���� ��� ���� ��� �!� � ��� ���� ������ ������� ����� � � ������� ��������� ��� ���� ���� �������� ������ �������8 ��� ���� �� ������ �� ��� ���� ��� � ��������� �������������� �"# �� ����� ��� ��� ���� ��� ����9 ���� ������ ���� ��� ����

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

��� ��� �� � �� ������� � �������� ��������� �� ��� ������ ��������� �� ������������� ������� ���� ��������� ���� � ���������� ��! � ����� ��������� ���� � "�� ������������� � �� ��� ���� �� ��� ���� � ��� ����! �� ��� ������� �� ��� �� � ������� ��! �� ��������� ����! �� ������� ������� ��#����! �� ����$����� ���� �������� %�� ������ �������������� & �����!��� ���������� ��! ���������� ��������� ������� ���� �� �� ��������& ����� ��������� ��� ���� � #������ �� ��� �� ����� ���� � ���!��� �� ������! ���� ������� ���� �� ����� ��$� ��! ������� �'()� *������� ���� ���� �� ������� � ��������� �+�� ������ ����� ��! ����������� ��������������� �� ������� ��������� ��� ��#����! "� ������� ��� ��� ��������� �� ���� ������� �� � ���!��� ���� ��� �� ���!�!���� ����������� �� ������� �� ����� ����������! �� ��� ���!��! ����� ��'� ������� �������!���� ������ ���+�! �� ��������������� �� ������������� ���������� �� �� ������! �� ���,��!��� ������� ��! ���� ��� ����! �� ���������� ������� �� ���� �������������� �����#������ ���� !����!� � ��� �� ��� #������ �� ��� ��������� ���������� %������ �� ��� �����! ����� ������ ����� ���!��� ���� ����������! ���� �� �� ��������� �������� �� ���#����� �� + ��� ���� �� ������ � ��#������ �� ��� ���� � ��' '-�� .��������� �� ���, �� ����,����! ���������� + ��� ��� ���� �� !������� ���� � !��������������� ��#������ �� ����� ��� ������� � ��������� ���� � �� ����� ���������� * �/������� �� ���� �������� ������� �� ���� ��� �� ��� �� !������� + ��� ��������! �� � ����� ���� �� ��������� ���� � ������ �������� ���� �� ������� �� ���!�!���� ��! ���!��� ������ ���� � ��� ��#���� ���� �� � ���!� ��! �� ������� �� ������� �������������� *���� �� � �� � �� �� ����� ���� ��� ����� ����� ������! �� + ��� �� ������ ��!��!��� ������ ������ ����� �� ����������! �� ������� ����������� + ��� ���������� ���� ���� ������ ��� ���� �� ���������� �� !������� ���� � ��������� "��� ��� ���� ��� �� ����!����� �� ��������� �� ��������� 01*� �� ���� �� ���� #������� �'�2 '23� 4�� �������! �������������� �� ����! �� �� �����! 5� 6���/� ������ �37� 85609 �������� ��!��� ���! ��� � � ���� � ���� ��� �'�� 77�� ��! ������� ������� �)� ''3� *�� :��!,������ + ��� ���������!��� �� ��� �� � ���� ��#����� �� � ��� �� ���� �� �������������! �� � ������ ������ ���! ���������! ���� � ��!� �� ��� ����� "�� ��!���� ��� �� �����! 560 ��������� �����!� � �������� !��� !����!��� �� �������� �� ���:��!,������ + ��� ���!��� �� � ���������� �!����! �� ��� ����� ����������� �� ��� ���� �� 1� ���� �� ���� ����� ��� ����� ����� ��!�� �� !�:�� ������� �������� ��� ��������� 01*���!��! ���!� �� ��������� � ��� �������� ����� ��� ������ �� ��������� ��! �+� ��� ����������������� ���� :��!,������ + ��� 1� ���� ���� ��� 560� ��� ������ ���������� ����������� �� � ��� �� ���!�!��� �������� ����! �� �� �����:������ ���������! ���� ������������������ ���������� 1� ���������� ����� �!�������� ����� � ����� �� �� �������� ����������� ������� ���������� ����������� �� ���� �������� !����

�������

1� ���� �����!��� ��� �������! !�:������ �� ���� �� �������� ������� ��� �� ��������$����� ����!��! ������������ ����! �� ��������;������� ��<

� ���� �������! �� ����� ��� ������� � ��������� ���� �

� %���!,������ + ���

1� ���� !����� ��� �� ��� �� �� � 01*� ������� ��! ��� �� ������ ��� ������ ����

�������� ����� ���� ��� ����� ����� �� �� ������ ������

560� ��� !������! ������ ������������ �������� ������� � ��� �� ������� =��� �����:�������� 560 ��!�� ��� ��� ���#�� + ��� ��������! ��� ��� ��#������ ��! �� �!�� �� !����

���� �������� ������ �� ����χ�� ������ ��

TTCGC

TTCGA TTCG

TCGC

TCGA

TTCGCTAGTA

TTCGATAGTA TAGT

CTAG GCTA CGCT

ATAG GATA CGAT AGTA TTCG

TCGC

TCGA

TAGT CTAG GCTA CGCT

ATAG GATA CGAT AGTA TTCG

TCGC

TCGA TAGTA TTCG

TCGCTAG

TCGATAG

A) Fork pattern

B) Bubble pattern

C) Compressed graph

������ �� ��� ����������� ��� ��� �������� ��� �� �� ����� ����� �����! �! "� �

��#��!$�� �%������ &� � ��� ������ '����� �!( ����� � "� ���� &� ������ (�)�� "* ����

� � "��� �!( &� �" ��! � +��� �� ��! ,� "� � "��!$��� �+ �� +��� -��! �! �� �����( �����

����� � �!( ��� $��� �� � "�""�� �� ��! �������! �!� ���� �� ./0 � � � �� ��!��� �� �� �+

�� ����� ��� $����$ �( 1 �� �����!�!� ����� $�! ��!� +�&�� !�(�� �������! �!� ��!��� �����

'�!� ����� &� ������ �!( &� 2����� �!� ��( �+ ���%�! ������ "�+��� $����$ ��! �����$ �(

!�(�� ��%� %����"�� ��!� �

������� ��� ��� ��� �� � � �� ��������� �� �� ��� ����� �� �� �������� �� �� �������� ���������� � �� �� ������ �������� � ����� ��� ���� �!�� ��� ��� ������������" � ���������� �������"� ���!����� ����������� �� ��" !�������� ����� ��������� �� ��� # $%& ��� � ����� ���� �� '��� (�� ��� ������� ���� ������� �����(�� " '��� ��)����� " ��� ������� �����(�� " ���� ������� '���� ��� ������� ������ �� � '��� �!����� �(� ���� '��� �� ��� �(� '��� ��)�� " ���� �� �� (�� ���� � ���' ������� �� �� ���� �*����� +�,#�� ��� �� ����� �� �� ���' -�������� ���� ��� ���� '���� (� � ���� � � �� ������� (�� �(� ����� �� ����� ����������������� �� $%& �*����� +�,��� .������� �� ����� ������� �� ��� �� �� ���������� �� � �� (�� ��� ���� ������ ��� �� ����� ��� ��� �������� � ���������� ���� ��� �����(��'� /� ��'� ��� � ���� �� ����� �� ����� � ������� !������ 0��12�.����������"� ��� ���� ��� � ��������� " ��� ���� � ������ ���� �� ���� �'��� ������� ��� �� ��!��� ����������� ��� ��� ������� ������ ���� ����� ��������� ���� ��� ���'�� �� ���� ��� �(� ���� ����� /� ��������� � ���� (������� �� ������������ ����� �� ���" �)��� ��������� ���������� ����� '��� (�� ��������3� ���� ������� � ��������� ���� ������ 045� 55� ++�2� /�� �� ���� �� ����������� ��� ��� � ����� �� � �����"�� �� !���� �� ����� �� ��)����� �������� �� ������� ��������� ������ ��� ��������� ������ � (��� � ���� ��� ������"������ �*����� +�,6�� .� �� ���������� (� ������ " ������ �� !���� �������� '����������� (�� � ���� �� �� ��������� �����7���� ��� ����������� ������ " �������3� ���� ������� �� $%&� ���� ���� ��� �������� '���� (� ������ �� �� �������3� ���� ������� �� ��� ������� ������ �� $������ ������ �� ��� ����������� ���� �( ��" ��������8� �� �� ������!������ � ����� ������������� ��� �� �������3� ���� ������� �� � �� ����� '����� �� $%& ������ " ��������� ������ � ��������� �������

�������� �� ��� ���������� �����

��� ������� (�� � ������ ����� �� !��" ������ ������� ������� !������ �� ���'��"��������� ��� ��������" ������ � �� �������3� ���� �� $%& ��������� " ��������� ��

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

kmer collection

Compacted DBG

Genomes

A) Similar genomes (aligned)

B) Polymorphic genomes (cannot be aligned)

������ �� ��������� � ������� � ����� ��������� ��� �� ����� ������ ��

������ ��� �� ���� �������� ������ �� ���� � ��� ���� ����� ��� � ���� �����������

�� ����������� �� ��� ��������� ���� �� � ������ �������� �� ��� �� � ��� �������� ���������

!���� � ��� ������ ����� ������� ��� �� ����������� ���� �� ��������� �� ��� �������� "��

�� �������#�� $��� ��� ������ ������� ��� ��� ���!� ���$��� ����� $���� ��� ���������� �%

���&�� !���� ����� �������� ����������

���� ������ ����� � �� ������� ��� ����� ����� ������ �� ��� ����� ����� ������������� � ���� �� ������ ������ �������� ��� ������ ������� � ��� �������� ��� �������������� � ����������� ���� � ��� ������� ��� ��������������� ���� � � �� ���� ���� ��� ������ � ������ ������� ������ � !����������������� ������ "��� ���������� ���"��� ���� �"� ���������� � � ���� ������� �����

#� ��� ������� � ��� ��� � � ������ ����� "�� ���� $%& � ������ ������ '������ (�)#*� ��� �� � ���� "�� � �" ������ ������� + ����� ������ �� ��������� �������� ����� ������ ���� �� �� ����� ������ �� � �� ������ ������"�� $%&� ,� ��� ����� ����� ��� ��������� � ����������� ���� �������� �� ���������� ���� ���������- ��� ���� �������� ��� ��� $%& �� �.����� ����� ������� ��� �������������� ���� ���� �� ����������� ���� �������� �� $%& +��� � ���� + �� ��� �������� ��� ����������- ���� ��� ������ � ��� ������ ���� ����� ��� ���� �������������� ������������ "���� �� / ��������� ���� �����

# �������� ���� ������� ������ ������ ��� �������� � ��� ������ ��������������� '����� (�)�*� ��� �� �� � �"�� ��� � ���� �� ����������� ����� ������������� ������ $%&� ����������� ���� ��� ��� ���� �� �������� �� ������� ������ ������ � ��� � ����������- ��� ���� "�� � ���� ����� ��� ��� ��� ��� ������������� ������ '�� 0������ ���"��� ������*� ���� ��������� �� ��� ��� �������� ���� �������������� ���� ���� ��� ���� �� �������� ��� �� ��������� ��� ���� ��� ����� ��� �� ���� �� �� ���������� ���� ������ �� ���������������� ���� ��� ���� ������ ������������� ����- ���� �������������� �������� �.����� + ���� ��� ����������� ����� ��� ������ � ��� ����� ��� �� � ������ ������ � ������ ��1������ '2�*� 3� ��� ������� ��� "���� ������ ���� ����� ���� � ����� � ������ ���� �� ��������� ����� � ��� �� � ��� ���������������� ������ �� ��� ����������� ���� �������������

3� �� ���� ���� ��"�� �������� ��� ��� � ���� "���� ���"��� � $%&����������������� � ������ ������� ��� ��� ���� �� � �� � ����������� ���������������� 3� ����� � � ������� ������ ��������- ����� � ��� ������ "��� ��� ��������

���� �������� ������ �� ����χ�� ������ ��

������ ��������� ��� �� �������� �� ������ ���� ����� ����� ������� ����� ��� ��� ���������� ���������� ���� ������� �������� �������� �������� �� ������� ��������� ��� ���� �� ����������� ������ ���� �������� ������������� ��������� ��� ����� ������ ���� ������ �� ��� ����� ��� ��� �� ��� ������� ��� ����� ����� ������� �� ��� ������ �� ���������� ���� ���������� �� ����� ������ �� ������ �� ��������� ������� �� ����� ���� ��� ������� !� �� ����� ����� �� "������������ ����� ��� �� ����� �������� ����� ��� �������� ��� �� ����� ��� �� �������

������ �� �

#��� ������ �� � ����������� � ����� �� � ��$����� ��� %" ��������� &���� "'�()� �������� �� �� ������� ��� �� �� ��� �� ������ �� "���� ���� �� � ����� ��� ������������� �� ����� ����� ����� ����� ���� �� �� ������ ��� � ���������� �� ��� ����� �� ������������ ������ ������ ���� � ����� �� �� ����� �� ��� ��$����� ���� �� ��� ������ ������� ������ �� ��� ���� *� ��� ��������� ����� ���� �� � ��� ���� �� ������ ' ��$����� �������� ' ��$����� "+,� �� ������ �� ���� ���� � ������ �� ���� ����� ��� ' "+,� ���� ������������ �� � ��-� ������� !� ������ � ��� ���� �� � ��� .���� �� ��� ��������� ��� �� ��� ��� �������� �� �� ���� ��� �� ��� �!/" ����������� �� �������� ��" ��������� &����� "'�( ��� "'�0� !� �� � �� 12 ��� ��� ���� �� ���� ����� �� ������� ����� �� ���� �� �� �������� �� ����� ��� ��� ��� ���� �� ��� ���/ ����� ��� ���� ����������� �� �!/"� !� ���� �� ������ �� �� ����� �� ����� ��������� �� �� !������� ��� �$��� �� � �� ���� ������ �� "������ ���������� ����� ����� ����� ��� �������

�� ��� ��� �������

������� ���� �

!� ���� �� ���� ���� � ������ ����� �������� ���������� ������ �� �� � ��������� �������� ����������� ��� � ������ �������� 3�� n �� ��� ����� �� ������� ��� ���%����� ������� ���� �������� ������ ��� ������ �)� !��� ������� ��� �������� �� ����� � % �������4������� �� � ����� �� � ����������� ���� �� ��� ������) ��� ��������������� ��� ���������� ������ �� �� �� ��� ��������� �����5

Yi = Xiβ +W�i α + εi, i = 1, . . . , n, %'�')

���� εi���∼ N (0, σ2)� σ2 > 0� &�� ��� ��� �� i� Yi �� � ������ �� ���������� ���� ��������

�����5 6 ��� ���� ����� ������� ��� 2 ��� �������� ����� %��������� ��� ������������)�������� Xi �� 1 ���� ��� ��� �� ��� ��� ����� ������ �� ��� �� ���� �� 6 ���������� !������� ��� ��� �� ������ ���������� X �� "������ ���������� ������� ������ ��� �����β �� ��� �$��� �� ��� �� ���� � �� ��� ������ �� Wi ∈ R

l �� � ������ �� ��������� ��� � ������ �������� α ∈ R

l �� ��� �$��� �� ���� � ������ ������� �� ��� ������ ��!� ������ �� �� � ������ ����� ������ ���� � �������� ��� ��� ����� �� �������Yi ��� ������5 �� ����� � �������� ����� �� ���������� �� �������� �� �������� �������������� ������������ 7��� ������������ �� X ��� W ������� ������ ��� �� ���������������� � ���� ����� ������� ��� ��� �������� ��������� 8�� �������� ����� ������� �� ��� ������ ��� ������ ��� ��� �����*� ��.����� �� �� ������ �� ���� �� ����� ������� �� ��� ������ �� ���������� ����������������� ����������� &������� ��� ���� �� ���� � X� �� ���� H0 : β = 0 ����H1 : β �= 0 �� ����� %'�')��� �� ���� ����� ���� ��� ���� �!/" ��������� ���� � ���� ������������ ��� �� ��������� �� ��� �$��� �� ��� � ������ ������� �� ��� ����� ���� ������ 922� '6:� '';<� &������ ��� ����� � ����� �������� ���� ��������� ��������� ������ � ������� ��-����

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

�� � ������ ������ �� � ����� ������ �������� � �� ��� � �� ������ � �� ��� �������� ���� �� �������� ��� ��� ���� ����� �� � ����� ���� ��� �� ����� ��� ������� �� � ������� � ������� ��������� ������ ��� �� ���� ������ �� �������� ���� ���� ���� � ����� � ������ ���� � � ��� ����� ����!X ∈ R

n×p� � ��� p � � ������ �� ����� �� "��� #� ������ �� $����� �������

��� ����� �� ��� �������� X �������� � ������ �������� ������%� � ���������� ��� ����� �� �� ������� ��� ���� ���& #�% �� ���������� #��% '!�� �(�� α��� #���% ������ �(�� α� )������ X = UΛV � � ������� ����� ����������� #$*)%�� X� �� �� W = Uq # � ����! ������ �� � '� q ������ �� U% �� � '!�� �(������� ��� W = UΛ �� � ������ �(�� ������ +�� � '� �� ������ �� �������,����� ��� H0 ���� � ��"��� ��� ���� �� +�� � ������ �(�� ������ �� �� ������ ������������ �� ���� � � H0� ��������� � ���,������� ��������� ���,��� W � -�� � ����� ��� �(�� � ���� .������� �(��/� ������ ������ �� ���������� ����! W � �� ��� ������� �� �������� � � ���� � ����� ���������� �������� � �� �������� � �!������� ���� �� � ��������� ������& ����� �� ����� ������� �� ������ ��� ����� ����� ����� � � ��� ������� ����� �� ��������� �������� � � ����� �������� �����

���������� ����� �� ��� �������

0�� ���� �� � ����� � � ������� � �������� �� ���� ����� �� �� �� '!��,���� "��� ��� �������� �� ������������ �������� �� �� �� �� ���� � ��������� '!��,���� "��� ��� ����� � 1,����� ����� ������ ��� � �������2�������� "���2����� �� ����� 3�� #1�1%� 4��� ��������� �� ������� �� � ��������5�� ������� �� �� ������& ������� �� ������ �� � "��� �� ����� �� � ������� � �� �!��� ��� ������� � � ������ ����� X ∈ {0, 1}n� �� Xi = 1 �� ����� i � � ����� ������ # � �� ������� ��� ���� � ����%� 0 � ������ 6��������� ����� �� ����� � �� � ������ ����� � � ����� �� � ��������� �� � ������� ��� ��5� � ��(������ �� � ����� "��� �� ����� �� �������� )�(����"��� �� ����� ��� ������ �� ��������� �� � ��� ������ ����� ������ ����������2������ ����� ���� � ������ � � ���� � ���� ������� ��� � ������ ������ ����� #�������2������ ������ �����%� �� ����� � ���" ������ ��� ����� ��� � ������������ "��� ��� ����� ��� ���� ������������7� '!��,���� "��� ��� ����� ���� � � ��� � �� ����� ����� #����������� ����� �� {0, 1}n% ���� � ������� 8������ ����� ����� ������� #� ���% ���'!��,���� "���� ��� ��������� ����� '!��,���� "��� � ��������� �� ��� #�����%������ 9 � ����������� � � �� ����� ��� ��� �������� �� ��������� ���,���� � �������� ��� � �� ������������ � �� ��� �� ������� � ��� � ��������� ��� �� ������ ���������� �������� � '!��,���� "����3���� ����� �� � ���� ��������� � � ����� ������ �� '!��,���� "���� 4����� �� ��� ���� ���� � ����� ������ ������� �� )-9 � �� � �� �� ������� ������� ���� �� ��� ������ �� � �����& �� � ���� �� ��� ��� � � ��� ������ � ����������� � � ������� ������ � ����� � ���'������ ���������� � ����� �������� ������ ����� ���� ������ �� ��� �� ���"��� � � ��� ��������� +�� �!������ � $-� �� +����� 1�: ��� �� ��������� �� ��� ���� "��� #�����% � �� ���� ������������ ��� ������ � � � ������ �� � $-�� ;�"����� � ����� ��� ��������� �� ���� � �� � ����� �� ��� �� � ������ �� �� ��� �� ��� 8� �� ��������"��� � ����� ��� ������ ���� '!��,���� "��� ��� �� ����� ��� ������������������� ��� ��"� � ���� ����� � ��������3�� ����� �� ��� �������� ��������� � � ��� ����� ������ �� ����� �� "����

���� �������� ������ �� ����χ�� ������ ��

�� ����������� ��� �� � ������� �� ��� ���� ������� ������ ���������� �� ��������� ����� � ���� ���� ���� ���� ��������� �� � �� �� ��� �� �� ��������� ���� ������� �������� � ��� ����� ���� � ����� ������� ��� �� ��� �� � � ��� ���� � �������� ��� ������ ��� ��������� ��� �� ����� ��� �� ������� ��� ���� �� ������� � ������ ������ ����� ��� �� ����� �������� ����� ��� �������� ��� � ���������� ��� ��� � ���� ������ ����� ��� ��������� �� � ���� ������� �� ��� �������� ����� �� ��� ��� � ����� ��� � �� �� ��������� ��� ���� ! �� ��������� ����� ��������� "��� ���#��� �������$ �� ��� %������ ��������� ������ �&�' ('!)*� + ����,� ������ �� ���������� � ���� �� ��� �� ��������� ��� ���� ��������� ������ "���� ������������� ���� �$ ������ ���� ���� ������ ��-���� ������ ��� ������ � �� ���� ����� ��� ��-���� ������� ���� ��� ������� � ����� �� ��� ������ �������� ��� ����������� �������� �� ������ %������ ����� � � ����� �� ���� �� ,���� �� ��� %������-����� �� ���������� "#� ) #. )�))'$ ��� ��� ��� ��� ��� ������ %��� ��� ��/%0'&� '1� '2� '3� '� &'� 4'� 1' ��� 5' ���� +�� ������ ,6��#��� �� %���� ��� ����� ��-����� ��� ���� ������ ����� ������� �� ��� �� ��� ����� ����������� ����� (''4* � ����� �� �������� ��� �������� �� ������� �� ���� %��� ��� �� � ���� ������ �� ��� ��������� � ��� ������� �� %�������

�������

�� �� � ����� �� ! ������ �� �� ��������� ������� � �-��� �������� ���������������� �� ����� ��������� � ��� ��������� ����%� �� �� ����� �� �6���� � �#���� �������� ��� ������ ��������� ����� � ���������� ��������� � ����� �� �7���� �������� ��� ������ � ��� � ���� �� ��� ����� ����������� ������� �������� �������� ��������� �� ���������� �� � (3!*� ��� ����� ����� ��� ������� ���� ������������� ����� ������ ������ ������/ ��� ��89��6 ��������� "�0 '3$ ( ))* ������ :���� ��������� "�05&$ ('54*� ������� ���� ��-����� �� ;����� <��- 1))���������� �� � ���,�� ������ �� ��� ;��+=>� ��������� ('5'*� ��� ��������� ������ ����,����� �� ���� ��� ��������� ���� ( ))*� ���� ��-���� ��� �������� ����������� �� ?.�; ��� �������� ����� :@A?+ 32523�+������ ��������� ���������� ���� ������� �� ����� ����� ������ ��������������� B;�CD ����� "��89��6� 8����#�EF����� G�����$� ��� ������� �� � ����������� � �� ��������� ��������� ����� ��%��� " !)H ! ������$ ��� ����I�6���"''2H ! ������$ ( ))*� + ����� ������� ������������ "8;.$ ���� ��� ��� ����#���� ��� ��� ��� ���������7�� �����H������� ������� .����� ��� ���������� ���������;������ ".��;$ ������ ���� ������ �� ��� ��������� ���� �� �������� ������������ ���#����������� ��� ������ � �������� �� ( ))* ��� (3!* ��� ���� ��������� �� ��������� ��� ���� ��������

��������

�� ������� ��� ������������� ������� �� �� �� �� G���� �� ����� ���� ���� ���� ��+�� ���� ���� �� ��� �������� �� ��� ����� ����������� �� ���� ���������� ���� ����� ���� �J����� �������� ��������� ���� �� ������ ��� �� ���� ���������������� � ��� ���� ���� �� ����� ������� ���� ������ ��������

������� �� ��� �� ����� �������� ���� ������

K������ ��� ���� � �������� ������ ���%� � �L���� �� ��� ��� ����� ������������� ���������� ��������� ��� %����� ;� � ������ ����� �� ��������� ������� ���������

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

��� � �������� ������� � �� ��� ����� ��������� �� ���� �� ��� �� � ���� �������� ���� ��� ��� �� ������ � � ��� �� ���������� � ��� ��������� ��� ������ �� � �������� ���� �� ������ �� �� �� ���� ������� ��� ������������ �� � ��� ����������������������������� �� ������ ���������� � �������� ����� �� �� ��� �������� ���������� ������ �� �������� X ��� �� ������� ���������� ����� �� ��� ������� ��� � ��������

����� �� � � � ������� Y � �� X̃ �� �� n × q ������ � ��� ����� ��� � � ��!��������� "�� �������� ��� X ∈ R

n×p � ��� ����� ���������� �� ������� ������!�#���� �� ������$� β �� �� R

q ������ �� � � ������������� ������� �� ����� � � � �������Yi �� ��� ����� i ���� � ���������� ������� ����%

Yi ∼ B(πi), πi =1

1 + e−˜Xiβ−Wiα. "&�'$

(���� � �� ��� �� �������� ��� ���������� �� ��� ��� � )������� *�������� + ������������� ")*+$ ���� ��� ��� �� � � � ��� ��� ��� ��������� �� ������� ��� ��� ���������, � �������� �� ����������� ��������� ��� � � ���� � �� ���������� ��� ���� ���� ������������ �� ����� ��� �� � �� � ����� ��� � ����� �� ��� ���� ��������� ����-!� "&�&$ ��� �� ����� ����� �� �� � ������� ���� � �� �� � � ���������� ����� ����". /$ �� � ���� �� ���� ������ �������� �� ������� �� � � ����� ���� � �� ���� ��� ����������� �� �� ����� �� ��� ��#�� ���� ������ � � �������� ���������������������� � � ���� �������� �� �������� ��� � � ���� ����������� �� � � ����� *�� � �� �� ���� � � ��������� �� ���� ���� � �� �������� ��� ���������� ��� � ��������� �� � � ������� ���� -!� "&�'$ �� ��������� � � �������� �� ������� ���������� � ��������(���� � � ��� � ������� ���� ��� ��� ���#���� ��� ���0������ ����������� �� ��������� � ������ ����� �� �������� �� #���� ������� ������������ �� ���������� 1234"���������� � �������� �� �������� ���� ��������$ � �� �� �� �� �� �������� ���� 5�� �� ���� �� �� ��� ���� � � ���������� ���� �� � � ��������� �� �� ��� � � �����#������� �� � �� �������� ��� ��������� ����� ��� �� ����� �� � � � �������% ����������� �������� ��� ��� �� ��#�� �� ��� #��� ������� ����������� �� ���������� 6�������� � ��� ��� ��� ���������� 5������ �� )*+ ������ �� � ������� ������ �� �������� � ��� �������� ���� ",7)$ 8 ���� ��������� ��� ���� #���� ��������� 8 �� � ��������� � � ����� �� ��������� ���� �� � � ��� �� 8 � � ���� �������� ���� ������������� ��� �� ����� ����� �#����� 9�������� ��� ������� ������� "� �� ��� ��������� �������������� �� �������� �� ��������� �����$ �� � ��� �� ���� ����� ��!���� � ������� ������� ���� ���� �� �������������% �� � ���� �� �������� � ������� �� � ��� ������������� �� ����������� �� �� ���� ��� #���:����� � �� ���� �� � #���� ������� ��������������� � ���������� ���� ��!���� �������� 1234������ ���� � � ��� � ������� ���� ��� ���#���� ����������� �� ��� � � ������������ �������� ���� �������� ��������� �� � ������� �� � � ����� �� #���� �� ���������� ��������� �� �������� ������� �� � � ����� #���� "����� ������$ ��� � � ������������ � �� � � ���� ��� ������� ���� �� ��!� �������� ��� �� ��� ��������� ������� #��� ��� ����� �������� "��� ������ �� � � ���� ��� �� ��������$� � �� � ��������� ���� � �� ������� � � ����� �� #���� ��� ������ � �� ���� �� �� ��������� ���������� � ����� ���������� �� � �������� ���� ��������� , �� ����� ��� �� ���������� ��� ��������:������� ������� ����������� �� �������� ������ �� #���� ��� �������

������ ����� ��� �� ����� �������� ����� ��� �������� ���

, � ������� �� �������� �� ������� ����� � � � �� ����� � ������� � �� � ����� ���� ����������� ������ �� ���� �� ������ � �� �� ���� ����� ������������� ������� ��������

���� �������� ������ �� ����χ�� ������ ��

����������� �� �� ��� ������� ��� ����� ��� ����������� �� ��� �� ��� ������� ��� ������� ��� � ����� �� ��� �� ���� � � ������ �� � � ��� �� ������� �������������� ����������� �� �������� ���������� �� �� ���� �� ������� ��� �������� �� ����� ����� ���� �������� ���� �� � ����������� �� ��������� ���� ��� ���� ������� �� ����� �� ���������� �� ������ �� ��� ����� ����� ��� ������� ������ �� ��� �� � ������ �������� � ��� ������������

�� ����� �� ������� ��� ����� �� � �� �� ���� �� �������� ��� �������� ��������� !�� ��� ������� � �� �� �� �� ��������� ��� ��������� � � � ����� �� ������������ � �� ��"����� ���� ������ ��� �� � ��������� � �������� ��# ��� �� ��� ��� ���������������� �� ��� ������� �� ��� ������ $ �� ����� � �� ���� ��������� ����� ���� ����� � $ ��� �� ���� ����� �� ����� ������� %�� � ������ ��� ��� ��� ����������� �� ����� ����� ��� �� ����� ����� �� ��������� ���� � ��� ������� &������ ��� �� ����� �� ���� ������� � �������� ��������� �� � ���� � ���� �� ��� ������ ��"����� ������

!�������� �� � � ��� � ����� ��� ����� �������� %���� ��� � ���� �� �� ��# ������� �� ������ � � �� ����� ���� ��� � ���� �� � ��"����� ������ �� �� ������� ��% �� '�()� ������� ��� ��� ����� ���� ������ ���� ���� ���� ����� �� ��� �� � �# � ���� � ��� ������ %������ ��� *+, ����� ��� �� ������� ������ -./0 ��� ���� � ��������� ���� ���� �� ����� � ��������� ��� � ��� &�� ������� *+,� �� ������ �� ���� �1�� �� ��������� ������ ���# ������ ����� ��� ��������� �� ������ ���������� ��# ����� &��� ���� ���� �� ���� ������ �� ��������� ��� ��������� �� �������� ������������� ��� ����������� ��� �� ��� � ��� ���������� ������� � ��� ���� ��� ��� �� �� � �������� ������ ���� ��� � �� � ���� ��� ����� �� �� � � ������� �����������

2���������� �� ������ � ��� �������� ��� ������ �"��� �� ���� ��� ,3!� ��� ���� 3����� ������� ��� ��� ����������� �� ����� ��� �"��� � �������� $ ���� ��� �������� ���� ��������4������� ������� ���� �� �� 5*� ��� �� � ��� � �������� 3� � ����� � ����� �� � � ������� *+, �� ��� �� ����� ��� �� �� � ��� ���� ������� ��� ��� � ��� ������� �1� �� 3� ����� �� ��� � ����� �� ��� �"�������*+,� &�� ������������� �6��� ������� ����������

� �� ��� �� ���� ��������� �� ��� ��������� �� ��� ������� ��� ��� ��������� ���"������ ��� ������� �� ��� ��� ��������� � �������� ��� ��� �� ��� ������� ���������� ��7���� ��� ��� �� �� ��� ������� � ����� ��� � ����� ���������� �� �������� ����� ��������� ��� ��������

� ���� ������ �� ���� ���� ��������� ���� ��� �� ���� ������ � ������ ������������ ��� ���������� &�� ������ � �� ������ � ����� 8���� ���� �� ����9����� �������� �6�������� ��������� ���� �� ��� ��� ���� �� ���� ���� �� �������������� � ��������� �� ���� ��� ����� �����������

� &�� ��� ���� ��� ����� �� ���� ������ � ��� ������ ��� �� ������� ������������ ���������� �� ��� �� ��� � ������ &���� ���������� ��� �������������"������ ����� ����� � �� �� ���� �� ����� ����� �������� $ ��� ������������ ���������� ��� ���������� �� ����� ����� �������� ���� ��� ��� ������ �������� ����� � ��� ������ :� ��� ����� ����� ��� ����� �� �6�������������� ���������� $ ������ ����������� $ ����� ��������� �� 5*� ������������� ���������� ���� ������ �� �� ������� � ��� ���� ��� �� �������� ����������� �� �� ��� ��� ����� ��� �� ���

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

GWAS on uniquefeatures

[for amikacin]

Retrievecorresponding fixed-length kmers (1222)

Retrievecorresponding unitigs

(47)

Build 5-neighboringDBG (8 connectedcomponents)

Select the mostassociated features[15 lowest p-values]

Knowledge:- nb of regions- type of variant

Annotate 8 genomicregions

Annotate 1222 kmersequences, withoutprior knowledge

������ �� �������� � ��� ����������� ��� �������� �� ����������� ���� ��� �������

�������� ��� �������� ���������� �������� ��� ����� ������� �������� ����� ��������� �������

��� ����� ������� ����������� ��� ���������� ������ �� ������� ���� ����� ��� !" �������

���� #$��%������ ����� &����� �� ��� ���� �� �������� ����������' ��� ������ �� ���� ��(������

�� ��� ������� ��� ������ �$����� ����' ����� ����� ��� !" ������� �� ��� �� ���� ����

)� ������ ��(������ ��� ��� ���� ���* �� ��� ������#�� + ������� ������� ��� � ������������*

��������������

���� �������� ������ �� ����χ�� ������ ��

�������

�� �������� � ������ ������ �� �� ���������� � �������� ��� ���� ����� ����������� ��� ����� �� ���� � � ������ � � ������ ���� ������ ���������� ���� �� ���� ��� � ������������� � � ������ ������

��������� ��� ����� ����� ��� ������ ���� �������� ������

�� ���� � � � ����� ���� ����� � � � ��������� � � � � ��������� �� �� � ��� ��� ��� �� ������ �� ���� � �� ����� � � ������� �� ����� ������!��� � "#$ ������� � ��� � � � � ������� ��� ��� ���� ������� �� � ��� ���%������� ����� �� � �� �� � � �� & ���'�����% � ���� �� ����� � ������% ��� �� ���� � ������ ��� � ����� ��� ������ ����� ( � �)*+% �� ��� � �� ���� � ������� �� ������ !,- . ������ *+ .$� �� � ���������% � ������ � ����� ��������� ���� ��� �� � �� �����/� ��� ���� ������� ���� ��� ���% ������� ���� ������ ����� � ����� �� ( � �)-*% �� ���� 0"�+ . ����� ��� "�" . ������� . �� ���������%����� � � (����� "�** � �� � �� � ���������% � ������ � ����� ��������� ������� ������ � ������ ������� �������������� ����% ����� � (����� "�** � �� � ���������� � ����� ������ � �������1����� �������� ��2� 3 ������ � �'��� � �� � ������ �� ( � �)-*% � ������ ���� ������� �� +- ��� � � ���� ����� �� *0,#*4 �� � ��� ��� ��������� � � ���������� � � /���1���� ���� ���������� � ��� � ������� � ������ �� ���� ������� ��� �� ��� ��� � �� ������ � � ��� ������ � ������� ��� �� � ��� ����5���� & � (����� "�** ��������� � � ��� � � ��������� � ����� � ������ ��� ��/��� � �� � �� ���� ������� ��� ��� � ������ ���'����� !.�($ �� � � !��������$� (����� �� �� ��������� �� ���� � ���������� ����� �� ��� ������� ������������ � ������ ��� ��� � ���� ��������6������� ����� � � ����� �� � ��� ���%� �� ��� �������� � �� � �� � � ����� � ������ ��� ��� /����� � �� � ������ ������� �� � ����� �� ��������� ����� � ������ !��� ����$� �� �������%�� �� � �� � �� ��� ������ � � /���1���� ����� �� � � ������7 � ����� ����� � � /���1���� ����� ��� ����� �� � ������ ����� ��� �������2�� �� � ������ ��������� �� � ������ �� � ������� � � � ������ � /���1���� ����� �� ��������� �� � ������ � ������ �� � � ���������� �� �������� ���� ����� ������ � ���'�� �������

��������� ���������� �����

�� ������� ������ ��� �� � ������� � ����� � ��� 8'� !"�,$ �������� �������� � �� �� ���� ������ ��� ����� �� ��������� ��� � ��� ����� ��������� � � � ����� � �������� ��� ���� ��� ��� ������� ������ � ���� ��� ������ � ������� ��� �� ���� � ���� ��� � ������ ����� X ���� �� � �� ����� � �� ���������� ��� ���� �� � ������ �������� ����� ��� �� ��� � X = UΛV � ��� �� W = UΛ�9�� /�� ������� �� ������� �������� � ���� ���� ��� �� � � ����� � �:�� �� ������� ��������� !� �� ������ ��� ������� � ������� �� ������� �������$ ����� � ��������� �� � �� � ������ �� � ���� ������ X� ;� �������% �� � ��� �� �� �1������ !���� ����� ������ � ���$ �:��� . �� ��� �����% �� � ��� ����� ��� �� ������ ���������� ��� � �������� �� � � ��� ���� � � ������ ��� �� ������ �� � ���� ��� �� ��� � ��� 8'� !"�"$ ��� �� ���������% ����% ��� ��� � ������� �� ����� � � ���� ( � �������% � � ��� �� � ���� � �� ���� � A ���������������� ��� ��'����� �� � ����� � � � ����� ��� �������� �� ����������7 �

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

nodes

C) Frequency and unicity of kmers/unitigs

A) Number of kmers/unitigs B) Kmers/unitigs length

k value

Count(inmillion)

13 17 21 31 41 51 61

010

2030

4050

6070

80 k mers

MAF < 2%duplicatedused in GWAS k mers nodes

Percentageoffeatures

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

k value 13 15 17 19 21 31 41 51 61 13 15 17 19 21 31 41 51 61

unitigs

unitigs

unitigs

������ �� ������������ � ��� � ����� ��� ������ �� ����������� ����� ����� �� ������������� �� ��� � � � ��� ���� �� k � ��� ! ����� ��� �����"������ ������������ �� # �� ��������� ����� ��� � ��� ���� � � ������ � ��� $ ����� ��� � "��"������ �� ����� �� ������� �����"��� �� ���%�� "����� �& ���� � " ������ �� ��� � �

���� �������� ������ �� ����χ�� ������ ��

����� ����� �� �� �� ���� �� ������ ������������ �� � ������ ������ B �� ������ �������� �� ����� �� �� � ����� ��������� �� � ������ ������ ��� ������������ ������� � �� � ����� ���� ���� ��� ������ B� � ����� ��� �� �� ������������ B �� �������� ���� �� ������ �� A� �� � �� ���� �� ������ �� ���������� ��� � ��� � � ��� ������ � ������ ������� � B �� � �� ������� �� ������� ������ ����� ���� ������� ��� ������� ������� ���� ������������ ��� ������ � ���� ���� � ���� �� ��� �������

�� ������� �� ����� ��� �� � �� � ��� ������ �� ������� �� W �� ������ ��� ���� � ��� ����!� � ����� α� �� l = 2� "� ���� ������ � # � ������� �� W �� ���� � �� �� � ����� �� � �� ����� �� ��� � ����� � ����!� � ���� α �� � $%&'�� �(�) ���� � ������� �������� �������� � ��� � ��*�� �������� ���������

�� � ��������� � ��� �� +� �� ����� ,- ������ ��� �� � �� X̃ �� �� ��� ������� ������ ��� ������ j ∈ 1, . . . , r ��������� � ����!� � ����� βj � �� �� ��� �������� � �� ��� �� � ���� �� ��� ��� � �� � # � ��� ������� �� W ����� ��� ��� ����!� � ����� α � ��� ����� �� �� ��� ������ ����� ��� ������ ��� �� � ���� �� ����� � #� �� ������ �� �� � ����� ��������� �� ��� ��� ���� ��� ��� ������ �� � ������� � ���� �� � �� ��� ������ � � ���������� � ��� ��������� � ��� � ��� ���� �� �� ��.��� �� � Wα � � � �� ��� ����

eβj � � #��� � / �� ��� ��� ��� +� ���� ������� ����� (0- ��� �� � �� X̃ ��������� ������� ����� �� � βj = 0 ���� �� � ������ �� r = 300 �� �� ������������ ��������� � ��� � ��� ���� � ��� ���� ������� ���� �� �� �� �� ��� �� � ��� ���� ������ ������� �� W ��� ��� ��� �� �� !� � ����� 1������ �� � �� ���� �� � �������� �� � ��������� ����� �� �� ����!� Wα � / ���� � ������

����� �� � |X̃jβj| �� ��� ����!� � βj� �� � X̃j ������ � j� ������� �� X̃�

+� �� ����� � �� �� ����� �� �� ����� ��� �� ���� ���� �� 2����� �������

��� �� � ��� �� � ��� ��� 1� � #��� ���� �� ������ �� ��� � # � ,-������� �� W � ��� �� � ����� ���� �� ����� �� � ����� � ��� � W �� �� �������� +� �� �� � ,-- �������� �� �� ���������� ��� ��� � 3������ 4�� ����5� ��� ���� �345 �� �� ��� ������� � ����� �2��������� � 1��� � 2(�/ � ���������� � �� ��� ���� �� ������ �� � ��������� � ��� � �� �� � ��� ���� � ���� ��� �� ��������� �� � �������6 �� ���� ������ ���� ��� �� ��!� � ����� ���� ��� �� �� �� � ����� �� Wα ��� ��.��� � ������ �� �� ���� ��� ����� � ����� ������� ���� ��*��� � ��������� � ��� � ��� ������ �� ������ ��� ���� � ���� �� ������� �� ��.�����

4� ������ ����� �� �� ���� � ����� �� � ���� �� � � � �� ���� ��������� �������� ��� �� � ������� ����� �� � ������ �� � ���������� �� ������� ������

��� �� X �� W � ����� ������ �� X̃β �� '�� �(�) � �� �� �� ��� �� ������ � ���� ��������� �� � ��� ��� �� ������ ������� �� ��� ������ �� ��������� �� ��� �� ��

� ������ X̃� ��� ��� ����� �� ��� �� � �� ������ ��� �� � � �� �� ����� �� ��������� � ��� �� ���� ������� �� ����� �� �� �������� �� ���� �� �� ���������������� ��� � � �� �� ���������� �� �� ����� �� ����� �� � ��������� � ��� ���� ��� ���� � ������� ���� �� ������ ��� �� ��� �� ��� ���� ���������� ���� � ��� �� ����� ��� �� � ����� �� �� ������ �� �� ������� �� ����� ��� �� ���� ���� ����� �� ���� � �� �� ����� � ,- �� ��� ������ ����� ��� � ��� ��� �� �� � ���� �� W �� �� � ����� ���� ��� �� ��� α ����� � !� �� +� ������ ���� �� ��� �� �� � � ������ ����� �� ��� ,-- ��� ���� ����� ��� ��� � 345�� ��� ��� ���� �� ���� �� � ������� ���� �� �� � � ������ ����� ��6 �� ����� �� � ��������� � ��� � ��� ����� � ���� � ���� �� ��� ������� �������� � ��� � ��������� ���� ��� � � �� �� ��� ���� �� ����� ����� � � �#������ ��.����

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

��� ��������� ���� �� ������� ���� ��� ��������� ���� ��� � ������� ���������

���������� � ��� ����

�� ���� ���� �� ������� �������� ���� ���� ����� ������� ��� ���������� ����������������� �� ���� �����

���� ������ ��� � �� ��� �� ������ ��������

�� ��������� ������ ���� �� ������ �� ������! ��� ����� ��� "����� �� ��� ������� ���������� �� ��� ����� �� W ���� ��� ������ � #$%&� '� ��� ��� �� �������!��� ������ ��� ����� �� ���� � �����(��� ��� �� ����� 0.01! ������� ��� ���������� "������ ������ ���� 0.01 �� ��� ��� �� ����������� ��������! �� ��������������� ����) ����� ���� �������� ��� � ������� �������� �������� ��� �� �������� ����� ������ ������������ �� ��������� �� ������� �������� ��� ����� ������ �� ������� ��������! ��� �������� ���� �� ������ �� ��� ��� �� �����������*�� ������� �� ��� ������� ��������� ������ � ��� ��������� ���� ��� (��� ����������!����� ��� � ������� �������� ��� � ���"+��� ��� α �� ���������, ��� ��������� ���β̂ �� ���� ������������ ���� ��� ��� ��������� ���� ��� � ������� �������� -��� ��� ����� ������� X ��� Wα. �� ������� �� ��� ������ �� � � ������� ��� �����

��� β̂ �� ���� ������� ��������� ���� Wα ��� ���� +��� ����� ��� β ��� ��������/����0������! ��� ���� ������������ ��� ��� ������ ����� ��� (��� �������! ������� ���������� ���������� �� �� ��������� ������ ����� /�������� ��� ��� � ��������������� ������ ���� �������� �� β̂ ��� �������� ������� ��������� ���� ��� � ����������������/���������! �������� ����� �� ������ �� ��������� ��� �� ��� � ������� ���������� ���������� ���������! ������� ������ ��� 1��� ������������� ��� ��� �� ���������������� ����� ������ �� ��������� ���� ��� � ������� ��������! �� �� ��� ���������������� ��� ���� ��! �� � ����� �23 �� ������ �� � ���� ���� �� ����0������������� �� ��������� ��� ��� ��� ��� ��� ����� �23� ������ �� ���� ���� ���� ��� �����!�������� ��� ��� � ������� �������� ���� �������� ��� ��������� ��� �� ��� ���������������! ������� �� �������� ���������� �� �� ��������� ������ �����*�� ������ ��� � ���� �� ������ �� � ���� ���� �� ���� ��������� -�� ��������������� ���$ ��� ���� ���� -�� ��������� ������ ����). ���������� �� ��� ��� �� ��� � ������� �������� �� ��� ������ �, �� ��� ������� ���� ��� ��������� ��� ��� (������ � ������ �� ��� ������ �� � � ������� ��� ��� �� ���� ���������� ������� ��� ������ �� ��� ����

���� ������ ��� � �� ��� �� �������� �������

*�� �������� �� ������� ��������� �� ���� ���� ��� ���� ����� ���� � ������ ��

����� �������� ����������� ���� �� ��������� ������� �� ����� ������ ������ �� 4� ������� �� ����������� ������� -�� �����. ����� �������� ��� ����� �������� -�����������"����� ��� ���� ����� ����� �������� �� ��� �� ������� �� ���� ��������� ����"�� ��.� 5������ ��������! ���� ������ ���� ��� ���������� �� ��������� �� ������� ��" ���� �� (���"������ ����� �� ���� ���� �� ��� ���� ��� �� ������6������ ���������� ��� �������� �� ���� ������� ���� ������� ����� ��������)� �������! ������ ��%� ����� ��� *37 ��� �������� �� ����� ����� �������� ��� ���������������� �� � ������� �� ��� ������ �� ����� ��� ������� ����� ������� 8 ���� % ��106� '� ����� �����! ���� ����� �������� ���� �� ������ �� �� ����� ����� �������� ���������� ����� ��� ����� � ����� ������ �� ��������� *�� ������� ������ ��� ������

���� �������� ������ �� ����χ�� ������ ��

TPR vs nb of positive kmers/unitigs for amikacin resistance

False positive rate

Truepositiverate

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

unitigskmers

Number of positives (in million)

������ ��� ���������� �� �� ������� ���� � �� �� ������� ������� � ��

��� ������ ��� �� ��� 106 ���� ��� ����� ����� ������ �� �� �������� ����� ���� ����� ���

���� ��� ���� � �� ����� ���� � ����� ���� ����� ������� �������� ���� �� ����� ����� � ���� �� ���� ����� ����� ��� � ����� � ���� �� ���� ����� ������ �� ����� ��� ���� ���� ���� ����� ���� ���� � ������� ���� ��� � � ������� �� ������ ��� ��� �������� ���� ���� ���� ��� �� ������� ��� ���� ���� �� �� �� �������

�������� �� �� ����� ���������

�� � �� ��� ����������� ��� ���� ��� � ������� ��� ����� � ��� ����� ����� ���� ������ ��� ����!�"��� �������� � ������� � #����� ������ �����

��� �� ����� �������� ����� ��� �������� ���� $�� ��� ���������� �� %"�� �&������������ ���� �� ���� ���� �� �� � ����������� ��� � ������� ��������� �� '( ��� ��� ������ )���� ** ��� ����!�"���+ �� *** )���� *,*+ ����� ��� ����������� ��� �� ��� �� ���� ��� �� - )����,+ ��������� ��������� ���� ��� ��������� ��� �� � ���� � ���� �� �������������� )# ����������� .� �� #*�- ��� #*�/+���� ��������� �� ��� - ��������� �� �� ��� ������ ������� ��� ��������� ����� ������� ������ � �������� 0������ ��� ��� ������� ��� ���� �� ���� ������������1 ���� ���� ���� ��� ��������� ��������� �������� ����� �� ��������� ������������ �� �������� �� �������� �� �������� ���� �� ��� , ��������� �� �� � �������!�"��� �"������� �������� #23 � ���� ����� ������4���� �� ���� �� ���� ��� ���� ���������� � ��� ���� )����� ����+� ��� ���� ���� ��� ������� � ��� )���������������+ ��� �� � )����� ���������+ ����� �� ������ ��� � ����� ������������ � ����!�"��� ������� �������� ����� ���� �� ������ ����������5 �� �� � #����� ������ ����� ��� �� ����� �������� ����� ��� �������� ��� ���� ��� ��������� ��������� �� ��� �� ��� ��� � ������� ��� � �� ���� �� ������������ ��� ����������� ����� �� �� %"��������� ����� �� ����� , �� ���� ���������

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

���������� ��������� �� ������ ����� � � �� ��� �� �� �� ������ ����� ������������� �� �� ���� ��� �� � ���� �� � �� ������� �� ��� � ��� ! ����� �� ! �� ��� "���� ���������� �� ��� ������������� �� �� ������ ��� ���������������� ��#$% ���� ��� &� �� ���� � ��������� "���� �!�'�� ����������� ����� (�������� ����� �� ��� ��������� �������� �� � ��� ���� �� ���� ������� �� ������ �� �� � ���������!� � ������ ��� �� � ��� ��)������ � �� �������� �� ��� !��� ������ �� * ��� �����"���� �� ��� �����"���� +� ��� ������ �� ���� ��������� ����� ��� �� ��� ,������ ���� �� ���'� ���� ��� ���� �� ��� ��� ����� "���� �������� "� � !� ������,�� -."���� �������� �� ����� ��� "��� ��' ��� ������ ���� -��� �� � "� �� ��� �� � '����� ��������� ���� ��� ������ �� �� ���� ���� ����� /��� �� � ��0��� ��� ���������� ��� �� �� ��������� �������� �� ��� �� ������ ��� ������ ����� 1 ����� ��� ��������&������ �� ���� ��������� ���� ��� ���� ���� ��!� �� �� � ��� ����� �� ����������� ����� %%2 �������� ����� "���� �������� �� ������ '��"� �� �� ��!��!�� �� �� ��������

������ ��� �� ��' ���� 3�"�!��� ��� �������� �!��� ���� �� ��� ��� �������� �� ��� ������� ��� � ������ � -. "����� ���� �������� �� � ��� ��� �����������2��������� 4 �� � �� ������ ��#$ �������� -.� �� ���� ������ 5�'� �� ��� ���!����%%2 -. �� ����� � �� �� ����� ����� ��� �� ���� � ��������� �� "���� ���� ����� ��������� �� ��� � �� ���������� �� ������ �� �� �������!� ����!��� ��� (�� ���� � ������������� ��� ���' "���� ��� � ��� ������ �� ���� �� �������!� ����� � ������ 1 �������� ������� �� � ���� ������� ��!� �� �� � ��� ,��� �"� ���������� ��������� ��� "����'��"� ���% 4� �� � �2 6� &�������� ������ ��������������� ������ 7848�� (������� ����� �� ����������� �� ���� "���� �� ��� ������� �� ��� ������ ��� � � � ��9 ��������� ������ ��������� '�� ��:�������� ����� ��� 3 ��������� '�� ��:88�� (��� ����� � �� ����� ����� ��� "��� ������ ��� �� ��!�;�� ��� ��� ��� �� �� �� 54 "��� � �� �������� �� � � �� ������ � �� ������ ������ ���������������� ��#$< ���"� ��������� ��������� "��� ������ ��� ����� �������� �� ���� ���������� ���������� �� � ���� ������ ���������� � ������� �� ����� ��� ����� �� ��!��!���� ��� �������� �!���� (��� �� �� ��� � ����� �� "��� ������ ��#$%� "���� ���� �� ��� ���� ���������� �� ������ "��� ��� ��0�� ���' ��!��!��� ��� ��� �� ��� ���� ����� (�� ��������� ���� ����� �� ������������� �� ��� ��� # � ������ � � �� ��� �3�=� �� ����� "����" � �������� ��������� � ����� ��!��!�� �� ������ ��� >��?� @�� ��������� ���� ���� ������ "���� �� ����� "��� ���� ��� ������ �� ��������� ������� "���� � '�� �� � ���� ��������� �� �� � ��� �������� � ������ ���������� �� � ������ ���� �� ���� �� ����������� �� �� ����������(�� ������� �� ��� ��������� ����������� �� ������ ��#$2 � � �� ��������� ������ ����� �� �������� �������� +������������� ���� ������ ���� ��� � �� �� ������� �������� ����� ��� "��� ������ ��� ������� �� ����� -�� �� �� ����� ������� ������ �� ��� ��� # ���� ��� 4<A !��" ���������� ���� ���� ���� � ���������� (��� � ������� �� ��� ���� ���� � ������ ������ ��� ��� �� �� ��� ������ ������� �� ����� �� � �� ������9 ���� �������� �� � ��� �� ���� � ������������������� ��������@�� ���� �� �� ��� �� ������ �� ������ �� '��� �� �!��� "���� ������� ������� ����� ��������� �� ���� ������� �� � ������� -.� � ���� � ���� ��������� ������ �� �� ��������������� �� ��� ������� �� �� �������� ��� ��� �� ��� ��0� �� ��� ������� �������� ������B� �� � ! �� ��� �� ��� �������� ������ ��� ����������� �� ��� ������ ��������� "������� �� �������� � ��� A��� ��������: ������ �� -.� � ���� �� ��� � ������� "�������� �� �!���� �� ��������� �������� �� ������������� 6!�� ������� �� � ���� ������

���� �������� ������ �� ����χ�� ������ ��

������� ��� ����� �� �������� ������ ��� ���� � � ���� ������ ��� �� � ����� �������� �� ��� ��� �� ����� �� �� �� ���� �� �� �� ������� �� ����� ������ ���� ����� �� ������ ��� � ������ �� ����� ��������� ���� �� ���� ���� ��� ��������� ������� ���� ���� �� ������ �� ��� ���� �������� �� ���� ��������������������� ���� ���� �� � ! �� �� ���� ��� �� �� ""# ������� ����� $ ��� ������ � �� �� ������� �� �� ��� ���� �� ����� ������ �� �� � ����� ��� � �������� � �� � ���� �����% ���� ��� � � �� ������� �� �� ���� �� �������� �� ����� ���� ��&��'���� � ���� ��������� ��� ���� � ���� ��� ������ �� ��� �������� (������ �� ����� �� �� ���� ������ �� �� ������� �� � ����� � ������� �� �� �(�)*�� � �&������ � ���� �������� � ��� ���� ���� � ���� ������ ������� �� �������� $��� ������ �� ����� ������� �� ��� ��� �� � �� ������� �� �� � ����� � ������ � ����� ������� �������� �������� �� ���� �� �� �����

����������

+� ���� �� ����� �� ��� �� � ��� ��� �,��� ���� � �������� ������ � ���� ��� ������� � �� -+"�� .�� ��� ��������� � �������� ���� � �����% ������ ����������� ��� ��� �� ����� ������� ��� � ������ ���� ����� ����� ���� ����������������� ��� ����� �� �� ������� ���� �� ������ ������� � ������ ����� ���� /��� �����'��� � ��� ��������0�� �� � � !� �� ����� �� �������� � ������ �������� ������� ����&��'���� � ������ #������� � �� ������� � �� ���� 1�&���� ��� �� ���� �� � ���������� � �������� #������� � �� �� ��� � �� ���� ������� ��� ����� � � ���� ���� ��� �� �� ����� �� ������ � �� � ��� �� ���� � �� ����� �� �� ���� ��������� ���� ������� � ������ ��� � ��� ��� �� ����� � ��� �� �� ���� � �� ���������& �� ��� ����������� �� 2��3� �������� �������� ���� ����� ������ �� � ��� ��� �������� ���� �������� � �� �� ���� �� �� � �� �� ����� ������ �� �� � � ����� ����� �� ���� � 4&������� � �� �� �������� ���� �� � �� �� �������� � ��� �� ���� ��� �� ���� ��5���� ������ ��� ��� ������� ���� � !� � ����� ���� ����� �����+� ��3� �� �� ���� �� ��� �� ��� ��� �&��'���� � ����� ��� ���� ����� �� ���� ��� �� �� �� ����� ��� � � ��� /����� �� ��� ��� �� ��� � � �� ��� ����� ���������� � ���� �� �� ������� �� ���� ����� ���� �� ��� ��� ���� ��6� �� ���� � ����� ����'����� ��� ����� ���� ���� ��� � �� ���� �������������� �������+���� ����� �� �� ��� ���� �������� ��������� ����� ��� ����� ������� �� ����� �������� �� �� ��� ����� ���� ��� ��� �������� ��6��� �������� ��� �� ���� ����� ���� ��1� ��� �� �� ����� �� ������ ���� ����� ����� 7����� ��� �� ��3� �� �� �2- ����� ������� �� �� ����� ��� � � �� �� ��� �� ��� ����� ��� ���� �� �� ����� ����� ��� �� � ��� ���� � �� ������� � ��6���� ����� ��� �� ��� �� � ����������� � ����� ��������� ��� ���� �� �� ��3� �� � �� ������������ �� ����� �� ���������� ���� �� � ��������0� �� �������� � ��� � �� �� ������ ������� �������� �� �� �2-� ����� � ������ ����� ���� ������ �� ��3� ���� �� ���� �������� �� �� �� ���� /��� ��� ���� �� �� � ����� ����� ���� �� �� ���������� ��� ����� �� � ����� ��� � ������ ���� ����� ���� � �� ������ �� � � ����������� /�� �� 2��3� ����������� �������� �� ���� �� �� �� �&������� � ����� �� ��� ������ ��� ������� ���6�� �� �� ��� ���

Amikacin resistance Levofloxacin resistanceD) mutation on gyrA QRDR region

E) mutation on parC QRDR region

F) mutation on HS histidine kinase/RR

A) mutation on AAC gene

B) presence of plasmid pHS87b

C) path in a non-coding region

���� �������� � ����� ��

��� �������� ��� ��

�� ���� ������ ������ ��� �������� �� �������� ��� �� ��� ����� � �� ������� �� ����� �������� ����� � ������ �� ��� ������� �� ����� ������������� ������ ��������� ��� ����� �� ���� ������� ���������� ����� � ������� �� ��� �� ��������������� � ����� �� ����� ���������� !��� ������ ��� ��"#�� ���� �� �� �� ������ �� ����� ��$������ ���� �� ���� �� ����� �� �� ����� ���� ���������� ��� ������� ��� � �� ������ �� ��������� ����������� %�&� ����� ����� � ����� ������� ������� ��� ���� �� �� ������ %�&�'��� ����� ���� � ��������� �������� �� � ���(� ������� ) �� ������ �� ) ������ ����� �� ����������� �� �� �������� �� �� �������� ���� � ������� ������ ����� �� ��� ������� �� ���������� �� � �� ����� ����*����� �� �� ���� ��� �� ������ ��� ��$��� ������ �� �������� �������� ��+�������� �� ����� �� � ������ ����� �� �� , ��-� ������ ./01 ���� �������� ����� ��2� �����3��� ��� ������������� ��� �� � �������� ���� ����� � ��� ��������� � ����������� ������� � ������������� �� �� �� ��(���� ����� � ���� �� ������� ������ ��� � �� ���� ���������� ��� �� �� �� ����������� �� �� ����� �'����������� �� � ������� 2������ �� -�������� �����4� ��������� �������� ���� ����� �� �������� �� 5607 �� �� ����������� ��

��� �� ��������� ������ !��%�# �������� ��� �� ��� ������ 8� �� �� ���+�� ������� 2���� �� �� ��� �� �� ���� �� ��� �������- �� �����9 ����������� ��� �������� ����� �������� �������� �:;* � ���� ����� �������������� �� �� ����� ��� ��� ������ ��� �� �� ����� ������� 4� ����� �� ������ ���� �� �� ��������� ��� �� ������ ��"� �� ������� �� �� ���� ���� ��� �������� �� � �� �� ����� ������ ������ ��$��� ����� ��� �� �� ����� �� ��� � ���� � 4� ������ ��� �� ����������� ��� ��� �������� ��� ����� ��� ������ � 2���� ����� �� ���� ���� �� �� ��� ��� ����������!����2 �5�09 ������� ���� ��%� ����#��� ������ �� ��� �� ������ �����-� ������� �� ������ �� ����� �� !������#����� ����� ��� ���� ��� �� ��� ��� ������ � �� �� ����� �� ������ ������������� ���� �� �'���� ��� ������� ���������� 3����� �� ������� �����2 �������������� �� <������ ��� �� ��5� �� �������������� ��� =����� ������ �� ��������� �� ��� ����� ��� ���� ��� ��� �� ������ ����� ������� �������� � �� (��� ������� >��� ��� ��� ����� ���������� �� �� ����� ��� ���� �� �������� ����� ���9 �� �'���� �� ��� �� ������� ���� �� �������� ��� ��� �����-�� �� � �� ��� ��� � �� �'���� ���� ���������� ������� �� � �� ��� ��������� �� �� ��(����� �� �� � ��� � �����������4� ������� �� ���� ��� ���� ���� �� ����� �� �� ����� �� ������ 4� � ���� ��� �� � �� ��$��� ���� �� ������ ����� �� ���� ������ ���� �� +����(�� � ����� ) ��� � �������� ��������� ����������� ?� ��� �� ���� �������������� ���� �� �� ��� ������ �� ������ �� ���� ������ ��������� �������

�� ������� � �� � ���� � ��������� ����� ��� � � ��� �

������� �

������ ���� � � ����������

����

��� ������

��������� ��� �������� �� ���� ��� �������� ����� �� ���� ��������� �� �������� � ����� ��������� �� ��� ��������� ��������� �� ��!�� � �� ����������� �� ��������� ������� � ��� �� �������� ������ ��� ��� ��������� ��� ������ ���� �� � ��� ����!����� ��� �"����� ���� �� ���������������� ��� #��$%$���� &���� ����� �� �������� ��� ���� ����� �� �''� ��� ���!��!��� �� � ()*+� � ����� ��� ��� ����� ��� �"����� ��� �������� ���� ,�� ����� ����� ���� ���� ���� ������� ��-� .������� � ����� (/*+ �� ������ ����������� !�� ������������ ������� ��0�����! �� �������� ������������� �� ���� ���!� ��� ���� ��� �����1��� ��� ������� �� ������� ����� ��0����� ��� ��� �� �� ���� #������ #��� ������������� ������ �������� ����!��� ��� ��� �� ��!������ �� ��������� �� ����� �� ������ ���� � ������ �!����� ��� ��!�� �� ������ ��� ������� 02����� ����� ����! ���� ��!�� � ��� �3����!� ��!� ����� ����������4 ��� ���������� �!�� �� ����!��� ������ ���� ��!�� �� ������������ �������� ��� ����������� �� ��� �����! ������ �� ����� ���� ���� ������� ���5 �� ��� ��� �����

��� ���� ��� �������� �� ����� �� ��� ����������� ���� � � � ������� �� � � 6&�7�89:*; ���������� �� <��!��� �� ��� ���������� ���� � � � � � ��� ��� ���� 6�7<��89:=; ���������� �� 7��� ������� ��� �� ��� ��� ���� � ���� � �������� ���� �� � �

��� ������� � ����� 6$��7&� 89:=; �� 7������ �� �������� � ���������� ���� ��� �� 89:= ��� ��������� �� <#>� ��������� ��������������� ��� ������� ���� �� ��� ����!� ��� �� ����������� 67����� �������;� ��� �52 ����� ���!�� ��� �� ���� ��� ����� ��� ������ ��� �� �������� &� �������� � ���������� ������ �� ����� ��������2���� ��� ����2���� ���� �������� &� ��� ������� ��� �������� ���������!��� ����� ��� �������� �� � !��������� -������ �� ����� ���� ���������&� ���� �����5�� �� �������� ��� �������� ������ ���� �� ���� ��� �����! ������ ����������� !������� � ����� �� 8= ���� ���� ���� ��� ? � ����� 6�� �������� �� �� �������� �� ������� �; ��� 8= ����� �� 6@ �� :9 �� � �����;�

��

�� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

��� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������

�� ���� ��� ������ ���� �� ��������� �� ������ ���������

�������� ������ ��� �� ������� �� ��� ��� ������ �������

������ ��������� ����� ���� ���� � ��� �� ������ ���� ���� ��� ������ �������� ��� �� ������ ��� �

������ ���� �� � ��������� ������ � ���� ! ��"

��� �

����������� #�� ���!��� ��� ����� � ���� $#%�&' ���� �� �((���� � ������������ ��� ���� �� !� (� ������ ������� ) � ������� ������ ���� ��� � �������� ����������� ) ������ �*���" +������ ����������)��� ���� �� ����� � ����� � �( ���� ����� (� ��� ����� ������ � ��(� �� ��� ������ � ��� ��" , !���� ��� ���� � ���������� ������(�� �� ��� ������� !���� ��� � ������� ���� � �����(���"������ ,��� !� ���� ���� -�#%�& �� �������� ����������� #%�& ���� � (� ������� �����(������� ������� �������� ��� ������ !��� �������� (��� � (��" +�� ��� �� �(����� -� ����.� ���(�� $�-�#' �� ���� � ������� �-�# � ��� ������/�� � ������ ����� � � ��� ��� ������(�� ��/��� )� � ����� ������ ��� � �� ��� ������� �-�#" ������ -�#%�& �� )��� ����������)��� ��� �� �������� � ��� ) � ����� ��� (��� �� (��" 0� (� ����� �������� ������(�� ��(��������� � ��� ( � � �(����� �� !��� �� � ����������� �������� $�#1' ��� *��� � ���(����� )����! �� � �����(��� #%�& �������" %���������� �� ���� � ����� ������ ��� ���������� (��� � (�� ) � ����� ��������� �(�����"-�#%�& ��� ����� �� !� ���������� ������������ ���� �� ������ �� �� � �� ����� ������������� ������ ��� ��� ����� �������� � � ��2 ���� �����)�� �� ������ �������

����� ��� ����������� �������� 3 �� �� !��� ����� �#1 � �����" 0� ��� ������� ��� ) ������� ��! � ( ������ ��� ����� ������� �������� � � �� ��������� �� ��� ������ ������������� ����������"����������� 4�� ���� � �� � �(����� ���� �5����� ��� �� ���� � �������� (��� � (����� ������ ������� �������� ���� �� � ��� ( � � �(����� ��� �#1� !��� �� ��� ��� �(�� � ��� ���� � � ��)������ ��� ���" 1�(�������� � � �� � �� ��� � ���) � ���������� (� ����� � � �(��� ��� ) �������)�� ������(�� ������ )����������� ��� �����(������� � ) ��� �������"������������� 4(���� ���� � � ��������� �� ������������� �������������"

�� �� �� �!

#�� ���!��� ��� ����� � ������� $#%�&' ���( ��(� �� ��� ������� ����� ) (��� � (�������� � �� � ( (����� �" 4�� �.������ �� � ���� #%�& �������� � ��������� ��� ���"����� ��� ��� ��� �� � ��*����� � �� ������� ������� � ��)������ ���� !����� ������� �(����� ������ ��� ������(�� � ) ����� ������� ������� � �����������" %� ���� ������ ����� � ���!��� ��� (��� � (� ��� ��� (������� �� ��� ��� ��� ) -6� ������������ ) ������ � 3 ��� � ������� ������" ����� ������ (� ���� � ��������� ������(� � ��� !���� ��(���� ������� �������� ������� )� � � ��� ( � � �(����� � ������� �� ) ����� � ����������� ��������" 7�) �������� ��� ��� ��� ��������� ��� ��5���� � �����(���" %�

���� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������ ��

���� �� ��� ����� �� ������ ����� ������ ���� ���������� ��� �������� ������� ������ � ������ ��� �� ����� ����� ��� ������� ����������� ������� ��� �� �� ������� ��������� ������ �� �������� �� � ������������� � ��� ����� ����!� � ��������"��� ����� #� ����� � � ������������� �$���� �� ����� ���� �� ��������������������� ��������� ��������� �� ���� ��� �#�% �� ������� � � �������� �� � �������� &��� ������� ��� �'����� �� ������ ��� ����� � ����� ������ ��������� ���������� �� � �� �� ������� � ������� ������� �� �������� ��������� ����������� �� ������ ��� �� ������ �������

�����������

&�� �� � ������#� � ���������� %�� ��� ��#�%� �� �� � ���� � ����������� ������������� �������� �� � ��������� ������� �� � ����������� &��� ���� ������� ����� �� �� �������� ���� �� ��� ��� � � �������� ����� ��� ������������ � ����� ������ � �������� ������ ����� ���� ��������� ��� ()� *)� +,� +*� -.� ,,/� ,.)0��#�% ���� �� � �������������� � ��� ����� ��������� �� ������� ������ &�� ������ ��������� ��� ���� �� ������ ������� � ����������� �%12��� �"�� ���������� ��� ������ � ��� ��� �� ����� ������� � �� ����� ����� ()� *)� +*0 �� �������� �������� ����� �� ��� ��� ����� � ����"� �� ���������� ��� ������ (,3+0� �� �� ���� �������4������� ����� � ���� �"�� �������� � ����� (+,� -.0� &�� ��� � � �� ����� ����� ����� ���������� ���� ������� �� �������� ������ ���� � ������������ ����� 5 ��� ���� � ��� ����� ���� �� ��� ������� �� ��� �������� 6� �������� ��� � ���� � ������ �� ����� ��� ������ �� ���� �������� �� ���� ��� ������������ ��� ����� ������ �� �������������� �� ������������� ���������� (7*� 7770� 8����������� ������ ��� �� ������ ����� ��� � �������������� ���������� (.)0�&� ������� ����� ������ �� ��� �������� ������ ������� �� �#�%� ����� ��� ������� ����� �� �����9 ��� ������� � ���������� � ������ k ��� �� ��� ������ (+,� ,,/�,.)0� &�� ������� � ����� �� ������ �� ����� �� ������ ������ ������ ��� �� ����:�������� � %12�� ������ ����������4 �������� �� ������������� ;����� %12� �� ��������� ���������� ���� �������� � ��� ��:���� � �� ����� ����� �� ��� ����������� ��� ������ � ��� ����� �������� �� �� ���� �� ��� ��� ������� ��������� �������� ��:����� (,,30�#���� ����� �� ��<�� ��� ����� ��������� �� � ������ ���� � ��� ��������� ���������� ��������� ��������� &���������� ��� ������ � � ��������� �#�% ���� ������ �������� �������� �������� ��:����� ������ � ����� �� �� �� ��� ��� � ����� ��:�����(+,� ,,/� ,/*� ,.)0� =���� ��� ��� ���� �������� ����������� ��� �����"����� �������� ����� �� �� �� �� �� ��� �� �������� ������ ����� ��:����� (,,/� ,/*0� 1������������ ���� �������������� � ��� ����� �� ���������������� ���� �� ����� �� <�!�������� �� ��� ���� ��� �� ��� � ��� ����� ��������� �� �������� �#�% �� ��� ��� ������ ��"�� (,+/� ,/30�6�� �������� ���� ���#�%� �� � ����� ����� ����� ��� ��� ��� ��� ���������� ��� ��� ��� � %12� �� ��������� ��������������� ������ ��� ����� ����� � <�!��������� ���� ������ ����� ���������� �� � �� ��� ����� ��� � ��������� ���������������� ���� ��� <�!���� ��� ��� ��� ��� �������������� #� ���� �� �� ������ ������ (370������� ���� ��� �� ��� ��� �� � ���� ����� ������� (,+)� 77)0 �� ������� ������� (-)� ,,30� &���� ������ ����� ����������� ����� ����� �1� ��������� ���� ���� ���� ����� � ��� ���������� ����� � ��� � ������� >�� )�, ����������� ������������� � ��� � ����� �� � ����� �!����� ����� ��� ���� ��������� ���� ��������� ������ �� � ����� �������� ���� ���� ��� ��� ��� ����! �������������� ��� ������������� �� ����������4 �������� �%)�, %������

�� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

…CCTTCGC…

…CCTTCGA… TTCG

TCGC

TCGA …

(A) DBG represents overlaps between strings DBG with k=4

CCTT CTTC

…CCTTCGCTAGTA…

…CCTTCGATAGTA… TTCG

TCGC …

(B) A point mutation is summarized as a bubble in the graph

DBG with k=4

CCTT CTTC CGCT GCTA CTAG

TCGA CGAT GATA ATAG TAGT AGTA …

(C) DBG can be compacted

TTCG TCGC

CCTT CTTC CGCT GCTA CTAG

TCGA CGAT GATA ATAG TAGT AGTA CCTTCG

TCGCTAG compacted DBG (cDBG)

TCGATAG TAGTA

All strings of length k=4 are considered Overlaps of length k-1=3 are represented by edges in the graph

DBG with k=4

������ �� �������� �� �� �������� ���� � ��� �� ����� ��� ����� � �� � �� ��� ��� �

������� � �� ���� ����� � � ��������� s1 �� s2 �� ������ �� ����� �� ������ ������� ��� ��� � ��� �k = 4�

������� �� ����� ��������� �� ������� � ���� �� �� � ��� ��� � � � ��� ��� ��� k − 1 = 3 ��� ����������� ��

��� !��� � �� ���� ��� " !��� ����������� �� ��� ������ � ��� �#� $�� ������ ������ ���������� ��� %&' ( ��

�) ��� ����� �� ��� ������ ���������� � ������ �(� *���� ���� �� ��� ���� �� �������) ��� �������

+#, �� ��� ����� ���� ������� ���� ����� ��������� �� ���������� ��� �� -������ � ��� ������� +#,.

���� �������� �" ����� �� �����

������ ���� � ��� ���� �� ��������� ���� ������� �� �� ��� ��� ���� ��� ��� ������ �� ��� ������ �� � � ����������� ��� �� ��� � ��� �� � �� � ������ ��� ������� ���! "��� �������� #� ��� � � �� ���� ���� � ��� �� ���� ������ ��� �������� ����� � �������� �� �� ������ ���! $�� ����� ���� % ����� ��� % ������� �� �� �� ������� � ��&�� ��� �� ������ � ��� � � ��� �� ��� ������� �� ������� ��� ��� ��� �� �� ���� �� ������� �� � �� ����� � �������� ����� ��� ������ ! $�� � ��� ��� ������ ������ ��� �������� #�� ��� ��� ������#�� �� ��� � ��� ������� ���������! $�� � ��� ��� � �� �� ��� ������������������ ��� ������ ��� ����! ��������� ����� �� ���� �� ��� � ��� �� � ����'�������! $��� ���� ������ � ����� ���������� ����� �� �� ��� ��� �� #��������� ���� ��� ������� �� ����� ����� �� ������� ( )� ��� �������� �� ��� ���������� ������ � ��� ����� �� ��� �� ��� ���� �� *� ��� ���� ������� ��� �� ����+� � � ������ ��# � �� �� �� ��� #��� � ��� ��� �������� ��� ��������� ��� �������� ��� ����� ������� � � ,� � ���� � ��&�� �� �������� ��� � �� ������� �� ���� � �� % �� ��� % � �# �� �!�� �� ����� �� ��� ��� ������ �� � ������ � ����� ������ �� ��� ������ #�� ����� ������� ������ �� ������ ������� �� �� ��� �������( ����������� �������������������������� ����� � � ��������� ��������! $�� ��������� ��� ���� �� -�� �� ��� �������� �./� �� ����� �0����� � ���� ���� � � ��������� ���� �� � � #����� ���� � #�� ������ ���� �� #�� � �������������� �������� �����! 1 ����� � ��� �� ������������ ����� �������� � #��� ��� ���������!

�������

�� �������� ������� ������ �� ������������� �������������� � � �������� � � �� �� ��� ������ ������� ������ ��� #��� �� ��� ��&�� ��� � � � ����������� �� ��� ������ #��� ������! ������ �������� ����� �� �����( � -��� ����

minq

1 2 3 4 …. p

input

output

Step 1

Step 2

Step 3

Genome draft assemblies Phenotype data

Variant matrix building

Variant association

Postprocessing of significant variants

Phenotype-associated genetic events

0 1 0 .. ..

1 2 3 .. n

0 1 1 .. ..

= X

• Linear mixed model to account for the population structure; Y = Xi +WT + i

i in 1… p

>str1_contig1 catgtgctagtgtcg cagtgtcgtgtagct …

• DBG construction; • DBG compaction; • Strain mapping.

• Local neighborhood retrieval around significant unitigs;

• Graph decoration with phenotype and statistical data, and annotations databases;

• Visualization on web browsers;

Tool: GATB (Drezen, 2014)

Tool: bugwas (Earle, 2016)

Tools: Boost (boost.org) _____-Blast+ (Camacho, 2009) _____-Cytoscape.js (Franz, 2015)

X

�� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

����� �� ���������� ���������� ������� � ������ �� �� ������ ����� �� ����

�� ���� ���� �� �� ���������� ���� �������

�����

�������

����

����

min

q����

����������

��

���������

�������

�����

���������

���

��������

�� �

7.68×

10−188

�����

���

��

���

��

����

��

���

��

���

������

3.39×

10−72

��� �

���

��

�����

���

��

�r2=

0.96

����

2.14×

10−61

����

����

��

�����

���

��

�r2=

0.94

���

2.29×

10−37

����

���

��

�����

���

��

�r2=

0.93

���

�!�"

#���

��

8.67×

10−104

$�����

����

%&'&

(��

���

���

2.21×

10−76

�����

��

%&'&

(��

���

� )

�� �

*)���

����

2.69×

10−100

�����

���

��

�� �

+�# ��#�*

�,�

��

���

-+��,��

#��,

���

2.75×

10−136

$����

�� �

(��

���

�������

7.94×

10−49

�����

�� �

����

�� �

�#��

����

��

����

�.

����� �

5.35×

10−43

�����

/���

��

������+

���

��

r2=

0.98

���

5.35×

10−43

�����

���

��

�����

�� �

��

�r2=

0.98

��� �

2.02×

10−22

$�����

����

(��

r2=

10−3

0 �*

����� �*

���

8.38×

10−24

��� �

����

(��

���

����

9.30×

10−18

$���

��1

��)��� �

��2

34�

� �

��(�5

r2=

0.19

���

9.30×

10−18

$���

��

�(��

r2=

0.44

�����

6.82×

10−10

$�� ��

���

�(��

r2=

0.29

���

�#*

����

����

1.30×

10−205

����

����

���

6��

�1�����

#��#�*

�,�

��

���

����

9.02×

10−75

���

��7�����#�*

�,�#

)��

6����

���

��

�r2=

0.38

�����

9.01×

10−53

�� ��

��7�����#�*

�,�#

)��

6����

���

��

�r2=

0.40

����

1.04×

10−40

����

��7�����#�*

�,�#

)��

6����

���

��

�r2=

0.48

����

1.49×

10−33

$����

����

(��

r2=

10−5

&��#*

�����

� ��

4.84×

10−70

$���

����

&&'&

(��

���

� ��

4.35×

10−20

$�����

����

(��

�&

����

4.02×

10−8

$�����

����

��� 3

(��

���

�� ��

��*

)���

����

3.70×

10−31

�����

�� �

8���

������ �

����

��9

(��

���

� ��

1.06×

10−28

$�����

����

(��

�&

�����

2.87×

10−16

$�����

����

&&'&

(��

�&

� ���

1.40×

10−9

$���

����

��� 3

(��

�&

0:

����

2.86×

10−9

$�����

�� /

&5.

��0

(��

���

�� �

9.18×

10−5

$���

��

%&'&

(��

�&

����

1.20×

10−3

����

� ��

�(��

r2=

10−3

4!�"

#���

����

9.66×

10−144

$�����

��

%&'&

(��

���

��� �

1.59×

10−4

����

��

�8&

;��� �9

(��

�&

�����

3.86×

10−2

$���

&;����

(��

r2=

10−3

���

���#*

�,�

����

7.86×

10−11

$��� �

����

�� �

*���

(�5

���

����

5.16×

10−10

$����

��

%&'&

(��

�&

����

5.55×

10−4

����

�� /

&5.

.���

(��

�&

<'&

� �

3.66×

10−39

�����

����

=�0

8�+��

&&'&9

(��

>?�

���

3.66×

10−39

�����

&;����

(��

r2=

1�

����

9.58×

10−36

�����

� ��

� �

*���

(�5

r2=

0.98

.*

�?#���

����

5.86×

10−9

�� �

�5�

������

���

(��

���

�����

1.37×

10−6

�� �

'�.'�'�.@

��"

�����#��

(��

r2=

0.55

�.

������

2.21×

10−6

�����

��#�*

�,*

#����

6��

�@���

��

�r2=

0.17

(�;

�!�"

#���

���

7.21×

10−29

$�����

��

%&'&

(��

���

�����

5.68×

10−6

$���

����

%&'&

(��

���

�����

1.87×

10−2

�� ��

@����,��

�?��

#��

� �

������

�6+�#��

(��

r2=

0.17

��� ���� ������ � ����� ��������� � ��� ����� ������ �� ������� ���� ���� ��� ���� � �� ��������

����� ������ ������� �� �� ��� � �� �� �� ������� �minq�� �� ������������ ������ ���� �β̂ ��� ���

�� �� ����� �!�� ������ ��� ������� �� �� ��������� "�� #�� �� ���� ���������� �# �� �������� �

������������ ��$ #���� ��� %&'� ��� ���� ��� ����� ���#������� � ���� �()&�� ��� ���� ���� ��� �����

���#������� � �������� ����� �()*�� +�� � �������� ������� ��� ������ � ���� ����� �)���� ���������

���� �������� �� �������� � �� ������ �# ����������� � ������ �,-�� ����� � ������ ������ � �� ���

���� � ���# �.���� ��� ���� ���������� �� r2 ����� ������ � �� ��� �������� � ������� �� �� ������ ��

������ ���������� � �� ��� ��������� / �� ������� �� ��� �� ��� ������� ������ �� �� ��� ���

�� ��������� ����������

���� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������ ��

�������� ������ ����� ����� ���������� �� ���� ����� ������� ����

��� ��������� ������

��� �� �������� ��������� �� � ���� ��� ������ ������� ���� ��� ���� � minq

����������� ���������� ������ �� ��� ���� ���� ������ ������� �� ����� ����� ������� �������� ������ ������� ���� ��� ������� � ������� ������ ���� � ��� ����� ���� � !�� �������� ������� ��� �� ������ �� ��� ������ ������� ��� "�������� �� � ���#����������� ������ �$%&%� �� ��� ��� ����� ��� ��� ��� ������ �� ��� &'� ��� � ������� �� "�������� �������� �� ��������� ���� �������� � ��������� �������� �� �(���� ����� � �� �� � ��� )*+� ,�+-� �� ����� ���������� ������ �� "�������� �� � ���� &./0�1 ������2�� $%&% ������� �������� ��� �� ����� ���� ��� ��� ������ ����# ���� "�������� �����3 �� ����������������� �2� � ������� ��� 3 minq = 7.21× 10−29 �� ����� ���� 3 5.68× 10−06���� ������ ��������� �2� �� ���� 3 minq = 8.67×10−104 �� ����� ��� 3 2.21×10−76���� ������ �� � ��� �� �� ������������ ��� � ������ ��� ��� ����� ��� �������� ),45- �2� �� ��� 3 minq = 9.66× 10−144����� �� �������� �� �� �� � ���� ��� ��� ������ �minq = 5.86×10−9� ����������� 1'6 �� � � ��� ���� ���� ���.�� � �� ��� ����� �� ������� ��� ������� ���� �� ��� ����� 7������� ����� �������� ���� ���� ��� ����3 ���� ����� ����� �� ��� �"���� ��� � ���� ���� ��� ��� ��� �� �� ��� ���� � 8� � �� ��� � ���� ���� ���#���� ������ ��� ��� � ��� �"���� � ���� ���"���� �� �� � ��� ���� �!�� �������� ������� ��� ��� ������ ���� ������ �� �������� ���� ����� ��� ��������� ��� 4#������� ��� �� � ��9��� ���� �� ��������� �������� ��� � �� �� ��� �� �������� ),,:-� 8� � ������ �� ��� ���� �� ��� ���������� �� � ���� ����� ��� ��� ��� �� ������ ��� ������� 1'6� 8����� ��� �"������ ��� � ������ �� ��� ;��6��� ��� � ),*<- ������� � ����#�� ���� � =>�1������ �� ��� ��9��� ������� ���� !�� 1'6 � ������� �� ���� �� �� �� ��� ���� ��� �� ���� ���2��� �������� �� ���� �� �������� �������� ),,�-� �� ���� �� ���� � ��� �� �� �������� ������ �� �������� � ��� �� ������ �� �� ���� � ��� ���� ����2�� ��� ��� ���� ��� ��� �� ����������� ��� �� ����������� ���������� �� � ���� ��� ��� ������ �minq = 7.86×10−11���� ���?� ����� ����� ���������� ������ �� ��� ���� ��������� !�� ������ � �� ��� ���� �� ����� ���� ���� �� ���� �� ��� ��� � !�� �� � ������� ����������� ��� ������ � ����� �� � ���� ��� �� ��� ���� ������� �� ���� �� ���������� �� ���������� �� � ���9�� �� � ��� )45� ,,4-� '��� �� ��� ����2���� �#���� ������ ����� �� ��� ����� ����� ��� ����� �� � ��������� ��� ������������ ����� ���? �� �� ���� �� ���� ���� ��� ��� ������� ����� � ����� �� ��� ���#����� ������ �� ��� ����� !�� � ��2���� �� ������ ��� ����2�� ������ �"���� � ��� ��� !������� � 8������ ��� � �� ��� ����� �� ���� )44-�

���� �������������� �� ���� � ������ ���� �� ������ ���� ���

��� �� ������ �� � ��� �� ����������� ��� ��� ������ �minq = 7.68 × 10−188�� ������ ��� ���&� ������� ���� ���� �� ������� �� ������� ���� ��� �� ��� ���� � �� ������� ������ �������� ������ ��� ���� ���� !�� 2� � ��� ����� �� ��� ��� ����� ����� ����� �� ����� �� ��� ������ �� ���� �� �� ����� �� ��� 1��������? ���� ?����� ��� ��� �1??���� )<*� *@� ,�+-� !�� ����� ��� �� ��� ����������� ����� >5�+++ �� ������� �� ��� ����� �� � �� ����� ��� � �� ����� �� ����� ���� �� ��� ���� ��A����� �� ����� ������� �� ���� ������ )*@-� !�� ���� ������ ����� ����� ����� ������ �� ��� �� ����� ������ ������� �������� ������������ �� ������ �� ����� ��� ������ ��� �� ������� ��� � ��������� ������ �

�� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

Panel Phenotype #unitig #sign. u. P. aeru levofloxacin 27 5

Selected annotation Nb unitigs with annotation (Flq)GYRA 27

(A) Polymorphism: core gene

Panel Phenotype #unitig #sign. u. P. aeru amikacin 21 1

Selected annotation Nb unitigs with annotation (AGly)AAC6-PRIME 13

(B) Polymorphism: accessory gene (C) Polymorphism: promoter

(D) MGE: gene in a cassette Panel Phenotype #unitig #sign. u.

S. aureus methicillin 562 68

Panel Phenotype #unitig #sign. u. TB ethionamide 27 5

Selected annotation Nb unitigs with annotation (Bla)MECA 57

Legend Pheno0 Pheno1 Not tested

Node filling (phenotype status) Transparency:

No= significant node Yes= neighbor node

Node size (frequency) Node border (selection)

Allele frequency: unselected selected high low

Selected annotation Nb unitigs with annotation fabG1 MTB 6

(E) MGE: gene in a plasmid (circular structure) Panel Phenotype #unitig #sign. u.

S. aureus erythromycin 510 100

Selected annotation Nb unitigs with annotation (MLS)ErmC 18

������ � �������� ��� �� ������ ����� ��������� �� ������� ���� ������ ����� � �

��� ��� ���� �� ���� � ������ �� ��� �������� �� ���� �� �� ���� ���� �� ����� ���� ��� ��� ��� �� ��

���� �� ����� �� �� �� ��� ���� ���� �� > 99% � < 1% �� �� � ����� �� ����� �� ���� ����� ����� � ��

�� �������� ��� �� ����� �� � � �������� ������ ��� ���� ���� ��� �� � � � ������ ��������� �� ���� ��

����� �� ����� �� ������ ��������� ������ ���� ����� !� � ���� � �� ������ ��� �� ����� �� ���� ����

����� ����!� ��� �� �� ����� ������ "� �� �#�!��� �� ������ �� ���� $"% �� ��!���� �� &' ��� ����

( �� ����� ��� ��������� �� ������� �� �� � ���� ����� "�� ��� ��� �� ��� ������ !��� � �� ���� �����

��� ������� ���� �� �� �� ��� � �� ����� ������� � �� � ������� $�� � ����� minq% �� �����

�� ��)��� �����*���� ���� "�� ������� �� ������ � � �� ��! +,-."/ �� ��� ��� ��������� ��� ���

�� ��������� �������

������������ ����� ���� �� �������� ���� ����� ���� ���� �� �� ���� �� ������������ ��������� ������� ����� �SFF � �� ���� ���� ����� ������ ��� ������� ���� ������ ��� ��������� �� ������ ��� ������� ������������� �� ��� � ����� !"���� ��������� �SFF = 100�� #�������� ��� SFF ��� �� �$ ��$ �� !"��� = 1.60× 10−27����� �� �� ����������� ��� ������ �%%��� �������� � ����� �� �&�' �����

���� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������ ��

��� �� ������ ���������� ����� ��� ����� ����� �� � � ����� ��� �minq = 2.69×10−100�� �� ����� � �� ����� ��� ����� �� ������� ��� ��� � �������� �� ��� ��!���� �� ��� "���� �� ��� ��� �� � ��� ���� �������� ��� ���� ��� �� � �!��� �� ������ � ������ ��" �� ���������� ��� ��� #$%� � &'�

��� � ������ ��� �" � ����� ��� ��� ���� ����� �� �minq = 2.21 × 10−6� �����!������ ( � �� �� ��� ������� )��� ��� *+,- �������� � � � �� #(&'� ���� ����� ����� � ��� ����� �� � ���� �� ��� ������� ����� �� ������ �� � ����� �.� �� ��/�� �.� �� ���� ����� �������� ���������� �� �� ���� �012$�� �������������� � ��� �" � ����� �� � ������ ��� 012$ ��� � #� '� 1��$ 1���� �� 1��21���� ���.�� ���� �3 ����� �� 45�� ���.���� �� 6,57�1� �� ��� -�������� ��� �����8 �� ����� ����� �� �������� �� ��� 4������ ����� ������� SFF ��� ��� . ��� �� ������

������ ����� � ����� �������� ������ ��� ��������

�������� ����� �� ������� ��� �� ��� �������� �� �3� ���.��� "���� ��� �� ���������� ����� �� ��� ���� �� ���� �������� 9�� � ��� �� �� ���� �� ��� �!��� ��� � :������������ ����� �� � � ������ ��� #% '� �� �� ��� ���� ��� �� ������������� � �����; ��� ������ � ������ 1(� ����� �� ����� �� ��� (&1 �<*������ �� ���� � �� ������������ #(�2'� 0��� �� .���� ��� ���� �� � ��� � 57�1������� �� ���.�� ����� "���� ��� ����� 7� ��� ��� 6,57�1 ������� �� �������� ��� �� ������ ��� � �� ��� ��� ����� �� ������� �� "���� ����� ������� �� 1*=� #�(� %2' ���� ��� <�������!� ��� ��� ��� ������ �������� �� ���4������ ������� �� �� ��� ����� ����� "!���!� ��� �������; ������ #(($� ((2'� ��0�7> #($?'�

��� � ������ ��� ��.�:�3 � ����� �� �9 ��� ����� ���� 6,57�1 �� ������ ����8����� ��� �3����� "���� �� � ������� ��� �������� �� ��� ���� ��������!� ��� �����;���� �� ���� ���� 0�7> ���� �������� ����� ������ �������� ��? "!����� �� � ������ ���� �� ���� ���� ��� ����� ������� �������� ���� �� � ( �� ����� ������ ����� �� �������� "!������ ���� ��� ���� ��.�� � ��"����� ������ ��� ��� ��� ��� �"����

����� �� ���������� ���������� � �� �� ��� � � ���� � � �� �������� ��� � �����

����������

������ ������������� � ���� ������ �������� ����� ��� ���� � � ��� ���� � � ������ ���� � � �!� ���� � �" �������� � #��$�� �%&���� ��� '����� ( ������)�� '�����

�$�*$ ���� �2.11× 10−22� ���� �7.21× 10−29� ���� �1.97× 10−17� ���� �2.82× 10−14�

������#� ���� �1.83× 10−5� ���� �5.68× 10−6� ���� �5.68× 10−9�

��+,, �1.87× 10−2� �$� �1.66× 10−14�

-$'$�*$ �$� ". $�� �$����

���� �)� �����$�� ��� $$�����$ �/ ��� /��%��� ���$��0�� � ��� ������ ������� *��� ��/%)� ��������� ��� ���)

$%��� �/ �������� /��%���1 � *�)) � ��� �2�3%���$ ���� $� ������ )�� ��$ ��&����� �� &�#�$ �$ ��� ������ 4��

'�������� �������1 $$�����$� *��� ������#�� � ����$& %$���&+'���� ��5%�$3�� �� ��� ������$3� $� -$�����

����� ���� 6$����������$ �/ ��&$�03$� %$���&� ����� �� �%��3���$ �/ ��� 7������ ��3���$�1 $� 3���)���� *��$ $�����

� )�� �$ ". 6 "%3)������ ����� ����$ 3�))� 3�������$� �� ������$3� �������$$�� )���� ���3���� �$ ���

)�����%��� ���� 3�))� �������$� %$'$�*$ �������$$��� �����$ �3� 3��&���1 $$�����$� �� ������� � �$3����$&

��$��%� �+5�#)%��� �+5�#)%�� �� �������� �$)� /�� ��� ���� ��&$�03$� $$�����$�� 4�� �3� ������1 ��� $$�����$

*��� ��� )�*��� �+5�#)%�� �� %$���)�$��� 8".9 ��$� $�$3���$& ��&��$ $� 8�$�9 ��$�������

�� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

��� �� ���������� ���������� ������ �� �� ��� ����� ��� ���� ������� �������� ������ ������� ����� �� � �������� ��� � �� �� ���� �������� ����� ��� ����������� ��� ���� �� !"#$% ������� � ���� ��� �� � � �� �������� �� &���� ����� ���$#' �������� ����� ������ �()�� ���� ��� ��� � ��� �������� ���� �������� ��� ����

�� ����� � ��� ��������� ���� � �������� �� ���� ���* ��� ����� ���� �� ����� ��� �� ������� �� ���� �� ���� �������� ���������� �� �� ���������� ������ +,-.� ,/-0�

����� �� ���������� ���������� � �� �� ��� � � ���� � � �� ���������� ����� �

����� ����������

������ ������������� � ���� ������ �������� ����� ����� ���� � � ��� ���� � � ������ ������ � � ����� ��� � �! �������� �" #��$�� �� �%&���� "'(��� )����� �(��" ������*�� )�����

�$�+$ ���� �1.96× 10−33� ���� �3.70× 10−31� ���� �4.85× 10−55� ���� �5.72× 10−47�

������#� ��� �5.40× 10−8� ��� �2.86× 10−9� ��� �1.63× 10−14� ��� �3.45× 10−20�

���� �2.61× 10−30� ���� �1.06× 10−28� ���� �2.12× 10−71� ���� �1.44× 10−57��� �� �� ��

��� �� �� ����

���� ���� ���� ��

�������$$� �� ��� ���� ����

���,���� �� �� �������� ��� �� �� �������� ����

-�� ����� ���� �� �� �������� ���� ���

$������,� ��� ���� ��� ���

���� � �� ���

��� ���

�� ��

����

� ��

����� �1.20× 10−3� !. $�� �$�/01 �1.13× 10−19� !. $�� �$�/001 �2.93× 10−57����� 2#�� � �$�!. $�� �$�/001 2#�33' 2#�"�',/2#�"�",

4$)$�+$ ��� 2#� ��, ��1�� ����� -��*� ������$���� *���� 2#�3 � 2#�'��, 001

���� �������� !. $�� �$�/001 .25�02 ������( ��+$ ��� &�$��2#��'3, �������� ���� ������

���� ���� �� !

��� ��� ���

���� �*� �����$�� ��� $$�����$ �- ��� -��%��� ���$��6�� � ��� ������ ������� +��� ��-%*� ��������� ��� ���*

$%��� �- �������� -��%���( � +�** � ��� �7�,%���$ ���� $� ������ *�� ��$ ��&����� �� &�#�$ �$ ��� ������ 8��

)�������� �������( $$�����$� +��� ������#�� � ����$& %$���&/)���� ��9%�$,�� �� ��� ������$,� $� 4$�����

����� ���� 5$����������$ �- ��&$�6,$� %$���&� ����� �� �%��,���$ �- ��� :������ ��,���$�( $� ,���*���� +��$ $�����

� *�� �$ !. 5 !%,*������ ����� ����$ ,�**� ,�������$� �� ������$,� �������$$�� *���� ���,���� �$ ���

*�����%��( ��$&� ,�**� �� ������$,� �������$$�� ���,���� -�� ���,����$ +��� ����� $������,�� ��� $$�����$� $��

-�%$� � ��� ������������� �����&� �� +�����$ �$ �*�� ���� ,�**� �������$� %$)$�+$ �������$$��� �����$ �,�

,��&���( $$�����$� �� ������� � �$,����$& ��$��%� �/9�#*%��� �/9�#*%�� �� �������� �$*� -�� ��� ���� ��&$�6,$�

$$�����$�� 8�� �,� ������( ��� $$�����$ +��� ��� *�+��� �/9�#*%�� �� %$���*�$��� ;!.< ��$� $�$,���$& ��&��$(

;�$�< ��$������( ;01< ��$�� -�� 01�-��*� ������$ $� ;001< -�� 001�-��*� ������$�

���������� ����� � ��� ����������� ��� � ���� �� ����� ����� ��� ����� ����� �

����������� ����������� ������� ��� �� ���� ����� ��� ���� ����� � �������

������ ���� � � � ����� � �

�� �������� �� ������� �� �� ��� �! ������� ������!� ���� �"�� ���

��#� "������� ��� ������ �� �! ����$� � �������� ����% �!�� �� �! ����$� �

������&��� �������� � ��������% %��� ��#� � ��������� ��� � ''(� ����& ���

���� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������ ��

���� ��� ������ � ��� ����� ������ ���� �� �������� �� � ��� �������������� ������� �� �� ���������� ����� ���� �������� �� ���� ���� ���� ��� �������� � �������������� ������� ���� �� ����� ����� � �������������� ���� ��� �� ������� �� ��������� ��� ������ ����!�� � ����� �� ������ !������ ������ �� ��� ����� �� ���������� ������ ��������� "������ ����� �������������� ������� ���� � ���� �������!������� ��� �� ��������� � ��������� ������ ������ �������!� �������� � �� �������!��������� � #��� �� �������� ���������� ������$�� � %"���� ��� ����� ���� ��!����������� �� ��� ��������� ���������� �����������&� �� �� �������� ����� ��� ����� ������� ������� � �������� ���������� 'minq =1.37 × 10−6( �������� ������� ����� � ��� )* ����� � %+�%,%+�# �� ������������� � �� ��!�!�� �� ������ �������� �� �� �������� -./0� 1�� ������ ���� �������� 2�!���� ��� ������ �� /) 34 ��������� ������� ��� �� �� / 5)) ����������������� ��� ���������� � 6�6 ���� � ����������� �� ������� ������7 58.4 ���5/8)� 1��� �������� ��� �� �� ���� ��� ��� ������ ���������� ���� ����� ��������� � ��� ������ ����� ����� &����� ��� /) ��������� ������� ��������� � ������������� �������� � �� � ������ �� ���� ��������� ��� ���������� ������� &��� �������� ��!9����� ����������� ��� ����� ������� 'minq = 1.87×10−2( ����������� :;<8� ��������� ������ �� � � ���� ����� ��������� ������,������ ��������� �������������� �������� � ����� �� ������� ���� �� ��� �������� �������� ������ ��!�������� � �������� �� ��� ��������� ��$�� ������ �� �� �������� -<0���� �� ���� �� �� � ��� �� ��������� �����������&� �� ������� � ������� ������ ����� �� ���� � �� ������� � ���������� ����������$�� � ��!���� ����������7 ��� 'minq = 2.02 × 10−22( � ������ ����� ���

'minq = 1.49 × 10−33( � ����������� ���� ��� ��� 'minq = 9.30 × 10−18� ����6.82× 10−10( � ����������� ��� ����� ����� ��!� ���� ��������� ���� ������������������� �� ��� � ��� ���� �� ���������&� �� ������������ � ������� �� �� ����� ������� ������ ��!�!�� �� ���� ����

�� ���� �������� �� �� ��� �� �� ���� ��� ��������� ���� ������ ��� '��!������������ minq = 9.43×10−4( ��� =%> ���� � '����� �������� minq = 9.58×10−36(��������!�� � ������ ����� ����� ��!� ��!�� ���� ������ �� ��������� ���� ������������������� �� ���������� ����������� !�������� ���� �� ��2����� � ���� ������� ����� � ��������� ���� ����!� '����� �� ������� ���� ������ !�������( � ������ ���������� ������������ �� ���������� %"���� �� � !������� �� � ������ � �!�� ��������� �����������!�� �� �!���� � $��� ��!�� !������ ��������� '���� �� ���� � ������ ��+����( ����� ��� ������� ���!� ��� �������� !���������

������ ������ � �� �� ��� ����� �� ��� ����� � ����

?���� ����������� ������� ��� �� ������� �� %"���� ��� ���� ��� ���� � ��!��� �!�� � ������� ��� ����������� ����� ���� ��� �!� ��� ����������� ���� ����,���������� ����� &� ��� �� ����������� ������ ��� ���������� ��������� �������� ��� ������ ��!���� �������� �������� ����� %"���� ������ �� 53�������� �������� ������ ������� �� ������� ����������� '��� 1���� )�)(� 1���������� ������ ��������� � #��@ ��� ���� ��� ����� ��� �������� � �������������7 � ����� �� 1���� )�)� �� ���� ����� ������ � �� ������� ��� ����������������� !������� ����� ����� �� ����� �� ���� #��!��� ���� � ��2����� ����������A��� ��� � ������ �������� ��� ��� ������� �������� �� �������� &� ��������� ������ ����� � �� �� � ��� ����� �� ������ ����� �� ����������� " ��������%"���� ���� � ������� � ������� ��������� ����� ������� +!�� ���� � ��������

�� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

������� ��� ������ �� ������ �� ��� ����� �� � � ���� ��� ��� ��� � ���� �� ���� �� � �� ����� ������� �� �������� ������� ��� ������� �� ������ �� ������� ����� �������� ���� � ���� �� !"�� #$!%&� ��������� �� ���� � �� ��� ���� ����� � � � ������������� �� �� ������� � ����� ��������� �� �������� ����� ����� ��� � ������ &� ��� ��� ��� �� ����� � ��� ��� ����� ������ ��� 'minq = 4.84 × 10−70( ���� ���� )*������� �� �������� �������������� ������� ��������� '���( �� ������ �� '���( ��� ��������� � �� ����� ���� ��� ����� ���� ����� � ���������� �������� ������ ����� � ��� ��� ����� ������ ��������������� ������ '++#+( �� ��� ���� ����� ,�� ���������� ��� ����� -�� �� ������� ����� ��� �� ��������� ������� ����� � � ����������� ����� ��� ���� ��� ����� ������ ���� %���� #$!%&� ������� �� ���� � ����� ��� ����� �� ������ ��� ���� ���� ������� ./0 ������ ���� ��� ���� ���� ����� �� ��� ����������� ��� ����� ���� ����� ������� �� ���� � �� . �������� ���� �� ����

'�)�10 ��(� �� ������ �������������� �� ��� #$!%&� ��������� ��� �� ��� ������� ��� ����� ������� �� ��� � �� � ������ ��� �� ��������� ��� ������ 2��� ����� ++#+ �� ��� �� �������� ��� ����� �� ������������ �� ��� ����� ����� 3 ���������� �� ���� ���� ��� ����� �� ���������� ����� �������� �������� ������� ����� ����� " �� ����� � ���� ����� ��� ��������� �� ��� ����� � ����� �� ����� � �� �� ���� ��� � �� ����&��������� ���� ����� �� ����� �� #$!%&� �� ��� �� ��� �������� ��4 ���� �� ������� ������� ������ ����������� ����� ��� ��� ������������� ��� �������� !" ����������� ,��� � � ��� � �� �� ����� ����� �� ������� ��� �� ���������

��� ��� ������ ���� �� �������� �� �)�5 ��� !������ � �� ��� �������� �� � �� ���������� ��� �� ��� � � �� ����� �� ���� ���� ��� �� ������� �� �� ���� �������� ��� ,�� ������ ����� � ��� ���� ��� 'minq = 2.21 × 10−6( ���� ��� ���� ����� ��� '��������� ����� ���( ����� ���� �� ��������� ������ ������� � �� �� �������� ������ 6����-������ ����� ��������� ������� �� ��� �� � ����� ����� ��������� ���� ��� ��������� ����� �� � �� �� ��������� 6���� ����� �� �� ���� ��������� ����� ��� � �� ��� � �� ���� ��� �������������� ' � ������ �� ��� !� ��������������� ���������� �� ��� ������ �������� �� ����� ���� ��� nh � �����(�� � � �� ��� ��� ��� ,��� �� ��� � �� ��� ��� ����� � ���� ��� �� ��� minq ����� ����� ��� aac(6′) ������ ����� �� �� ��� 6 2 �7�� ���,�� �������� ���� �� ���� ����� �� �� ��� ��� �������� ��� %� ����� ����� �� ���� ������ ��� nh �� SFF � ������ �� ��� � ��� ����� �� ���� ��� �� �� �� ����� ���������� �� ��� ������ �������� 8�� ��� aac(6′) ����� �� ����� �� ��� � �� ��� �� ����� ��� ���� ��� ����� �� �������� ��� SFF � �� �� 19 ������� ���� �� �� �� � ���������������� ����� � �������� �� ��� aac(6′) ��� ���� '8�� )�)$(� :����������� ��������� �� ����� �� ��� ������ �� ��� ���� ������� �� ������� �� ����� ���������������

������ �� ��� � ������������ �� ����� �� ���� ���� �����

,� ����� ��� �� ����� �� #$!%&� �� ��� � � ����� �� ��������� 9�000 ������� ������ ���������� 5�000 ������� ���� �� ���� �� ;�900 ������� ���� �� ���������� � ��������� �� ��� 2 ��� ��� ���������� �� ��� ������ �������� %� ������ �� �)�1;�� ��� ������� �� ������ �� �� ������ ���� ��� ����� ���� & 1<0 ���� ������� �� � 9 � �� �� ;90 !$ �� +& �� < ������ $��� ��� ����� ���� ���� �������� �� �� ����� �� ������ �� ���� ��� �� ��=�� �������� � �-� �� ��=��#$!%&� ������ ��� �� ������ �� ��� ������ ��������� ��-������ ��� ����� ����� �������� ��� ���� ��� ������� ���� � �� ����������

���� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������ ��

�� ���� ������ � � ������������ �������� �� ������ ��� ���� ��� ������ � ���� ��� ��� ������ �� � ��������! ��������" ��� ��"� ������� �� #!$%%"������ �� ��� �� � � ������ &��� � � �������� ���������� �� � � '�� ��� ��������� �������(� �������� ������ �� ������� �� � �� ���� ������ ��� � � ������� ������ �� ��� �� � �)�������! ������ �����" ���� � �� # ���� ���� �� �� ���� � �� �% ��� �� �# ��� �� � �)�������! ��� ��� � ������ ����� � �� ������ �� ��� �� � ���"�*����� ��������� ���� ���� ��� � �� $ ��� �� + �)�������! ��� ������ �� � � ,�� ��- ��� �)������ � � ���� ���� ����� �� ���! � �� �)������ � � ������ ����� �� ./������ ���� ��� ��� ���������� �� ����� ���"� � �� ������ �� � � ��"� ����������� � �� ��� �� �)������ �� � � ���� � �� � � %�0� *���� /����� �� ���� � �� �� �� ����" ���� ��� ���� ���� ������� � � �������� �������! ��� �� ��� ���� ��� �/� �� ������ �� n × n ��/������ ����)! �/����" �� � ��"� "��� �� ����� ���"�1 ���! �� � ����� �)����! ������ 1 �� ��"� ������ 2� � � �� � ���! ����"����" � ��������� ������� ����� ���� ���� �� ������ �����/����� ���� /%�+�0*���� �3���� ��4������� ��� ������ �� ���/� � � ����� ��� �����/��! � �� �� � � �� � ��� ������� � � ������ �� � � %�0� *���� /������ ������ ��� ���� �������� ���� ��� �*�� �� ��"������ ���� ����� � �� ����� � � ���� �����*��������" ��� �� ������� � � �*�� �������" ��� �����" �� ���*�����

����������

5� � �� ������ �� �������� �� �6����� ��� �� �� �������� ����� 2� ��� �� �� �"���*���- �� �������� ��� �"���� �� � � "������ ��� �� ���� �� �������� ���������� ��� ������/������ �� ��3���� �� �78� �� ��������" �"���� ��� '�9 ���������:���������� 5� �*���� �� ���� �� � � ����� �78* ��� "���*����� "��� ������� ���� �� �� ����/��"����� �����������! ��� "����� �*���������� ��� ��� ��� �����" �� ����������� �������� "������������� �)����� � � "������ ��/������� �� � � ��"��.���� �*��� � ��" � �� ���" *��� ��� �� � � ����! �/����" � /������� ����������� �������� ������� �� �������� �����" ��;������ �� ����! �� ������ ���� �� �������� ������ �� � �� � � "�������� ����� ���� ��������� � ���� � �������� ������� "������ ������ ����� ������������ ������� �� ��� ��� ����" � ���"��*��� ������ &��� � ��, ���(! �������*��" �� � �����*��*� �*�� �*��*����� ���� ���<�������" �� ��� ��! "� *����� "����� ��;����� ������������ ��� �� ����!�)���� � � ������ �� � � ������� "����� �� ����� � �� � ���"�� ��;����� ���� ����" �������� ��)������� =� >! �$+?� �� ����������� �� � �� ��! � �� �/� � � ����� ���� �� �" �� ������ �������� "������ ��� ����� ���� �� ������ �� ���������� =�%?� ���� ������ =�@,?������� ������� ����� �� � � ���4�����*��� ��" ������ �� ������ � � A�B��� �3�� �� ��/���� �)������" � � ��������� ����" ������:������� ������� ��������� ���/����� ����� �� �� ������ � � ����� �����/�� ��� �� � � ���"� ��/��������� �� � � �����" ��/��� ������ ����� �� �)������ �� ��3���� ����������� ����� ��������" ��� ��������" ����������� �����! �� ����� �� ���������� ������� � ���������������� �3����! �� ��������� � � ������������� �� � � �)������ ���"� � ����� ������ ���/�� �� ������" � ��� ��� ������" ����� �� ����� � �� ���� �� �/��� � �������� =+>?� � �� ��������� ��������" ����� "���� ���� �� � �� ����������� �������� � �� �� ���� �� ����.� �/����! ��� �� �78� �� ��� "���� � ����"���������/��� ����� ������� ������� �� ������ ������ �� ��.���" � "������ �������"�� ��� ��� �� �" � �� ��� ��� ����"��� ���� ��������� � � ������� ������� ��� ��� =$+?���/��� ������� �/� ������ ����������� � �� �� ���� �����! "������ �������"��� ���

��� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

�� �� ����� �� ��� �� ����� �� ���� ���� ��� ���� ����� ������� �� ��� ������� ����������� ������� � �����!� ���������� "��#�� ��������� $%&'() *��� ����� ���������� ����� � ������� �+ ���� �������� �� �� ��� �!���"��� �+ �������� ����"�� ����������"��

,� ����������� *� �"�������� +�� ����� "������ �"������ ��������� ������ ���� �����-����� "��#��� ��� �� ������ ���� *��� ������!� ����� ����� ��"�� ��"���� ����-"���� .�� ��������� ��+�*��� �� !������������ ����� �/�� �� �������!� !������ ���������-����� ����� *��� ��!�� +����� ����� *��� �� ������� ������� ���� ����� � �� ����� �������������� �� ��� �"���� �+ "���������� � �� �� ���� �+ ���������� ����������� 0���*��� ������ ��"�� ������ ���� �� ���1�" +��"������ ���"���� �� !���������

�������

�������� ������ ���� ��� �� � ����� �� ����

$%&� ��� ������ ����� ���� �2������ �������� ��� ��� ��+��"����� �������� �� � ����+ ���������� 3��� �������� ��� ��� ������ #-"��� 4����"� �������� ���������� �+ ������k5 � ������ +��" ��� ���� ���������� 6��� �������� (k − 1)-� ���-�!����� ���*���#-"���7 �� ��� �������� � ��� n1 �� � ��� n2 �+ �� ��� �+ ��� (k − 1)-������-��2 �+ n1 ������ ��� (k − 1)-������-��1 �+ n2 48�� 9��(5�

0���� ����� ��� �� ��"���� ���� �$%&� � "������ ������ ���� 4��������� �+ ������� ���#� �� "��� ���� �*� ����� ����5 ���� � ������ ��� ��+���� �� �� � ������ �9����� ���� 48�� 9���5� ��"������ ���� � ���� *��� ������ ���"�� ����������7 ������� �+��� ����"� *���� ��� ������!� ������ ���!����� ��� ��������� � ���� �������� *����������� *���� ��� ����� !������� ��� +�������� ���� ������� ������� 4)9�� )��5�

�������� ��� � ����� �� ���� ��� �� ��� �� �� �� ��

���� ����������

'� ���� � ������ $%& +��" ��� ����"�� ��!�� �� ���� ����� ��� &(0% �:: ������ �����'� ����� +��" ������� ������ ���� ���� ��� ����������� � *� � ��� ��� �� 1���� �����* �������� #-"���� ����*��� +�� ��� � �������� �+ �� !�������� ������ �� ��� ����+ ���� ����"��� '� ���� ��"��� ��� $%& ����� � ���� ���!����� ��������"� *���������1�� ��� ������ ���� �� ��� $%& ; ���� +��"��� � ������ �� ��� �$%&� $����� �������� *� ���� ��������� ���� #-"�� ��� �� ��� ����������� ������ ��� �� ��� �$%&�

0���� �� �� ������� ���� +�� �������� ��� ���� #-"�� ������ �� �� ���� �� "�� +��������������� ��� ����"�� ������ � ��"�� �� �+ ��� ���� ����"��� �� ������� �+ �������<��� !����� �+ k ��� �� ����� �� ���������� "������ )3=� ������ �+ ������� ������)3=�� �+ ����� )3=� ��� ������� � ���� ���� k ������ (� k ���������� ��� #-"��-�1������� �� ���� ����"� "��� ����1� �� � ����"� ���-��������� ������ �� � ���� �+�*�� �� ����� ����� � �� ����� � ������������� >�* !����� �+ k� �� ��� ����� ��������� ����� �������� ���� �+ ���-����1� #-"���� ,� ���������� �� ������ ������*��� �� ����� k ����� "� ������ � � ��� �� ��� $%& 48�� 9��5� '� ��� k = 31 � �+������� �� ����� ��� ���� ��+��"���� �� ������!� #��*� "��#��� �+ �� �������� ������������ �"�#���� �� ��!�?� ���� 48�� 9��5� '� +��� $%&'() ������� �� �� ������ �� �"���!��������� �+ k ���*��� �� �� ��� )�"���� ���� ���������� *��� �������� *����!�� �������� !���� �+ k +�� ��� ������ � ���������� ������ 4)9��� )��5� @��� !��������� *�������!� +�� �� �������� ���������� �� �"�#����� *���� ��!��!�� "��� ��"�� ����������"�������"� 4)9��A )��5�

k

k

k k

k k

k k = 31

��� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

������ ������ ��� ���� �

���� ����� � �� �������� �� � ������ �� ��������������� �� ���� ���� � ��� ������� �� ��� �� ����� ��� ���� ��������� �� ���� ���� � � ���� ������ ��� ��������� � ���� ������� � ��!�� �� �������� �� � �������� "���!�� �� ��� �#��$� %��!&������ '��� "������ (%&'") *+,-. �� ������� ��� ���/ �� � ���� ����� ��� ������ ��� ��� ������!� �� ���� ��������� ������� ���� ��� ���� ����� �� �������� ����� ��� ���� ����� �������� 0��� ����� ��� � ������� ���� �������� ��� ������� ��� ������ �� ���������� ��� � ����� ����� !���� �� �� ��� �1� �� ��������� 2� � ������ �� ���� ���� ��� �#��$� %&'" ��� �� ���������!!� � !�� ����������� �� �!���� ��� ��� ��� !�� �� ������ ����� ����� ��!��� ��� ���� ��� ��� ������� � 3/�� ��� ��� � ������ ��� ������� �� �!���� ����� ����� ���� ��� ������������ �� � ��� ��� (���� �� �� ��� 3!��� ��� ��� ����)���� ���� ����� ��� �� �!! ��� � �� ������ � ������ ��� � ���/ U 4

Ui,j =

{1� � ��� j��� ���� � ������ � ��� i��� � �� �����50� ���������

6� ���� �������� ��� ���/ U ��� Z� ���� �� ������� ��� ��� �!!�!� ����� ���� ����� �� ������� *7+.4 Z � ������! �� U �/�� � ��� ��!��� ��� � ��� !����� ����0.5� ���� ��� �� !������4 Zj = 1− Uj ��� ����� ��!����6� ���� ������� Z �� �� ��� �� ����� ��!���� 2� ������! ����� ���� ��� ��� ����!!�!� ������� ������� ���� ���� �!! �� �� �������� �� � ���!� ��!��� 8�� �� �� !������ ���!� !��� �� ������� ��� ��� ��������! ���� ������! ���� "��!!�� �� 3!������ ��!��� ����� ������� � ��!�� 0.01 9 ��� ���� ��� � ���� ��� �������!� ���� ������� � ���� 6� ������ ��� ����� !������ 3!����� ���/ �� ������� �� X�2 ������!�� ���� ����� ��� ����� !��� �� ��� ��� ��� �� ������ ������� ��������� ������� 2������ ����� ���� �� ������� (�� !����) ��� ����� ��� ��������!� ��������� � �� �������� �� ��� (���!�) ����� 6��� ����� !������ ��� ��� �� �������������������� !��� �� ��� ��� ��� �� ������� �� �� ������ ��� ��������� ��� ��� ������ ��

������� ������� � ��� ����� ���� ��� �������� ����� ��

'��� �6#0 !�������� �/������!� �������� ��� ������ ��������� ��� ����!� � � ������ ���������� � ��� �:��� �� ��� � �!���� ��������� � ��� ����� ��� ������� *++�,;<� ,,7.� &� �!���� ���������� ��� �� ������ � ������� ������� �� ���� �!���!��� *=>� 7+� 7-� ++<.� #� �������! ��������� ���!��� �� ���� ������! ���!� ��� � �!���� ���������� �� ���� ��!���� ��� ���! ����� ������ ���� ��������� ��� � ��!���� ��������� ���� ?%%� � ����� �������!� �� ���� � 3/�� �:��� ��������� �� ������������ �� �!! (# ���/ 0-�+4 ���!����� �� ��������� ���!�)�6� ���� ��!� �� ��� ������ ����� *7+.� ���� ���� ��� !���� /�� ���! (?%%) !������ � ��� ��%%# !����� *,,@.� �� ���� ��� ��������� ��� ������ �� ��!���������� ��� ��� � �!���� ���������� ��� ����� �!�� �:��� ��� ����!�� �� ���� ���!����� �:����� �� ��!��!���� ���!��� ��� ��������� ������� ��� ��!��� �� ��� ���/�� �������� ��� � �!���� ���������� ��� ��� ������ � *7+.� ���6#0 � ����!!� ������ ������ !����� �:��� !��� ���� ��� ���� � ��3�� � ��!������� ���� ���� �������� � ���� #� �/� !� �� ��� ��������� 3����� � ���!��!� ��!����"���!!�� ��� ?%% �� ������� ��� ��������� �� ��� ����1�� ������ � Yi� ���� ���j��� ��� �!!�!� ������ Xij ��� ��� � �!���� ��������� �� �������� �� � ��� �� �������W ∈ R

n�p� ��4

��������������� �������������������������������������������������������

���� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������ ���

Yi = Xijβ +W Ti α + εij, j = 1, . . . , p. �����

β �� � �� ��� �� � ��� ��� � �� �� � ������� α ∼ N (0, σ2a)� σ

2a > 0 ��

� ��� �� ��� �� � ���������� ��������� �� εij���∼ N (0, σ2) �� � ��� ���� ���

������� σ2 > 0� W �� ������ ���� � Z ������� ��� ����� � ������� ���������������� ��� ��� �� �������� ����� ��� �������� ������ Z = UΛV � ��������� ���� ����������� �� Z� � �� W = UΛ� ��� H0 : β = 0 ������ H1 : β �= 0 �� !" ��� ��� �� ������ ����� � ��#���� ����� ���� �� ��� ����� �$����� �� ������� ��#���� ������� β̂� %� ���#� ���������� �� ������� ������ ���� �� � �� ����� �� ��� �������� � ������"$������ ��� �� � &�'�����$(����� ��������� �$����� ����������� ��� ���� ������� ��� �)*+� ,�-.�

������������� ����� ���� ������� ����� ��

% /�� �� �� �� � ����� $ ������� ����� ���� ����� ������� �������������������� ��� � ������ �� � ���� )*+ ���� �� � ������ ��� �� �� ��� ������ ���� � ������������ �� � ���� ������ �� �� �� � ������ ����0� � ����� �� � $ ���������� ���� ��� � ���� ������ ��� �������� �� ����� ������� �������� %� ��������� ������� � ������� ��� � ������� �������� ��� �� ����������� ������� �� ����� �� �� ������ � "$���� �� ��� ������� ������ �� � ������� �*&1 ��� � �� �� � ������������ ����

����������� ��� ��

% ������������ ��� ������ �� � ������� ��� � ����� "$������ %� ��������� �� �� �� ���� � �������� ������� ��������� % ������ ������� ��� ���� ��� �� � )*+ �"$���� ����� � �� �� � ����� �� �����2����� ��������� � �� ��������� "$������ 3����������� ��� �� �� �� *&1 04 ����� � 4���������)����� )���� �4))�� )�� � ������� ��� �� � )*+ ����� � � 4)) ���� �� ������ 5 �� �� ��� ��� ����� ���� > 1 ��� � ����� �� ������� �� ����� ��6� ��� ��������� � ���� ��� �� ����� � �� )*+ ����� � �� ���� *&1 04���� ��� ������� *����� ������ �� �� ����� "$������ �� �� ����� �� �� ��������� � �� � ����� )*+ ����� ���� �� �� ������� � ���� ����� �� ��������������� ��� ��� ��555 �������� �� ��� �� �� ���� �� ������ �����7������� ������ �� 4���8 4����� 6���� � � ����� � �55 ������� ��� ����� "$������ 0��������������� ��� ���� �� �������� ��� ��� ������ �� ����� � ������������ ������ �� ������������ 6� �� ��� ����� �� ������� ������� �� � )*+9 ���� � "$���� ����� ��� ��������� �� � ���������� �� ���� �������� ������ �� ����� ���� ����������� ��� ����� :�#��� � "$����� �� � ���� ������� �� ����� ������� ������� ��� ����������� 6� � ����� 4));�55 �� ��� ������������� �� �� ���� ������� ���$��� � ��� ��� ����� ��� � ��� ������� 4)) �����

���� ����� �� ��

�� � ��������� �� �� ���������� ������ u � �� �� � SFF � �� ��� �� ������� ��� ������ ��� �� u �� �� ���� ne = 5 ��� <��� ��� �� ��� �ne ���� ����� � ��� ������� % ��'��� ����� �� *&1 04 �� � ������ ��������� �� � ���� �� �� �� � ��������� � �� ��� ���������� ������� �� ��*&1� 0� ��������� �� )�� ��=� ����� ���������� ������� ���� ����� �� � ���

U = Significant unitigs N = Neighbour node within ne=2 edges O = Other nodes = Neighbourhood surrounding each significant unitig = Induced subgraphs defined as the connected neighbourhoods

U1

U2

U3

N1

N2

N7

N8

N6

N3

N5

N4

N11

N10

N12 N9

N13

N14

N15

N17

N16

N20

N19 N18

O1

N21

O2

O6

O5

O4

O3

O9

O8

O7

ne = 2

U1 U2

N6

SFF

SFF

SFF

ne

β

���� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������ ���

���������� �� ��� ���

������ �� �� ���� ������� � �������� ���� ���� �� � ��� ����� �� �� ��������� �� �!"# ���� ����$��%�� ���� ������� �� # � ���� � �� � ������� �$� # ��&���� ����'����� �� ����� ��� ��'������ ( ������ '� '���� � ���� � � ���&���� � ��� ��� ��'�� ����'����� )���� �� ��� ��� �� ���� ��� ��� ���� � *� ����� ��� ��� �������� '� ��� ��� ��� ��'�����+ � * �� ��� �*��� ,$������ -���$�����+ ������ *�.� * �� �� ����� �� � ���� /���� %��� �� ���� ����'�������� ��� �*��� 0*����+ ����� �� ����� 1� ��� ���� ����'���� '� ���� � ���/���� ��&����� ������� � ��.� ������ ������� ��� ��������'��� � ��� �2$����� � ������ � ��� ���� ��� ������� ���� '� �� � �''��� �� � � �������� ����+ �� �2��� � ���� � (��� ���� ��� ��'����� ����� 3���� ����� %������ ��� '� ������ ��� ���� ��'�� '� ��� � ���� %� ���� � ��� �������� � ��$�� ��� �2����� �* � ����� 1� ���� ����'���� (� ������ �� '� (��� ��� �� ��� ��� �� ��� ������ *�'� �� � ��� ����� ������ �� ����'���'� �� '� ���� � ��� 4��/ ���+ 5,��4��+ �� �4�$�6637 ����'���� �89+ 999+ ��!�+�� � ��'��� ( ) :�� ����� ���� � '����� �� ���� � �9�;�� ��'������ � ������� ���4������ ���� *��� ������ �� � ����� ����'�����

��� ����� �����������

������ ������� � ������ �� � �* ( ��� �� ���� �� ������ ��'������+ ���* ���� ���� � �2���� ��� ����� ����� ������� * �� (���� ���� ��< �������� ������� (��&��� ��+ &$�����+ ��� ����� �=���+ �� ���� � 7�� � �* � '� ���� � 075>+ ?��+ �� ������� @������ �� � '��� ��+ ��� �� � '� � ?��������A� � ;��4������ �� '� ������ �� � ���� ��� � *�' '�*���� �� � ����� ��'�� ( �������� '� ������� � �� ( ������+ *� ��� �� � ������� ���� ���* � ����� ����� �* �� %���� ��� ��'������� / ���� � �� '� '���� �� ��� � ��� &$����� ( ���� � �� ��� ����� �minq#+ � '���� ��� ���� �� � ������� ����� �� (��� ������ ������ �� ���(��� � ��� ��'�� � ���

�� ������ � �� ���� � � ���� �

-� � ��� '�� � ��$�� � ���� ( ��� ����� � ( � %��� �� * �� ��� ��(���� ������ *������ �(������ 7�� ���� �� ���*� � ��$�� (�� ��� ���� ����+ (� ����� ������� ��� � ���� �=���� ���� � ��� ���� � �� #� -� � ��� ��� '�� � ��$�� ����� �� �� ���� '� �� � ��� ����� �� + (� ����� *�� ��� ��(���� SFF �� nh������ �������� � ���� ������ ������+ � ( ��� ���� *�� ��������

��������

�� ���� �� �2��� ���� ���� ��&����� (�� ����� '����� �� ���� �� * �� ��� ��������� ( ���� ����� � ��+ (�� ��� ���� � ��� ����� �< �� ����������+ � ������+�� �� ���������� �� ��� '� �� ����� �������� * �� ���� �������� (� ����� ����� ��+ �� ���� ���� �� (� � �� ���(����� �� ����� ����� ���������� �������� ��� ������ ��� 7�'�� ��B�

�������������� ������������������������������������������������������������� ����������������������������������������� �� �� ���������

��� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

����� �� ��������� ����

� ����������� ���������

����� �������� ������

����� ���� ������ ������� ������� ����������� �������

�� ���������� ���� �� !�

�" #$%&

����� ���� %'%()������*�+ %',-)���������� %'�%���� ������� %'%��.�������� �)%�/�0���� �(�

���������+� ,�!1� %',%%21� �-(

3���� �" #-�& ���+�� $'���

� ������ �� ,)4�% !�

�5 #)(&

����������� $�%�� ��/�0���� ((%������������ ((% ��������� ((%������������ ((%����+�� ���+ ((%�������� ��� �,����������� ((%����� �� ((%�� ������ (����������� $�%

3���� �5 #-�& ���+�� ('���

�� ��������� ���� $-4)� !�

�5 #,��&

���.���� ,-�����/�0���� %%)���� ���� ,-� � ��������� ,-��������� %�

�����0�� " %%)������� ������� %��

���� ��� ,-����������� %%�

3���� �5 #-�& ���+�� ,'$��

�� �������� � ������ � ����� ���� �������� ������ �� ������ ��������� �� ���� �������� ��������� ������ ��

����� ��� ������ ������ ��� ��� � ������ �� ��� ������ ���� ������ � ��� ����� ����� ������ �� ��� ��

����� ������ �������� ���� ���� ��� �!�

�� ���

�� ���������� ���� �� � ��� �� ����� ������ ��� ������ ��� �� ���� ���� ���������� ������� �� ����� ��� � � ������� � ����� �� ����!�� �� ���� ������� �"#�� ���$ ��%���������$ �� �� �� ����� �� ����� ���� �� ������ � ��� ��������� � ���� �&���� ���� ����� �� ���� ���� ���� '� ������� ������� ��� ���� ������ �� � � ��� ��� ���� � ����%����� ���� �()*� ��� �+ ����,��� ���%����� �� �-)*� ����� ���� ������.� �� �� /0�*'1 0(* ����� ��� �� �$ �� ���� �� ����� ���� ���� ��� ����

���� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������ ���

�������� �� �� �� �� ���� ������ � ����� �� ��� ������� ����� �������� ����� �������� ������� ������� � ���� ������� ������!�� ����� ���� ���� ������� �������"��� �#�$���� %�������� ��� ����������� ���������� ������� &$�� � ��� ��� ���� ���������� ������ � ���� ��� �'������� ��� ���� ���� � �������� �������� �� �����������()* ��� +)* ������ �� ����� �� ��� �,- ��������� ����� +)* ������ � ��������� �� ������ ��� ./01��� ������� �� �� ��2����� ���� ��� �� ����� ������ 3������������ ��4 ������ � ���� ��� ������ ���������� 4��� �������� �� �'������� �� ��� �56*374�������

�� �����

�� ������ �� � ����� ������� ������� ����"����������� ����������� 3� �� ���8��� �� ,96��� ���� ������� ������ �������� ��� ���� ��2������ ��'� ���� ��������� �� ���������� ,�4�'�� ���� ���� ��� �:��� ��� � �����; ������ ��!� 4���� �� ��4��� ����� �� �(� � <�� (��� ���������� ���������� ���������� ��� 4��� ���������� �� %��4� '��������� ���4� �� � ��'���� ����� �<0�� 6��� ����� �������� �� �'����� �������'��� �� 0<= ��� ��������� � ������ �� ���� ����� ����� �� ���������� ���%�� �� ���� �� ��� ��������� ���� �� 00� ������� �������� �� ������� ����� ����'����� ��� '��������� �����

�� �����

�� �������� �� � ���2������ ��������� � ����� ��� ������� ��� '������ �� �� �� �����"������ 3� �� ������ ��� ����� ����%� �� ��� ������� �� �$������ ������� �������� 4�������� ���4��� � �������.�� 6�� � ����� ��������� ������ �� ����������� �� ������ ������ ����� �� ��!� ��� ��'������ ��� ������� ���� ���� ���� �� ��� ������� ������������������� ��������� �� ������ ���������� �� ������������� ����� �0/ �0 ����� �� ��� � ���� �� �/� ������� �������� ���� �4� ����������� 4���� ������ ������� �������� �������>��� ���(?����$ ���������� ����� @�A�0B ��� ��� ������ ���������� �. � @�A.�B� 9��������������� ��� ����������� ������ �� ��� 0 ����������� ��� �'������� �0/�� C�������� ��"���� �� �� ���%���� ���������� ��� �'������� �� ��� )C9�5D ��8��� ��� �� �� �$�� ����� ������

������� ����������

(��� �'������� ������ �� ��� ����������� 4��� D 3 ��� * ��'��� ��� ����'��� ��� ����� ��"��� ������������ ��� ���������� �� �������� ���� �� ��������� � !��� '���� �� ����� ������������ @DB ��� ��� �� ������ @3 ��� *B�

����� ������

�� ����� ����� ����� ��� ��� ����� � ����� �� ����� �� ������� ��� ��� ��������� ��"�������� �� � ��� �������'� ������ 6� �� �� 4� �������� ��� ������ ���������� �� � ����������� @��� B �� ������ @0��B ��� �� �������� @�/��B �'������� �� ���E7C3 *��D�2 ��������� ������ �� ������� �/�� ��� ����'�� ��� 2������ �������� F������ ���� 4� ��������� ������ ������ ������ ��� F�� � �������� ���� ��� ���������������� 4� ����� ��'���� ���" ����� ���� ����� ����� ����� ����� �� ��!� ����� ���� ��� ��� ��� ���� ���� ��� 0��� �������� 6� ����� ����� ���" ����� 4���� ��� ������� ��������� ���� ��� ������ 6� ��%� ���� ������� ��� '���������� ����������� ����� ���� ���" ���� 4�� �������� ����� � ������

��� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

������������� �������� �������

�� ��������� � ���� ������� � ������� ������� �� ����� ��� ������� �� ������ ����������� ��������� ������������ �� ���� ������� ����������� ������� ���� ��� ���������� ����� �� ����� � ���������� �� ���� ������ ��������� � !� ��� ������ ��"������� ���������#� ���� ���������� ������ �� ���� ������ ���� ��� ���� ���������� ��� ���������� ����$��� ����� W � �� ��� ��������$����� �������� ��� � ���� ���� ��%� �� ���� ����������� ����� &������� ������ � !� � ����� �������'�������(�)� �� �������� ��������� �� ��� � ������ ����� ��������� �������� *+,-� ������������� �������'������� �� ���� ��������� ���� �������� �� ���� �� ��� � !� ������������� ����� ������� ���� �������� )� � ����������� ��������� �� ����� ��� ����������� ����� ��� ���� ������� �� �� �� �������� *+,-. �� ������ ��� � !� ��� � ������ /0 ���� ��������� ����� ��� ������� *12� ,0� 34,-� 5�� ���� ��� ����� ������6���� �� ��� �������� �������� &��� ��� ������� �� ��� ��������� ����� ��� ����������� ��� ������ ���������� �� ��� ����������� �����( �� ������� �� 5����� /�0 ��� /�/��� ��� ��� ��������� ������� �� 6$������� �/�37 ����� ��� �/�33 ����� �������� ������ ������� ����� ���� 6$����� ���� ����� 5����� /�0 ��� /�/ ���� ��� ������������� ��� ������� ���� � 6$����� < 0.05 �� �� �������� ����8������ ��� � �����������

����������� ���������� ������������

��������� ����

������

�� ��������� ����� *332� 33,- ������ #� ���������������� ��������������������

&+ ������� ����� �� ����� �3�3�3(� ����� �������� �� �������� �� ��� �����. 3( $����������9 0( ���������� ������� ����������9 /( ������ �����9 1( ��������� �����$���� 5� ��� ��� ����� ��������� �� �������� ��� ����� ��������� )� $�� ����������� ���� ���$������ "������ ��� ��� $��� ���� � ���� ������ ��6����� ������ ����3:� )� ���������� ������� ����������� �� ���� ;��� �0�7 *34/-� 5� �� ������ ������ , ���� ��� � <=5 �$����� �������� �� 7�74� ��������� �������� �������� ���$���� ��� $��� ����� �������� ��� �����"����� �������� &����� ��� �� ����� �������� ������������������������� �����(� ������ ���� �� <=5 �$������ �������� ����������� ��� ��� ��������� �������� �� ��� #����������� �� �����"���� ������� &���� /(����������� ��� ������ ��� ���� ��� �� ���� $��� )� ������������� �������� ��������� �� ���� �� �� ����� ��� �� ����� ��������

���

�� "���� �� >��? *321- �7�+�,$����� �� �� ������ �������� �� ���������� ��������@������������ �� ��� ������ �� "�� ��� ���� ������ ������� ������ �� �� ��������

����8������ ��� � ����������� ����������� ���������� �� ���� ������� &��� 5����� /�0��� /�/(� �� ������� ��� �� �� �������� �� ����� ������� >��? �7�,�/$���������� �������� ����� 6���������� ��������� �� ����� ��� ��������� ������� >��?�������� �� �������� �� "�� �����. 3( $�� �������� ���� � ����"�� ������ �� A����"��*3/4-9 0( ������ >��?9 /( ���������� �����"���� $��� ���� � B�� *+4-9 1( ����������������� �� ��� ��������� ��6������9 4( ��������� ��������� 5�� "�� ��� ����� ���

��������������������� ��� ������������� ����������������������� ����������������������������������� ���� ���������� ���� ����������������������!!"

���� ������� ��� �� �� ������ ��� �� ���� ���� �� ������ ���

��������� � ������� � ����� ������ ����� �������� � ��� ��� ���� �� ��� �������� ��� �������� � ���� � ��������� �� ���������� � � � � �� ��� ���!� ����� � ��� � � �� ����� "�� ��� ��� �� ��������� �������# � ��� � � ���������� �#���� $�� �������������# ������� ��� ���� �� ��� �� �� ���� �%�&�'������ �� ��� � � �� ���

�������������� ����������������������������������� ��������������������

��� ������� � �� �� ���� ��� ��� �������� � ��

��� �������� � �����

�� ���� ������ ����� �� ������ ���� �� ��� ����� ���� �� �� �� ���������� ��� �������� ����� ���� ������ �� � �������� �������� �����!�� ���" �#���� ���� �������� ��� ����"� �� ������" ��$��� ���������� ����" ����� �� �� ��� ��� �������" ����� ��������� ��������� ��������" ������������� �� ���� �������� ������� �� �� ��� � �� � ����� �� ���� �� ������ ����" ��������� ��� ����$� �����" �� �������� ����� ����������� �"��������� �����%���� ������ ���� �� ���� �� �� ���� ���� ����� ������� &�������� ���� ����� � ��������� ������ ����� ���� �� � ��"������ ��� �� � �� ���� �������� �� �� '�(� � ��$�� �� ������ ��������$ ���������� �� ��� ��������� ��� �� ���� ������%������ �� �� $������ �"! �)*� �� �����%��� �� ������ ������ +��������, ��� �� +��������, ����� ��� '�( �� ������ �" ����� �������� ��� �����" �� +�������� �� �������� �������, �� ��� +������ �� �������� �������, �����&� ��������� ���$� ���������� ����� � �� ������� �� ���-χ�$�� ��� *./������� � �$� �� � ���� �����$ ����� �� �� �� ���� �� ����$ ������������ +����0 �1�2! ������� �� *./� ������ ����, $� ������ ��" ������������� ����� ���� �� %��� �������� $����� �� �� ��������� +����0 �1�1!-���� �� *./� ������ ����,�&� ������ �� �������� ��� ��"��� ������ ��� ���� ��������� ����� ���������� ���� �� ������������" �$������! �� ��� �� �� ���� ������ �� �������� �������� ���� ������ �� ����� ���� ����3������ �������� � ���� �� �� ������� �$�������� � ����� �� �� ���������� �� � ������ ����� ��� �� � �������� ����$�� �� ����������� �� ������� ��� �� ���#���������� ����� ��� �� ������� ������ ������� ����� �� �� � �"������� ��� ��� � �� ��� �$������ ��� ������� �� �� ������� ���� �� �� �� � ������� ����� ��� ��� 40������" �� �� ����� �� �� ����"����������� ������ �� ����� �� +����"��� �� �� $������ �����0,� � ������� �����%� ����"��� �� �� � �����"� �� ���� ��� ���������� �� ������� ����"�� ����� �� ������� �������� �� ������� ����� �� ��� ��� ��� ������" �� ����� ������� 5� &� ������� ����� �� ��������" &��� �1�6� ��� � ���� ������ �� ��� �� %�� � ��������� ������ �� �������� )� ����$��� �� ����$� ����� ����"� �� ������ #�����" +�������������� ������"���� ���������,� �� ���������� ����� 5�7�����"� ��� ���� �������� �� ����������� ��� �� ������� � ��� �� ��� ��������� �� ������ ������ ������ ��$����������� &��� �� �" ������ ��� 8���� ����$����� ��������� ����� �� �� �� ���� ������������ �� ����� �� �� ����� ���������

�������������� �������� ��������������������������

������� �

��������� �� �� ���� ������

��������� �� �� ������� ������ �� � ���� ������ ���� ����� �� �� ���������������� ���� ��� ��������� � ��� ������� ������� ���� ��� ���������� �� ������������ �� �������� ���������!����" �� ��������� �� ��������� ���� ���� �� ������#� ������ � ����� ��� �������� ������ �� �������� ���" �� �� � ��� ��������" �� � ��� ��������� ������� ���� ��� $�%�������� &������ �� �������� ���� ���� �������������� ��� ��� ������� �� ��� ������������" �� ������� ���� ������ ����� ��� ����� �� ���� ������ �� �������� �� ���� ������� ������� ������� �������������� ��� ���� ��� ������� �� ��� �� � �����" �� ������������� ��� �������� �� !�� '�(� � ���� ����������� ����� ��� ����� � ��� ����� �������������� ����� ��� �� ��� ��������� �������������� ��� �� �������� �����)��� *� ����������" ��� ��������� �� � ������������ �� � ��������� �������� ��� �� �����)�� ��� � �+�� *�����" �� ��� ����� ����� ������� ������ �� ��� �������� ��������������" � ��� �� �������� �� ��������� ���� ����� ������������� � � ��� ������ ,������������ !�� �'�(-� � ���� ���� � ���� �� ���� �� �� ����� � ������������ �������� ������ ���������� ��� � �� �� �������� ������.�� �� ��� ������ ������%��� ����� ���� ���) �� ��� �����.� �� �� �� �����" �� ����) ���� ��� �������������� ����� �� ������� �� ����� ����� �������� ,���������- � ����/� ����� �� ������������� ����������" ���� �� $���0�������� 1(2(3 �� 4�������� 1(563�

��� ����������

����������� �������������� �� ������ ���������� ������ � ���������� �� ������ �� ��������� � .��� �� ��������� �������� 1(78" (293" ���� ��� �������������� ��������������������� ������� ���� �� ��� ������ 1(:23� +������� ����� ���� ������ ���� ���������� ���� ���������� ���������������" ��� ������������ �� ����� �������; ��������������� ���� ��� ���� )�������� 1(563" � �� �������������� ���� &� 4 1(:73" �+� ������� ���� �����+�<< 1(953" ���� ��� �� �������� ���� �������� �� 1973 �� ���������� ����� 1:'3" ��� �� ��������� �������; ���������� �� ���������� ���������� ������ ������ $ )���� 1=93" ���������� ���� �� ���������� ���� $���0�������� 1(2(3" ���������� �� ���� �� �� 1993������� �������� ���� �� ��" ���� �� ����� ��������� �� !�� 7�7" ��� �� >������������������ �� ���������� ��� � ������� ����" ������� ��� ����� ����� ���� � ������ ���� ���� �������� � $�������" ���� ����� ��� ������ ��?���� �� ��������� �� ��� �� ��� ������ � ������ ���������" ��� ������� ������� � �������" ���� �������� ������)���������" ��� ��" �� ��������" ��� �������� ��������� �� ������ ������ �� � ���������� �� ������� ������������

���

Graph 1: pattern in an accessory noncoding region

Gene A Gene B

152 bp 87 bp

Panel Phenotype #unitig #sign. u. P. aeru amikacin 100 3

Mapping on NCBI of the 6 selected unitigs drawing a red path

Gene A: Hyp. prot in PFGI-1-like cluster

Gene B: ICE prot., conjugal transfer prot.

Graph 2: two neighbour resistance genes are selected

Panel Phenotype #unitig #sign. u. P. aeru amikacin 83 4

Selected annotation Nb unitigs with annotation

Colour on figure

(Phe)CML 18 (AGly)AAC6-PRIME 14

Selected annotation Nb unitigs with annotation

Colour on figure

[uniprot] Mercuric reductase 271 [uniprot] Transposase for transposon Tn21 438

Graph 3: two neighbour genes are selected together, one is a transposase (involved in gene mobility)

Panel Phenotype #unitig #sign. u. P. aeru amikacin 1525 82

A. B.

C.

���� ����� �� � ������� ���

������� �� ��� ����� ���� ������ ������ �� ���� ������ �� �� ���� ��������������� ���� ������ �� �� �� �� ���� �� ��� ��� ������ �� ���� ! "����� � ���� ���� ������ ���� � ��� ���� �� ������� #$��! %!�&' ���� ������� ����� �� �� #������(��)���������' ���� ����� �� � ���)������ ����� ���� ������������������ ��� #��* ��������( ��� ���+�����( ����'! ,�� � �� � ��-�� ���� ���� ����� ����* ���(� �� ��� ����� ����� �� � ��������� ����� �������������� ���* ���� �������� ������� ������ �� (������ ���� �������* �-��� ���������� ���� ��� ���� �� �������!"�� �(��� �������� (������� �� �������� ����� ��� �� ���� �� ��� ���� �� ������ �� ������ �� �� ������ ����* ���� ���� ������ ���� ������! ����* �� ����������������� #�� � �� ���� .�/"&0 �� ������' �(����* ��� �� ������ ��� ����� �����! ,��� �� �� ��� �� ������� �������������� ��� ��1 2� ��� ��$��! %!��! ����(�* �� ������������ �� �� ����� ����� ��� ��� �� ����-� �� ����� ����� ���� ��� ��� ��� ������ �� ������� �� �������� �����* ��� � ����������0�3 �� �� ��* �� ������ �� ,��� 4!�!/����� ��� (� �� ���� ��� ��� ����� ��� ����� �� �(��� ����� ����� ��� ��� �� ����� �� (������ ����� �(�������! �� ����������* ��� �����(��(� �� �� �������* ���� �� ����������� �� ��������* �� ������� �� � �����*�� ���� �� ������� �����* �� �� $��! %!��! �� ���� ���* �� ���������� ������������� ,��� �� ����� ��� �� ����������� ���! ,��� ���������� �� -���� ���������� ������ ���������� �������� ���* ��� �� ���� ������ � ����� ������������� ���������� �� �� �� ��55�! ,� �� �� �� ���� ����� ������ ������������� �� ������� ���* ����� �� ��� ��� ���� �� �� ����������* ���� ����� �� ������ �����!��� �������* �� ������ ��������� ��� ����� �� �(��� ����� ������� ����������� ��� �������* ����� �-� �� �� ���� �� �������!"�� �(��� ���� ��� �� ������ �� � ����� �����* �� ��� � ����� � �� ���-����� ��� ��� ��������� �� ���� �(��� ���������! ,��� ��� � ��� �� �������� ��������� �� .�/"&0 ����� ��� #�� ��� ���'! ���� ������� ��* �� ���� �� ���� ���� �� ����� ���� ������ ������������ #$��! 4!�' ��� ���- ���-� ���� ����� ����������� ����� �� ������� �� d > #�� × 5' ) � ���! 1������ �� ��� 0���� ���� $�����$���� ������ ��� ���� ��� �� �� ����� ���� ��� ����� ���� ������� ��� ����� �� ������� �������� ������! �� ���� �����* � ������� �������� ���� �� �� �� ������!" ��( ��� ��� �� ���� ���-! $���� �� ���� ���) ��� ���� �� .�/"&0 �� �� �����������������! &�� �����* ���(�� ��(�� ��� ���������� � ���� �����* ���� ���� �� �� � ���� �� (���! ,� ���� ���� ���* � �� ��� �� ����� � ������ ������������� ��� �� ��� ����! 67���8 �� �� � �� �� ���������� �� �� ���� ������������ ���(! 3����������* � ����� � ������ �� ������ ����� ��� ��� ��� �����������* ��� �� �� �� ����� ���� �� ��9������ ���� ����� ����������� #13' ������� ����� (��� #�/7'! " ����� ���� ��� ��� (��� �� �� ��� � �� :!

��� ����� �� � �������

&�������� ������������� ���� ����� #0�3* ����* ��!' ��� ���� ���� ����������#�������� �� ������ �� � ���� ����� ���� �� � ��* � ������* ��!' �� ������� ������������� .�/"&0 ������!" ���� � � � ��� ����(��� ������ ������ ���-; �� ������������� ���� ��������������� #13' ��� ���� ����� ���� #�/7'! ,� 13 ����� �������� ����� �������� 0�3�<����* �� ��� �� �������� ���* ���� �� �/7 ����� ������� ���������� ������ �� � ���� �����!

��� ������� � �������� � ��� ���� ������

�� ���� ���� � ���� ���� ����� ��������� ���������� ���� �� ��� ������ ��������� ���� �� �� �� ��� ���������� ����� ��� �������� �� ����� �� !�� � � ������ ���"� ��� ��� ���� �� ��� �������#

����� �������

�� ����� � ������� �$ �������� � ���� ���� �� $� ��� �����% ����� ��� � � ���� ������� �� �$ ��� �������" �� � ���� �������# &�� � ���� ������� �� ���� �� ��� � ������������� �� ����� ��� ������� ��� ����� ��� ���� ������� �� ���� �� ������ ��� � �������� $� ����# &�� ������� ��� ���� �������� � ���� ������� $ �� ��� ������' ����������%��� � ������ � (����� )� �� ��������� � ����#

��������� ��� ���

�� ������% ������ **+ � ���� $ �� ��� � ���� �������� �� �� ��� ���%��� � ������� (����� )# �� ���� ��% ��� ���% � ����# , (����� )� ��� � ���� �� � ��� ���� ����-.��/ ��$���� �������� ��01 �� ���0233# �� �' � ��� ��� � ���� �$ -.��/ ���� 1 ������ �$ �� �$ �� 2 �� 1" �� ) ������ �$ ��� �21� +3 �� 233"# �� � � ���� ��� ������ ��� ��� ������ �� ��� �� � ���� ������ ��� �� ������ ������ �$ �� ����� ���� �� ���� �����4 � ����� $ �� ��� ���� -.��/ ���� 5 ������� ��� 6'������ ���������� ������ �� ��� ������ � � �������# &��� ������ �� �����$% ��� �� � ���������� ��� ���� minq �� ��� ��� ������� ���� ��� ��4���� �� �� ��� ������� ���������� �� ���� ��� �������#.����� ���� � ���� ���� �� ��� ��� �������� � ���� 7 ���� �� �$ ���� ��� ������ ���� �� ��� 7 �� �� ���$% ��� � ���� ���� ��� � ���� �� ���� �������� ���� ����������� ����� �� ��� � ���� ��� ���� �� ���� �������� $� � �� ����� �������� � ���� � ����� � �� ����� ������ � ���� � ����"# 8����% ��� � ���� ������� ��� ����9*1 ��� � ����� ������ �� 22 ��������� ����� ��� ���� ������� ��� ���� )35 � ���� ������ �� 23 ���������#

�� ������� �� ������� �����

�� �4��� ��� ������� ���� � ���� ������� $ �� ��������� ������ �� �����%���#&� ����� ���� �%����� �������� �� ���� � ������ �� ����% �� ��� ��� �� ����� �� ����� � ���� ���� ��� �� �������� ������� ��� ���� � �������% :**;� ������� �$ N =282 ��������� ������� �� $� ���� � ������� �$ � � �� ������� ��� ���������� ���������# &�� � � ���� �� � � �������% ������� �% ������� ��� ����� ������������ ����� � � ��� $�������# 8� ��� ��� $����%� ��� ��� ��6���� �� � �4� ����$ �� ��� ����� ���������� �� � �������� ������� ��� ������� ������ ����#�� ���� �%����� � � ������ �% �������� � ������� �$ C � �� �� � � ���� �����% ����� ���� ��� 2)<= ��������� � � ����� �� ��� ���� � (����� 5 �� �8��� � 5#2� ����� /� . �� (# 8� ���� �� �� ��� ����������� �� ��� � ��� ��� ���� � �� ��� � ��� �����%��'��������� �� ���� �� ����� �� ����� � ����� �������� � ���� �$ ������� ����� � X� $ �� � ������� ���� ������ ���� � � ������p ������ ������ ������ 3#21 �� 3#1"# ,$ Xi = 1� ��� i'�� ����� �� ������� > �$ Xi = 0��� �� ��# &�� �� ������ � �����%�� Yi �$ ��� ����� i $ �� � ������� ���� ������������� ������ �� Xi ��� � ���� ���' ���� ������ ������ ������ = �� 23"�

Yi ∼ B(πi), πi =1

1 + e−Xiβ, β = log(���' ����) �=#2"

, � �� �� ���� ��� ���� �$ -.��/ ��� ��� ��������� �� ��� ��� ���� ��

���� ����� �� � ������� ���

������ ��� �� �� � ��� �� �������� M �������� ���� �� ����� ��������� ���������� � ��� ����� �� ������ �������� �� �������� ����� ����������� � � �� �������� ������ � ��������� ������� ������ ��� � ����� �� �� ���� ��� � ������� �������� �������� ������ �������� �� ������ ��� ��� ��������� �� !� � �� �� �� ������� ����� �������� ���� �� !" � ������� #�� ������ ������� �� ���� � $%&�#' ����� ������ � ������ ����� �� �� ��� ��������� �������� ��� �� ������� ��� ������ �� ������� ����� (������ ������� ������ �� �� )���� * �� !+ ��� ��� ��� ��� ���� ���� ��$%&�#'��� �������� ���������� ������ ��� ���������� �� ���� ������ ����� ���� �����������������,��������� � ����� ���� ��� � ����� �� ��������

�� ��� ��� ���������� �� �������� ������ ���� -&. ������� ��������� �� � ��������� ���� ����������� ��� -&. ������� �� �� ������ ����� ��� ���� ������ ��� ���� � � ��� ����� (���� ��� �� � ������ ���������� ���� �������� ���� � ������������� �� M ��� �������� )���� � ��������� ����+�� N ��������� � � � ��� i��� ������� �� ��� j��� ������� �� ��� i��� ����������� �� �� ��� Xi ������ �� ������ � #�������� *

������� � ���� ����� � C = 200 ��� �

�� i �� 1..N = 282� j �� 1..M = 50 ��� ���� � �������� ���

� Xi = 1 ��� # sequencei �� alignmentj � ����� i/� Xi = 0 ��� $� �����/

�� � � ���� � �������� ���

� Xi = 1 ��� $� �����/� Xi = 0 ��� # sequencei �� alignmentj � ����� i/

��

���������� � ��� ������� � ���� � ��� ���� �������

��� ���� �������� ��� ������ ��� -&. ��������� ������� �� ���� ���� ������ ��������� �� �������� � ���������� -&. ������ ��� ������� �� �� � ���� ������������ ��� -&. ������ �� � �� � ������ ������ ��������(�� ���� ��������� ��� ������ ������� � ������ � ������� �� Xi = 1� ��� i��� ����� ��������� � ������ ������� ������� � ���� �������� � �� Xi = 0� ��� i��� ������������� � ������ ������� ����� ��� �� ����� ��� �������� �� ������ � #��������� 0 ��� ������ ��������� �� ����� ���� ��� 1���(��� ������� 2* 34 ��� ��������� ��� ������ � �� ������ �� �������� ��������� ��� ������� ����� ��� ������ ���������� �� ����� ������5 ���� ��� 67 8 ������ �������� �� ��� �������� *383 ������ ����� �� ��� � � ��������� ��� ������� ���� �������� � �� 98: ��������� ����������� ;������ ����� ������� ��� �������� ������� � ���� ��� *! ������ ������������ *87 �������� ��� ������

������� � ���� ����� � C = 50 ��� �

������ Res� � �� � ���� ��� ����� ���� ��� 146 ������ � �� ��� �

15 ��� ��� �

�� i �� 1..N = 282 ��� Xi = 1 ��� # � ����� i � ������ ������� � Res ���/� Xi = 0 ��� # � ����� i � ������ <=� ������� �� Res ��� /

���������� �� ��� ������� � ���� � ��� ����� �������

� ���� ��������� ��� �� ������ ��������� �� ��� �������� �� �������� > ��� ��������� � ��������� ��� ������ �� � ������ =�� ��� ���� ����� > ������� �� ��������

��� ������� � �������� � ��� ���� ������

���� ������� �� ��� �� ��� ��� �� ������ ����� �� ���� ��� �������������� ����!"��� ���� ������ ��� #$%& ����� '��� ��(������ '��� �� ����� ����� �(�� ���( ������ ��������� ���������� � )������ �� ��������� ��������� ��� � )������ �� ����(������������������! *��� +���������� �� $%%, ����� �� ����� � ��� �� �����!��������� � ����� ���� �� ������� �

�� ����� ��������+ ���(�� �� �������� � ��)���+� s �� C = 150 +��� ���� ����(�� ���( '� ��+ M = 50 ���� '��+� '��� ��+���� �� -. (�������! /� ����� ����(����� -. (�������� �� ���� +��� ��� �++������ ���� '� ����� �� ����������� ������)���+� ��������� f ���� ������ ���'��� 0!$, ��� $ �� ����� � ��+��� �� (������ ���������+�1�����+� Gi ∼ B(f)2 �� Gi = 0 ��� M ���� ��� ��(���� ���( ��� +��� �����)���+� �� ��� i��� ���(�!������� ����� �� -. ��� ���� +������ �� ������ ��(� ����������� '����� ��� -. +����! 3���� ��� nb4mut ����(���� ����' �� ������ ���� ���'��� ��� �� ��� (������� -. �� � ��� �� ��������� �� 3� !5!%! "��� ��� dist ����(���� (������� �6.�1������ +�� �� ������ ��� ���� '��� ��������� � ��������� �� +�� �� ������� ��� ���)�������� (��������! 3������ (�����������+ �6.� ��� ��(������ �� ��7����� �� allele4fq ����(���� �� ���+����� ���� �����( 8!

M ����� ��� ����� � ��� �� ��� �� ������

�� i �� 1..N = 282� j �� 1..C = 150 ���� ���� ������ ������ � ����� �� ����

� j ∈ M ��� Gi = 1 ����� ���� ������� �� ����

�� k = 1 �� nb�mut ��.�+ � �������� posk ������� ��� ��� �9���(�����:$,0 ;��� ��� ���� ���������<=� k > 1 ��� ����� dist ���'��� posk ��� posk−1=

��

� �� ��� �������

������ ������ ��

Allele ∼ B(allele4fq)=� Xi = 1 ���

� Allele = 1 ��� Base ← ���=� Allele = 0 ��� Base ← �>�=

� Xi = 0 ���� Allele = 1 ��� Base ← ���=� Allele = 0 ��� Base ← �*�=

?����+� �������� �� Base=��

��

���������� � ��������� � �� �� � ���

� ����� �� ,@#@ ����� '��� �� �-.� ����� '��� �������� ���� ���� ������ � �(�� ���($5#& ����� �� ����� � �� ��+� �� ��� �����'�� �����2 �++���������� �� �++�������(������� +������� �� ��� +����(�������! *��� +���������� �� $$&, ����� ��� �� ����� �� ����� �!�� ��� ��(�������� ��� ����� �� � ;���� ��� �� ���� � ������;+����� �� ���� � ��������� ��(�� ��� ��������+� ���'��� ��� ������� ��� ���� ��������! *�� ��(������ ������� ������� �� ���� ��� ��� $,%% ;��� ��� ��� �(���� ���� $A%0! ���� �� ��� ������� �������+�(������ � ����� �� A5%0 ��(������ ����� ��� ��� ���� ������� %,&, ��(������ �����!*�� ���� ������� �� ���� �� ������ ;��� ������������� ������(��+�� �� ��� �����+���� (��������+��� ���( ��� ������� ������� ��������!

���� ����� �� � ������� ���

« hotspot »

Single Multiple

« sequential »

‘nb_mut’ per gene

‘dist’ bw mutations

1

NA

2 to 4 2 to 4

130 18 bp 20 10 bp

Examples of real graphs

taken from TB resistance to

rifampicin and streptomycin

Examples of graphs obtained

by simulation

������ �� ��������� ��� � � �� ����

������ �������

���� ���� �� ������ ��� ��������� ���� ������ ������� ������� ��� ��� �� ���� ����� ��� ������� �������� ���� ������� �� ����� �������� �� ��� �� ����� ���� �� ����� ��� ����� �� ����� �� ����� ���������� ������ !�� ���� �� ������ "��� �! ��� � ���� �������� ���� ������� �� ���� ����� �� ����� ��

����� ������ ��� � ��� � ���

��������� �� � � ��������

#� ���� ��� $$ !������� �� �������� ��� ����� ��� ������� ����� ������ ����� !������� ����������� !��� ���� �������� ����� ��� %��� ��� ������ ����� �! � &�'#() ��� ������ �������� ����� ��� ����� ���� �! � ���������� ������� �! &�'#()� ���* ������������ ���� ��+� ��� ������,��* ��� ����� ��������� �-���� . !��� ��� ����������� ���� ����%��� �� /������ $ ������ !��0������� ��� ��� ��� �� �! ��� ������ ������������ ���������0������� 1����� ��� ���� ��� �� ��� ���� ����� �� 2��� ��� ����������� ��� �� ��� ��������� � ������* �! ����� ������������ ���� �� ��� ����� �� ��� 0�������� �� ������������� ��3��#� ����������* �������� �� ���������� ����� � 2��� � �������� ����� �� ������ �-��� �������������� ����� ��� ������� ����� � ����� �� ��� ���� ���� � ����� ���*�������� 2������ ����������� �* � ���������� ��� � ��� ������ ����� � �! �����,��������* ��� ���� ��� ����� 2��� � �� � ����� �! ������ * 2���� � ��� ��������� 2���� ������� � ��-������ ������� ��� �� ��� � ��2 ������ *�/���� 4������� ��������� ��� �������� ����� ��� ����� ����5 �� �������* �! ��� ������0������ �� �������� ���� ��� ��0(� /66 ������* 7389� :� ��� ���� �! ����� ��������� ������� �������� �� ��������� �! ����� ���� �� ��� ����� �������� 2��� ��� �������4����� ������ * ���� ���� ���; ������� ����� ��� 2� ��� �� ����* � ������� �� ����� ��������� ��� ���������� �� � ���������� ������ �! ����� (� � �����0����� ���* � !�2 �!��� �������4����� ����� ���� ������ !�� ��� ����� 4������� ����������

��� ������� � �������� � ��� ���� ������

����� �� ���� ��� ���������� ��� ������ ��� ��� �� ����� ����� ������

���� �� ���� ���� �� �����������

����� ���� ������ ���� ng� ����� � ���� �� ����� �� ��� ��������������� ���� ns� � ���� �� ���������� �������������������� ���� �� ���������� ����� ns/ng�

����� ������!��" �����������# $������ ���� �� ���� �������� ��� ������ ����%

����� ��� � ���� �� ����� ��������� �� � �����

����������������# $������ ���� �� ������ ��� ���������� ����� ���"

&����� ���' ���" ��������'����� (��� ������ ���' ���"�

��������'��� )������� ��*������ �� ������ ���' �������

��+�������� &���� �� ��+������ �� ������ ���' ������ ���,���

������"�� ��� ������"�� -�

���� �+��� ������+���# $������ ���� �� ��������� �+��� ��� ��� ������

�����������+���# $������ ���� �� ��������� �+��� ��� ����������

����� ���"�

�����+��������� ���� �� ���������� ����� ,��� � ������*� �+���

.nsp/� ����� ���������� ����� nsp/ns�

)�' ���� ������ � �������� ) � �� ��' ���� ������ �� ��� ������

������������ � sp� ) � �� ������ �� ����� ,��� � ������*� �+����

������������ � sn� ) � �� ������ �� ����� ,��� � ������*� �+������������������� (��� ������ ����� ����� ,��� � ������*� �+����

��������������� (��� ������ ����� ����� ,��� � ������*� �+����

��+������� &���� �� ��+������ �� ������*� *��� � ������*� ��%

���� ��' ���� ������� ���������� �" ��� ��!����

� � |sp− sn|/max(sp; sn)���!����������� cp� 0����� �� ��� ������� ������ ,� ,��� ���� ��

���������� ���� ������*� ���� ��' ������

��!����������� cn� 0����� �� ��� ������� ������ ,� ,��� ���� ������������ ���� ������*� ���� ��' ������

��+������� &���� �� ��+������ �� ������*� *��� � ������*�

�+��� ������� ���������� �" ��� ��!���� ������

������ |cp− cn|/max(cp; cn)��������������" 1������" ����� ���,�� ��� ������� ������ ��%

��������� ���� ������*�� ��� ������*� �+���

������

� ��� ����� ������� ������� ���� �������� �� ��������� ��� ����� �������������

��� ��� �� ��� ��������� �� ��� ������ ���������

������� �� �� ������

� ����� �� � ������ �� ����� �� ������ ���� �� ��� ���� �� sign�node�effect�sd� � sign�node�degree�sd� ��� ���� �� � �� � � ��� ���� � ��� � ��� ����� � � ��

length�pos�mean � � length�neg�mean� ��� ���� �� � ��� ���� � �������� � ����

������� � ����� � ��� ��� ������ � ����� ������ �� ������ ��� �� ����� �� 0�

���� �� ���� ��� ���� �� ��� �� ���!����� ������� ��� � ����"��� ��� ��"����

�� �� ��"���� �� �������� ��������� � ���� ����� �� �������� ��� "������ �� ����

���� ��� �� ������ ��� ��� "������ #��$��% ������� ��� �� ����� �� 0� �� �� ������������� ��� ���� � "����� #�"&��% �"���� ��� �� �� ���!����� �������� ��" ���

���� ����� �� � ������� ���

������ �� �� �� ���� � ���� �� ��������� �� ������ ��������� ���� ����� �� ���� ��� ���� ��� ������ �� �� �������� ���������� ����� �� ������������ �� ���������� ������� ����� �� ��� ��������

���� �����������

�� ������ ������� ������ x� �������� �� ������� ����� ��� ��� ������ � �� ������������ �� ����� �� ����� �� ��� �������� ��� � ����� � ����� �� � �������������� �� ���� �� �������� ����� �� ����� �� �������� � �� ����� ������ ������� �� ����� �� ������ ����� �� ����� �������� �� ������ ������� ��� ��� �� ������������ �� �� ������� ������� �� ��� ����� �� x! �� ������ �� ���� �� �������

����� ������ ��� ���������� ������

�� ��� ������ � ������� � �������� ���� �� �� ��� �� �� � ��� �� �������������� � �� ����� ������� "������� ��� �� ���� ������ ����� ������ � ���� ��� ������ �� �� ������ ������� ���� �� ��� ��������� �� ���� #$%&� ' ��� � ���� ��� �� ���������� ����� �� ��������� �� �������� ������� �� �� ���� ���������( �� ��� ������� �� ���� �� �� � �� ������������ ��� �� �� �� �� �� ������ �� �������� ����������� ���� ���� �� ����)� �� �� ����������� ������*( ��� ����� ����� ��� �� � ���� ����� ��� ��������� ����� ��� �� � ���� �������+ ����� �� ���� ��� ����� �� ����� ���� ������ � ���� �*��� �� �������������� ������*� �� ��������������� ,-! #$%&� �� K����� ��������������� �������������� ������� �� ����� ���������� ���� �� �������� �� ������ ��� K���������� � K−1 �� ����� �� ���� �������� � �� K��� ����� .�������� ������������ �� K ��� �� � �� ��������� �� ���� ��� �� ��� ������� ���������� ������ �� ��� �������� �������� �� ������ � � ����� ��� �������' ����� � ��� ����� ��� �������� ������ ��� ���� � ������ �� ����� ���������� ������� ������ ' �� � ������� ��������������� ������� �� ������� ������ ������������ / ������� �� ���� ��������� �� �������� / �� ������ ��� �������� ����� ���� �� ���� 0������ ������ �� �������� ���������� �� ����� ���� � �� ��� �������' � ���� �� �������� ���� ������� ������ � ���� ������ �� �� �� �������������� ���������

� ��� � � �� ��

.����� �������� �� � ������ �� ������ ��� �������� ���) ����������� ���� ���������� ������� �� ����������� ������*( �� ���������� ������ �� ��� ������� �� � � ����� � ���� ������ �������� �� �� �� �� ����� �� � ������������������� ���� ������� � ������ ��� ���� �� ���� ��������� � �1 2�3!�

minf

n∑i=1

L(yi, f(xi)) + λΩ(f), 2�3!

�� f �� � ���� ������� L(y, f(x)) �� �� ���� ������ �� � �������� Ω � �������������� ��� ������� f � �� λ � ������� ���� ���� � ��������� �� ������* �� ���� ��������� �� ����� �����

��� ������� � �������� � ��� ���� ������

����� �� ��� � ��� �� �� ���� �� �� �� ������ �������� �� ����� �� ��������� ���� ����

L(y, f(x)) = log(1 + exp−yx�β), �����

�� � y� �� ����� ��� ��� �� X �� � ��! ���������� �� ��� ��� ����� �� ���� �������� β �� ��� � � ��"���� � �� � � �� #� ��� ���� �� $%&' ��� ��������� ����� � +1 ��� �� $()�' ��� � −1�#� �� ����� ���� � � ����� �������� �� ���� � � � �� �� �� ���� �� ������� ����� �� � � ����� ��������� �� � �� ��� �� ���� ���� *�� ��� �� � ���� �� �� ���� �� � �� ������ ������� ��+� �� ���� ����� ���� ��������� �� ���� ���, �� l1-���� � ����� ./0/1� �� l2-���� � ������� .231 ��� � �! ��� � �� � ���� ��-�� � .4431� ����� ��� �!��������� �� ���� *�� � ��� ������ ���� ��� � �� ��� ���� � ��� �� ��������� � ����������� ��"���� � ��� ������ �, ��������� �� l1 �� ���� �� � � �� �� ����� ��� ��"���� � ��� �!�� � 5� *��� ��������� �� �� ����� ������ ��������� ���������� � �� ������ �� ���� �� 6������ ����� �� ��������� ��� ������ �� � ���� �� � ��!� � � �� �� ��� � ����� �� ���� ������ �� �������� �� ������ ��� �� �� �� ���� ��� �� ������� �� �� *�� ����� ���� � ��� � ������ ������ ����� ��� �� � ���� �� ������� � �� ������ ����� �� ������� �� �� ��� ������ �� ������ ��� ��"���� �� � � �� �������� ����� ��� ��� �� �������� �� �*�� ��� ��-�� �� � � �� ��� �� ���� ��� ��� ����� ���� ���, � �� ������� ��� ���� ���� ����� � ����� �� ���������

λΩα(β) = λ

(1

2(1− α)||β||2l2 + α||β||l1

)⎧⎨⎩��� � �� α 7 /������ � �� α 7 5���� ��-�� ��������

�����

λ ��� α ��� �� � ��������� � ��� � � ��� ���� ���� ��� �� ��� ���+� ��� �� 8 ������� ������ .351 � �� �� �� ���� �������� � ���� +� � � ��� �� λ ��� α ����� �� ��������� �� ��������� ����� ���������� ��� ��� �����

������� ����� �� ��

*�� ����� ��� � ������ �9:(� ���� � ��� �������� �� ������ �������� �� ./2;1�6 �� ����� � � ����� �������� ��� � � �� �� �������� ���� ��� ��� �� ��� ������������� �� �� ��4, � ��� �� �!������� �� � � ����� �� ���� �� ��� ��<� ��� � ��������� � ����� α = 0 �� �� �����

L(y, f(x)) = (1− y(x�β + b))+, ���<�

����� y �� �� ����� ��� ��� �� X �� � ��! ���������� �� ��� ��� ����� �� ���������� ��� β ��� b ��� �� �� � � �� ���� � ��� ������� �� ��������� ��� � � ���������� ������ � �� �� � �������� ���� ��� y� �� �� ���� ���� � �� ������ *������� ��� �� ��� Xi ������� �� �������*�� ���� ��� �� �� ��� �� � �� C = 1/λ� ����� ������ �� ������ �������� �������� *�� ��� C� �� ����� �� ������ ��� �� ������ �� ������ ������������ ��= ��-����� ������ � �� � �� ���� ����� X � ��� ��� ����� F ��� �� ��������� ���� � ����� 9:( �� F � *��� ��� �� ��� ������ �� ���� ��� ���� �� �� � ��� � ������ ��������� *��� ���� ��� �� ���� �� �� ��� � ����� � ���� ����� �� � �� � � ����� � ������� �� ������ � ��� .45/1� = ����� K : X ×X → R ���

�������������� �������������������������������������������

���� ������ ���

�� ���� �� � ������� �������� � �� ���� � ��� � x ��� x′� ��� ������ ����� ��� ������� ������ ��� ���� �� ������ ������� !"#

K(x, x′) = exp(−γ||x− x′||2), �����

����� γ �� �� ������ �� �� ������� ��� ���� γ ��$ �� ����� �� �������� � ����������� � �� ��� ���� �� ���� x ��� x′� ���� �� � ��� ��� ��%&�� �������� � � ���'�������� �������$ �����' �� ���� ���� ���� (��) ��'�*� ��� �� � �����'� ����� +,-. �������� � �� ���# � ������ !" ��� �����%���������� �������� !"� *� � ����� �� C (���� � �� ������ !" ��� (C; γ)(���� ������ � �� ������ !"$ �� �������' �� � �� �'� ��������� �� ����'���� �����

���������� ��� ��� �����

������ ����

����� ��� � ����' � ��/���� ����� ������)�� �� �� ���� ���� ��� ����� �������� ����$ �������(��� ���� ��' �� �� ��� �� ������ ��� � �������' � �������������� � (�������0� (����� ���� ��� �� � � ��(���� �� ���� ����� �� ��� ���� ��%'���$ ��� � ����� �� ��� � ���� �� ���� ��'�� ����� � �� ��1�� � ������ 2� ���'�� ���� � � ��(��� � � ���� ��� ��$ ��� � � '��������� ����$ �� ����� ��� ��'%�� �� ������ ���� � ��(���� ���������� � ���� ��� � ���� �� �� �� ������ ������ �� ����� ���' ��� ����� 3 ��� �������� � ��''��' �� � � ��� �''��'� ��'�� �� �'�# ���� ��� �� ���� �� � � � � ��� ������ �� ������' �� �$ ��� � ������� ��� �� �� ���$ �� (������� ���� � ���� ��' �� �� � �� ����� ���' � ����������� ��� (��������$ ����� ����� �������� ��' �� ����� ���� '����� �� ���� ������ �(�����(����� ����$ ���(�� ����(�� �� '��������� �� ������ � �� �� �� +45.���� ���� ����������� ��� ��� � ���� ����� ��� �� ������ ���� ��� ���� ������� (���� 6-- ��(���� �� �� � �����'� �������� +757. ���� � �� ��'�� ���������� � ���$ �� ������ ������� ����� �� (�������� m ���� �� �� � � ���$ ��� �� ���������$ �� ������� ��&� ���� )��� ��'��� ���� �� ������ �� �� ������ ��'��� ��(����' �� ���� �����# �� ���� �� ���������$ �� ��� ���� ���� ����'������������� �� ���� ���� ���*� � ����� � � m ��� �� ���������$ ����' �� � �� �'� ��������� �� ����'���� �����

���������� ��� ��� �����

��� ����������� ��� �����

*� ��� ��� ��� �� �� � �����'� �� +55. ����'� � ����������� �� ����' � �� %�'�# �� ���� 7-- ����� (����� �� ��� �� ������ �� ������ ����� ���� �������� �������� ����$ ��� ���� � ���������� ����' � 7-%�� ����%(����� ��� *� ���� ������������� �� (����� �� ���� ��8������' �� ����������� ��� ���� ����'$ �� ���� ��������� ���(��9���� ����� �� �� �� �� �������%���� �� ������ ������ ���� � ��8���� ��������� (����$ ��� ��1�� �� �� �� (������������� ���� ������ � �������� ��� ��'� ��4��������� �� �� �� : ���' �� ��8 : �� � �� (����� ��� �������� �� �� ����� ��� � ������� �� ���������� ��� ��� ���� �� � �� ���������� �� �� ��� �

��� ������

2 �� � ���� ������ � �� �� '���� ������ �� ����� �$ �� ������ �� ��� ��� �� ���� ���� �� ��� ����� � �� ������ ��� �75 ����� ���� ����� ��# �� ��� �� (����

��� ������� � �������� � ��� ���� ������

Aminoglycoside O-nucleotidyltransferases (Ant3’’ )

« deletion »

Gene-based Plasmid-based Chloramphenicol

acetyltransferase (CAT) Beta-lactamase (CMY ) Deletion Insertion

������ �� ��������� ��� � � ��� ���� � ������ �� ������ ��������� ���� ��� ���������

�� �������� �� ������ ���� �� ���� ������ � ������� ��� ���������� ������� �������� �������

���������� ����� ��� ��������� �� ��� ������ ��������� ���� ������� ��� �� ���� ���������

��������� �� ��� ���� ������ ����� ����������� !���� ��� �� ��� ���� �� "#$ �� ���� ���� ���

"%�&

���� ��� ���� �� �� �� ������ �� ��� ��� ���� �� �� ���� �� ��� ������ ������� � ��� �� ���� ���� � �� ������ � �� ����� � ���� ���� �� � �� ������������ ����� ��� � � �� ���

����� ���� �� ������

��� � � ��� � ����� �!""" ����� #��� � ����� �� �������� $����� ���%��� #������� ������ ����� �� �� �� � ��� ��� � ����� � �� � �� �� � ��� �� ���� ���� ��������&����� � �� ������� ����� ���#�� �� ������� ������ � � �������� � � �� ��!�� ���� ��� �� ���� �%���� ���� � �� ������� �� �� ����� ������� �� �������� ���� �� � ' ��������� ���� �� � �������� � ��� ��� #� �� �������������� � �� ������� � ��� ����� �� ������ � ������� � � �� ����(��� ����� �� ����%���� ���� ������� ���� ������ ���� ������ ��� �� ���%��� ��������� �� � ��� ���� � ����� � ������ ����� ����� � �� ���� ��2+3× (��−1) ������ )������ ���� ���� � ������ #��� �� ��������� � �� ���������*������ #��� �������� �� ��# �� �� +$�������� � �� $����� ,����� #� ���%����� � �� �� ���� ��*������ ���������� ���� �� ������ �� ������� ����������� �� � � � ����� # � ��-.� #� �� #���� ����� ����� � ��� ��� ����� � � ������ #� ������ � � �� ���� �� �������������� ���%��� ��� ������� ����� � � ���������� � �� ����� �� �� /��*��� �0 ���% ��� $12�3 ����� ' ������ �� �� �� �� � � �� �� ���� � #� �� �� �� ��� #��� ������� �� �� ���������� �� #� � �� ��� ����� ������� �� #� � � �� �� ������� �� �# � ������� #� �� ������ �� ��� �� �� �� /42 ��� ���0 ���� �������� /42 � ����0 ������ �� � �� ��#���� �� ��� �� �� � �� 4235&( ����� ���

����� ����������� ������

6 �� �� �� �������� �� � � +276� #� ������� �� �� � � �� ���� ��� ������� �� ��� � ������� � � �� ���� �� ��� �� ��� � �� � ����� ���� ����%� ��� ��������� # � ����� �� ��� ���� ��� �� �� � #� �� ���� ���� ������� /420 � ����� ���� � �� �� �� #� ������ � �� /5&( ���� ��0 ����� �� ��

���� ������ ���

nh = 3 nh = 5 nh = 1

������ � ��� ��� � ��� �� ��� � ��� ��� ������ ������ �� �� ���� �� �

� ���� ���� ��������� � � ������� ���� ���� �� ����� ����� ������ ���� ������ �������� ��

�� ������ � !���" #�� ����� ����� �� #�� ���� ���� !����"� � � ������ $%&'� #�� ���� ����

!������" � � #�� �� ������ � (���� ���� ���� ������ %&' � ������ � ���� �������� � ����

����� ������� � ����

��� ���� ��� � ��� ��� ���� � ��������� ������ �� ���� �������� ����� � ���� ��������� ������������ ����� ���������� ��� �� ������� �� ������������ ������ ��!��"��# ��� ������ ������ #����$ �$ ��� ��� �" ����� �!��� � ��� ��� ��$�� % ����� "��#����� ��� ��#� ��#&����� ����#����� ���� &���� '�������� �������� � ��� ��� �!���� ����#����� � � ��� �( ��#������� � � � ���� #�$ �)���� ��$ ���� ���������� �" ���������� "�& � ����� � � ���� ��������� ����� ��������$� "�� �� * +� �( ��� #����$ ��#����� �" ��������� �������� � ��� & ���������� "��,&� �$ -�����#���"� ����. � ��� ���������� #����) �" ��� ����������� ����� ���� /&����#� ���$ 0��� /1�23� ��� �&# �" & ���� ��,&� �� �� ��� -��������� ����. � /&�����#� ���$ 0��� /1�23� � � ��� #���� ����#���� �!���� ����� �2 ��� #����$ ��#������" ��� ����#���� �!��� �)���#� ,&� ����� � � ��� ���� �������� � � � ��� ��!��� �� �" ������� ������ �������� �!��� ��,&� �� �� ���� 0�� �� * (� ��� � �$ � � ������&� ��� ��� �� ������� ���& � ��� ��� ���� � & ������ �( ��� #����$ ��#����� �" ���������� �������� � ��� ��� &#��� � � ��� �� ���� ����� �2 ��� #����$ ��#����� �"��� ����� �" ��� ���� � ����� ��� ��!��� �� �" ������� ������ �������� �!���� ��,&� ���� ���� � � �" ��������� �������� � ��� ��� �������

����� ����� ������

�� ����� ��� �������� � ��� ��������� ���&���$ �" ��� #����� ���� ��� ������� �����" ���� ��������� �� 0���� 1�+ � � 1�4 ���� ��� #�� ��������������� ���&���$ "�� ����� ��$ �5��� -����� #&��������3 ����������� "�� ���� ���&� �" ��� � � "�� ��� ���#������ ������� �� ���� ���� ��� 67 ���&��8 ����'�� #����� �������� 67� �$ �9 � ����#��� #����� ��#���� ��������� ���� 67�� �� �� ��# "����� ��������� �������� ��� ���� ���&���$ � (: �&� �" 21 #����� -0���� 1�+� � 1�43� �� ������ /'� ��� � ����� ���� � ����� ��� "�&� ����� #������ ����� �������� ���"��#� ���� �� �������� ��� �� ��# "����� #����� "�� ��� #����� -���.� � � ��

���&��3� � � ����#���� �� � ���� �� ��$ "�� ���� #����� �� � ;&� �� �" ��� �� ���&� � ��� �' ���"��#� �� ��� �� ��� ��#� � ��� #������8��� ����� ��������� ���"��#� �� "�� � ��� �� ��� ������&����$ �!����� �$ ��� �� ���&�

��� ������� � �������� � ��� ���� ������

nh3 nh4 nh5

all nh nh1 nh2el

satic

_net

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

0.900

0.925

0.950

0.975

1.000

0.900

0.925

0.950

0.975

1.000Accu

racy naMeth

remCol

repVal

LP−MGE CV accuracy

������ �� ������������� ��� ��������� ������ �������� ��� �������� ���

��� �� �� ������� ��������������� ��� ���� ������ ��� ��� ������ �� ��� � � ��� ���� �� �������

��!"��# ��!����� �� ������ �� �# � � ���$��# ������� ��������� %��� �� �������

nh3 nh4 nh5

all nh nh1 nh2

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

elsa

tic_n

et

lass

o

linea

r_SV

M

radi

al_S

VM

rand

om_f

ores

t

ridge

0.7

0.8

0.9

1.0

0.7

0.8

0.9

1.0Accu

racy naMeth

remCol

repVal

Multiclass CV accuracy

������ ��& ������������� ��� ��������� �������� �������� ��� �������� ���

��� �� �� ������� ��������������� ��� ���� ������ ��� ��� ������ �� ��� � � ��� ���� �� �������

��!"��# ��!����� �� ������ �� �# � � ���$��# ������� ��������� %��� �� �������

���� ������ ���

��� �������� ���� ���� ������� ���� ��� ���� ��� ��� �������� ���� ����� ��������� ������ �������� ���� ���� ������� ���� ��� ���� ��� ���� ����� ������������ ��� ������ ��� ��� ��������� ���� ��� ����� ���������� ��� �������� ��� ���������� � ����� ������������ !��"# �� ��"$% ���� ��� ��&�� ��� ��������� �� ��������������� ��� ����� ���������� '�� ����������� �������� ���� ��� ������ ������������ ������� ����� ��� ���� �� �� !(��� ��) �� ��� '�����% ���� ������ ���� ��� ������������ ��� ������ ���� ��"# �� ��"$ �� ���� �� �� ��� �����

'�� ������ ��� �� ���� ���� ��� *+� ��� �� ��,�� ����� �� ��� �����������- �� ���������� ��� (���.��) �������� ��� ��� ���� �� ��� �������� �� ������� ��� �����/�������� ������� ��� ���������� ����/��������

0������� ��������� ��� ������ ��� ��� ������ ������ �����1���� 2� ���������� ���� ����� ������� �� ���� ������� � �� ��� ����� ���� ��������� �� ��� �������� '������ ������� �� ������� �� ��� 3��� ����4- G(i) = 1 −∑K

k=1 Pi[k]2 ����� Pi[k] �� ���

���������� �� ���� k �� ���� i�

����� �� ��� �� ������ �� ��� ����� ��������� ����� �� �������� ����������

������ ����������

��!�"�� �"�#���"� ��!�"�� �"�#���"$�%%�

� �#"���!�& ��!�"�� �"�#���"$�%'�

��( ) ��!�"�� �"�#���"$�%%� ���!�&"��!"���

� ��!�"�� �"�#���"$�%'� ��!�"�� �"�#���"�� ���

� �#"������� ���"�#���"�����

��!�"�� �"�#���"� ��!�"�� �"�#���"$�%%�

� �#"���!�& ���!�&"��!"���

��(� ) ��!�"�� �"�#���"$�%%� ���!�&"��!"����

� ���!�&"���"��� ���"�#���"�����

� ���"�#���"����� ��!�"�� �"�#���"$�%'�

�#"���!�& �� �"�#���"�� ���

� ��!�"�� �"�#���"� ��!�"�� �"�#���"$�%'�

��() ) ������"�*"� ������"�*"�

� �� �" �!���"$�%'� ���"�#���"�����

� ��!�"�� �" �!���"$�%'� ��!�"�� �"�#���"$�%%�

�#"���!�& �� �"�#���"�� ���

� ��!�"�� �"�#���"� ��!�"�� �"�#���"$�%%�

��(� ) ������"�*"� ��!�"�� �"�#���"$�%'�

� �� �"�#���"�� ��� ���!�&"���"���

� ���"�#���"����� �#"���!�&

�#"���!�& �� �"�#���"�� ���

� ��!�"�� �"�#���"� ���!�&"��!"���

��(� ) �� �"�#���"�� ��� ��!�"�� �"�#���"$�%%�

� ��!�"�� �"�#���"$�%'� ��!�"�� �"�#���"$�%'�

� ������"�*"� ���"�#���"�����

�#"���!�& ��!�"�� �"�#���"$�%%�

� ��!�"�� �"�#���"� ��!�"�� �"�#���"$�%'�

��� �� ) ��!�"�� �"�#���"$�%'� ���!�&"��!"���

� ��!�"�� �" �!���"$�%'� ���"�#���"�����

� ������"�*"� �� �"�#���"�� ���

'���� ��$ ����� ��� ���/5 �������� ��� �� ��� ����� ������� �� ������� ����������3������� �� ����� � ���� �������� ��������� ��� ���� �6�� ���� ������ ����� ��� ���/

��� ������� � �������� � ��� ���� ������

�� ��� ���� ���� �� �� ���� ���� �������� ��� ���� �� ��������� �� ���� ������������� �� ������ � ���� �������� ��� ���� �� ��� ������� ��������� ����!����� ���� � ��� ���� �� �� �"� � ��� ����� �� ���� � �� ��� ������ ��#$ �� ���%&�� '� ��� ����$ �� � ����� ����� �� � �� ������ ��!����� ����� �� �� ���������� ��� ����� ������� ��������� �� ������ ��!����� ��� ��� ����� �� �������� �� ()*+,- ������ ������� ��� �� �� ��� ����� ��� ���� ��� �� �� � �����. �� ����� � ()*+,- ����� �� �� � ��%& ��� �� � ��� �� ������ �� ���

����� ����� ��� ����

��������� ������ ��� � ��� ���� � � ����

/� ���� �� �� ������� � �� ����� ��� � ����� � �� ��� ��� ������ �� �� �� ��� � �� � �� ����� �� ������ ����� ��& ��������� ���� ����������

����� �� � ��� � �������� �� ��� ���� ��������� ��� ���� ������ ����� �����

���� ! ����� ������ ���� "��#�� ��$������ "��#�� ���� "��#�� ��$������ "��#��

% &' &'( &) &'� &)* &'� &�* &'( &'� &') &)& &'�� &') &'* &)' &'�( &'% &') &)& &'(

��� �� &' &') &)( &'�

��� �������� � ����� � �� ������ �� �� �� ��� ��� ���� �� �� � ������� ���"������ ��� 0����$ �� ��������� � ����� � �� ��� �� �� ��� ������$ ��������� � �� ��� ������ ��#$ � ����� �� ��� ������� ��� 1�23$ � ������� � ��%�� '� ��� ����$ �� ����� �� �� �� ����� �������� 4() ������5. �67�8�� � ���� ����� ��� ��� �� ����� �� ��� �37 �2� ��� ����� �� �� 4() ��� ����5$�� ���� �� ����� ����

����� ��� +�����"�� � ����� �������� ��� ��� $���� ���� �������� �� ��� ���� ���� �������� �����,�

#���� ����� $����#�� �� ���"�� � ! �������� � ! ���������

����� �� $����#�� %& & &�� ���"�� ) %� � �

� ! �������� & & & &� ! ��������� & & & ��

��� �� ��������� ��� � ����� � ��%�$ ��� ��� �� ��#� '� ��� ����$ ���������� ����������� �� �� 4()5 �� 4+,-5 ����� � �� ()*+,- ������9�$ ������ �� �� ������� ����� ���� � �� ��� ������ ������9�$ �� ����� ������ ������� �������� 4() ������5. ��� �87 �88� � ���� ����� ��� ��� �� ����� �� ����:7 �2� ��� ����� �� �� 4+,- ���� ��5$ �� ���� �� ����� ��:���� �� � ����� ���� ����� ��� �� ������ �� �� �� ��� ��� �� �������� ��" ���� �� �������� � ��� ����$ � �� ��� ������ ��# �� � ��%�$ ��� ��� � ���� ��� �� 4()5 ���������� ��� � �� �� ��� �� 4+,-5 ����������$ ��� ��� ���

���� ������ ���

����� �� � ��������� ����� ������� � � ��� ������ ��������� � ��� ���� ���� ������� � ���!�

"���������� ���

��#�� �� � ��

��� $ ��

����� �%� � ��������� ����� ������� � � ��� &#�������� ��������� � ��� ���� ���� ������� � ���!�

"���������� &#���"�� �� ������ ��� ������ � ��� ������� �

��#�� �� &#���"�� ' � $ $�� ������ (( � �

��� ������ � $ $ $ $��� ������� � $ $ $ ��

� ������ �� ����� ��� ��� ��� �������� ��� ��� ���� ������������ � ��� ����������������� ������ ��� ����� � ���� ������������ �� �� � �� !���� "�#�

����� ��� � ��������� ����� ������� � � ��� &#�������� ��������� � ��� ��&#����� ���� ������� � � ��!�

"���������� &#���"�� �� ������ ��� ������ � ��� ������� �

��#�� �� &#���"�� )% � � �

�� ������ � ((' � �

��� ������ � � $ � ���� ������� � � � $ �((

��� �� ������ ��� ������ ���� ��� ��� �� ������ �

$� ��� ��� �������% ��� �%��� �� ��� ��&��� ��% ���������� ������'������ �� �(%�� � ���%��� ��� ������ � ��� ������ ��������% �� )������ * !���� *��� !�� ������� ��������% �� !���� "�+ �� �% � ���������'����� ���� �� ����%���� ��� ��� �������,-����� ��������% �� !���� "�*� .�� ���� ��, ����� ��� ��� ���� ��% ����� ������� ��� ����������% �� ��% �� ��� ���������� ������'������ /�� ���������, ��&��� ���(%����% ������ ������% � ���������, ��� 0.90 �0���� �� ��� ���1���� ������� ������ 2����� ���� �� ��������% �� 3��� "��4 � -������� ��� ����������% ��% ��� ����� �������-�%�% �� !���� *�� �������% ��, ��� ����� ���������� ��� � ��� 5(-���� ��% �����(������� � 6.� �� ������� ���� ���� ��� ������� ����� ����������% ��� �������� � ���)�� ���� �� �%%����� $��� ����%����� ��� ��� %������% ������ ��� 6�����������,��������� 6*�7 6*�* ��% 6*�" ��� ������ �������% ������ ���,������ ����� �� � ����� ��������� �� � ���%��� ������ ������� ������ ��� ���%����% ��� � ���������, < 0.90�!���� ������ ��� ���������% � �����0 ������ ���� ���������� � ���� � ��% � �����%�� �� � ��������� ��-������� ���� �� ��� ����� ��������% �� 3��� "��/� !��� �����(������ � ��������� � �� ������� ������� ��, � ���, ������ ��% �� ���� � ���%����������, ����� ��� �����0 ������� $���� �� ��% �� ������ � ��-�������� ������� ��%%������� ������ ��� �,�� � -������� ����������% �, ����� ������ �� � ������ ���%������ ����� ����� ��-�%��� ��� ���������, ��������% � ��� ��8���, ����� ���% �����%, �������� � 94�$/6 ������ ��� ��� ���������, �� < 0.90 94�$/6 �� ������ � ���%����� ��&��� ����� ��� ������ � ��� ����� �����0��,� 2� ����� ���� ��� ���� ���%��(��� ��� ����% ���� ��� � � �� ��� � �� -�����

��� ������� � �������� � ��� ���� ������

����� �� ������ ������ �� ������ ��� ����� ��� �� ��� � � ���������� �������������� ��� ��� ���� ���� �� ������� � �� ������ ��� ����� � ��������� � ������ � ��� ���� �������� ��� ���� ���� � �������� ��������� ������ �� ��� �� !"# ��$��� ��� ��%���%���� � ��� ������������� ���������� �� ��� ��������� ����� ��� ����� � ���� ������

�����

������

����

�����

����

�����

�������

���������

������

���

�����

����

��

���!

�����

"��#��""

���!

�����������

���

���� �����

��

�����

���

������������������

���

��

���

��������������

����� ������

���

���

���

���

��

���

�����������

���� ������

���

���

���

���

��

���

�����������

!"�� ������

���

���

���

���

����

���

��������������

�����#�$����%

��

��&'('

)*�

���+������

�����

����

)*

��

)*

������

���"�

��&'('

)*�

���+������

�����

����

)*

��

)*

������

���"�

��,����-,���

��

��

����.�������-

�/���

���

������������������

���

��

���

�����������

0.��/��

���/

��

�)*�

���,-������

��������

�����

��

� �$%!

��

���������

�$$!

���

���

�� �

��������

���

���

������������������

���

��

���

�����������

�1

2"�� �������.��

���

���

���

��

���

�����������

��� ������

�� �

���

���

���

��33�

���

��������������

"����

)*�

���,-������

��������

�����

��

� �&�!

��

���������

�'(!

4��-�������-

��

��)*�

�5*

�������

)*

���3�

)*

������

��"��

� ��

��,�������

678�

�����

)*5

���������

������/���������

)*

���!�

��

���������

�$�!

��

�)*�

���,-������

��������

�����

��

� �&�!

��

���������

�()!

!�

���

)*�

���,-������

��������

�����

)*

�����

)*

������

�� �

�����-����

%

����

���

����������

�����-

�/���

���

������������������

���

�����

���

�����������

���9�������-

�/����,���

����

���

���

���

���

��

���

�����������

��9�������-

�/����,���

����

���

���

���

���

��

���

�����������

!��9�������-

�/����,���

����

���

���

���

���

�����

���

��������������

"��

��

)*�

���,-������

��������

�����

)*

��33�

)*

������

�����

'���-�����

��

��

''('

)*�

���+������

�����

����

)*

��

)*

-.������

���3�

���

��)*�

�5*

�������

����

)*

��

)*

������

��� �

��

��� ��7

)*�

�5*

�������

����

)*

��� �

)*

������

��"�

�������-,���

��

�� ���� ����������

���

)*�

�5*

�������

����

)*

���!�

)*

������

��!"�

���

��)*�

�5*

�������

����

)*

��

)*

������

��3�

��

��

''('

)*�

���+������

�����

����

)*

��

)*

-.������

����

!��

��� ��7

)*�

�5*

�������

����

)*

���!�

)*

������

��!��

4:

"��

2���'

51

�"�4

)*�

�5*

�������

����

)*

��33�

)*

-.������

��!��

��&'('

)*�

���+������

�����

����

)*

�����

)*

-.������

��3!�

��

��

�)*�

�5*���

�����

����

)*

���"�

)*

������

��� �

8#�$����

��&'('

)*�

���+������

�����

����

)*

��

)*

-.������

����

���

��'

; 3����

)*�

�5*

�������

����

)*

��

)*

-.������

���!�

'; ���

)*�

�5*

�������

����

��

� �((!

��

���������

�'%!

�������-�/�

��

������-����

)*5

�5*

�������

�������-����

)*

�����

)*

-.������

�����

��&'('

)*�

���+������

�����

����

)*

��

)*

-.������

��3�

��

2���'

51

1!��

)*�

�5*

�������

����

)*

�����

)*

������

��� �

<('

%

����

=3�4

��.��

''('�

)*�

�5*

�������

����

)*

��

)*

������

�����

';����

)*�

�5*

�������

����

)*

��

)*

-.������

��3��

��

���-����

)*5

�5*

�������

�������-����

)*

��

)*

������

�����

1-�>����

����

���

)*�

�5*��

����������,

����

��+

������,

����

��

� �)�!

��

���

"������

�)&!

�(�1(?(�1@

�$

��������

)*�

���,-������

��������

�����

��

� �&�!

��

���

"������

�$�!

*1

����-

�/-���������@�3�

���

���

���

��

���

�����������

)�;�#�$

����

��&'('

)*�

���+������

�����

����

)*

��33�

)*

������

���"�

���

��&'('

)*�

���+������

�����

����

)*

��

)*

������

����

@����

>�����?��������.�����

)*�

�5*

�������

����

)*

�����

)*

������

��3!�

Graph 2 Graph 3 Graph 1

nh Label probabilities

MGE LP

1 0.42 0.83 0.58 0.17

2 0.77 0.91 0.23 0.09

3 1 0

4 0.90 0.10

5 0.94 0.06

nh Label probabilities

MGE LP

1 0.55 0.54 0.45 0.46

2 0.84 0.79 0.16 0.21

3 0.68 0.32

4 0.93 0.07

5 0.86 0.14

LP (AAC6’)

MGE (CML)

MGE (Tnp)

MGE (merA)

nh Label probabilities

MGE LP

1 0.51 0.49

2 0.85 0.15

3 0.92 0.08

4 0.48 0.52

5 0.69 0.31

MGE

> 2≤ 2

��� ������� � �������� � ��� ���� ������

�������� ����� �� ������ ����� ������ ���������� �� �� �������� �� ���� �� ������������� ����� ��� ���� ��� ��� �� ����� �� ���������� �� ����� �������� ����������������� ������ �� ���� ��� ����� ��� �� ����� ������� �� ����� ������� �� �������� ���� ��� �� ����� �������� ����� ���� ����������� �� �������� � ������ ������� � ����� �� ������� �� ������ ������� �� �� ���� ��� �� �������� �� �����!� "#$%&' ����� ���������� ������������ ���� ���� ���� �� �������� ����� ����(���� ����� )�*+�� ���������� �� �� �� ����� !� ������������ �� ���� ����� ���� ���������� �� ������ )�*,�� ����������� �� ��� �� ����������� ������� �������� ������� ���� ��� ����� ��� ���������� � ��� ����� ��� �� ��������� ������ ��� !� ��������������� �������� �� �� ���� ������� ������ )�+,� ��� �� ��������� �� �� ������������ �� �� ���������� ������� �� -����. ������ ������� ��� �� ��� ������� �� ��������� ������� �� �� �������� �������� /������� ��������� ��������� ������ ��� ��������� ������� ����� �������������� ��� �� ���� ����(����������� ����� �� ������� �� �������� ������� ������������ � ��������� ��������� ���� ������� �� �� ���� -"# ������. ����� ��� ���� ������� ��������� 0����� �������������� ������ �� ������ ������ ���� ��� ������ ��� ��������� ���������� �� ����� �� ��(���� ���� �� ���� ���� �� �� ����� ��� ��� ��� ������������� �< 0.90� ���� ����������� ��������� ����� �������� �� �������� �� ���������� ������� ��� �� 1����������� ��(������� 12�,� 12�2 ��� 12�3�� !�� ���� ��������� � ���� �� ������� �� ��� ��� ���������� �� ����� ��� ������ �� ��������� ���� ����� �� ������� "# �� �� %&' �������!�� ������� ���� �� ������� ��� ���� ������ ������������ ��� �������� ����������������� ������ ������!� ���������� ������������ ���� ���� �� �������� �� ����������� ���� ��������� ������(����� �� �� �������� �� ��� ����������� �� �� ������ ������ ��� ��������� �������(����� ������������ &��� 4����� ������ ���� ��������� �� ���� ���� ����� ������� ���4� �������� ����� �� ������ �� �� ����� 5,+� +67� !�� ����� � ��� ������������� �� ���� ����������� ��� ���� ������� �� ����������� 8��� ���� 4������ ���� �������� ��(�������� �� ����� 5,9:7� ��� ���� �� ���� �� ������ ������� ������������� � ������ ����� ��� �� &��� , �� ;��� 3�90� ��� �������� � 1<#� �� ����������� ��� �� ��������� �� �� =%" ����� ��� �� ���������� �� ������ �������� /�������������������� ���� ���� �� ��� �� ����� �� ��4� ���� ������ �� ������� ������� "#$%&'����� ��� ���� ��(������ ��������� �� �� ��������� ���4� >��� ��(������ ���� ���� ��������������� �� ��������� �� ������ ��������� �� ��� =����� ���� ���� �� ����(���� ��(���������� �� 80&�?1� ;����� �� ����������� ���������� �� �� ��������� ����� ������������������� ��� ���� �� ������� ��� 80&�?1 ����� �� �� "#$%&' ����� ��� ����������� ��� �� ����������� �> 0.90�� ����� � ���������� ������� ���� �� ���������� �� �� ���������� ������� -��������. ��� -��������. ������� ��� "#� ��� ���� ��(���� �� �������� �� �� �������� �� �� �������� ? ��(����� ���� ���� �� ����������� �� "#$%&' ����� �� ���� ���������� ?�� ������� �� �� ���������� ����������� ��� ����� ��� �� ���������������� �� � ����� ��� ���4 ���� ������ ����������� ��@3 �� ������� ���� ������� �� ��@6� �� �� ���� ������������ ���� �������� ��� ��� �� �������� ���� ��� �������� ���������

����������� ���������� ��

� ��� ���� �

�� ���� ������� � �� ��������� � ��� ����������� �� ���� �� �������� �������� ����� ���� �� ���������� ���������� �� ���� ������� ����� �� �� ��������� ���� ��� ����� ������� ������� �� ����� ���� ��� �� ��� ������� ������ ��� ������� ����� ������ �� ������� ������ ��������� ���������� ��� ��� ��������� ��� ��������� �� ����������� ��������� ������ �� �������� ������ �� ����� ��� �� ��� ������� �� ��� ������������ ���� �� ������� ������ ����� ��� ��! ��� � "�#$%&��" �'�# � ���� ()*+,����� ������#�� ��������� �� �� �� �� ��� ���������� �� ���� ����� �� ��� ������������� �� �������� �������� ����� � ����� �� ��� ������������ �� ��� ���������������� �� ����� ��������

�� ��������� ������ ������� �� ����� ��� ����������� ������ ��� ������ �� ��� �������� ��� ��������� ��-���� ������� �� ��� ���������� ��� ��-���� ��.�������� ������������ �������� /�� ����� ������������ � �������� ��� 0 ������� ������ (1),������ �� ����� ��#�� ������ ���� �-��� �� �� �#�������� ��� ���� ��������� ����-���� ���2�������� �� ���������� �������� �� �� ��������� �� ����� �� ���������� ����� ����� ������� �� �� 2�� 0��� ���� � �� ��� �� ����� �� ��������� ����� ��� �� ��� �� ��� ������� ������� ������ ������� ��������� ������� �������� �������� ������� ���� �� �� �������� ���� �� ��������� �������� �� ��������� ����� �� � ��� �� ��� �-� ��� ������� 3�#������ ��� ��� �� �� ����������� �� ��� ���� �� � ����� ������������ �� ��� ������� �� ���� ������� �� �� ������������� �� � �45� �� ������ ������������� 5������ ������� ������ ��������� ������ ��� ������ ���������� ��� ������ � ��������� ����� ��� ������� � ������� ���������6 ��� ����� �� � �45� ����� ��� ��� ����� �������� �� ������� �� �-��� ������ ���������� ��� ������� � ������������� �� ��� ������� �����#� �� ��� ������� �� �������� ��� ��� ������ ��� ���� � ������� ��� ����� �� ��������� ��� ��7����� ��������� �� ��� �����#� ��� ������ ����� ��� �����6 ���� � ����� ��� �������� � �����7�������� �� � ���� ����� � �������� �� ��������� 45����� � ����� ���� ����� ������� �8������ ��� �������� ���� ���� �� ��� �7���� � ��� �� ������ �� ������������� ����������� ������ ��� �� ������� �� � �� ���� 9��� ��� ��� � ���� �� ��� ���: ������ �������� �������� ���������� ��7������ ���������� ��� ��� �������������������� ����� �������� �� �� ���� ����� ���� ��# �� � �������� ������� ��������� �� � ��� ������ ����� �� � ���� � ��� �������� �� � ������� �� ��� � �������������� �� �� ���� �� ������ ������ ��� � �� �� ������� �������� ��������� � ���������� 9����� ��� ������� � "�;: �� <=> �� ��� ������ ?���� ��� ����������� ��� �� ������ ���� ��� � ������# �������� ���������

45���� ����� ����2� ��� ���� �� �� � ���� ��� ����������� ��� ������2� ������� ������� � ����� 2�� ������� ���� � ���� ����� ����� �������� ���� �� ���� ����������� ��� ���� ������� � ������ � ������� � �� ��� ���� ���� 45���� ����� ������ �#������ �� �-� ���� ����������� ������ ���� ��� ��� ����������� � ������� ���������� ������� �� ���������� � ������ ������ ���� ������ 7���� �� ���� �� ����� �� @4 ������ ����� �������� 9���� ����� ���� �����2���� �������: � ������

���

��� ����������

��������� �� � ��� �� ������ ��� ���� ��� ���� � � ����� � ���� ���������������� � ���������� �������� ����� �� ���� ������� �� � �� � �� ���� � ��� !�" �� ����������� ��#��� � �������� �������� ����� �� � #������$ �� � ��� �� ������� � ��� ���� �� ����� ����$ � � ��� ����� � ��� ���������� � ����� � ����� �������� ���� ��� ��� ������� !�� ���� ���� � ����$ ������� ����� � ��� ����� �� ����� �� � ����� #���� ��$ ������ ��� � ���#��� � �� ���� �������� ���� %&'()$ ����� ���� �� ������ � �� ����� ������� ����� �������� ��#��* � �� ���� � ���#�� �� ������� ��� �� � ����� ��+���� �� ������ � ������� � � � ��� �,- ����� ��� � ���#��� .� �� �������� ��� � � /" �������� ������ ��� �,- ����� ��+���� �� ������ � 0��� �������� ����� ��� �� �� ������� �� �� ��������������$ � ����� ���� �������� ����� ������� ���� �� ������ � �� ��� � � � �� ������ ���� � ����� �������� ����� �� � �����#���� �� �������� � � ������ �����$ ������ � ������$ ����� ���� � ����� �� �� �� ��� ������ �����#�� ������ ��� ��� ������$����� �� �������� �� � �� ��� ���� ���� � 1,2 � ����� � ��� #������� ���� � ��� ���� ������� 3���#��$ ���� ��������$ ��4� ��� ���#���� � �$ ����� ������ � � ���� � � ����������� ���� �� � ���� �������� $ � � ����� ����� ������������#� � ��� �� �������0�� ���� �� ��� �� ��� ������� ��� ����������� ������ �� � ����� � ����� ������������ �����$ ��� ������ ��� �������� � ���������� �������� %56)� � ���� �� ��� ������ � � ������ ��4������ ������� �� ������#� ��7�������� ���4���� /�� ���� �������� ��� �� ������ ��� ��� �7������� ����� ��� �� ������ � ������ � ��� �� ����������� � ��� �� ��������� �� ������� �� ������ ��� ����� � ���������� 0�� �������������� ������� ����� ����� ���� �� ������� �� � ������� 4���������� ������ ����� ��������� � � �������� ������� �� ������ %89$ &:;)���������� ���� ���� ������ �� �� ��� ��� ��� ������ ����$ ����#�� ��� � #��������� � � �������� ������� �� ����� ���� � � ����� �� ���� ����� ����� ��<����� ���� �� ���� ������#��� ��� =��� � ���� �� �� �� � �� ����� ��� �������� �� ���� #������� �* ����$ � ��� ��������$ �� �� �� ������� ��� ���� ����� #������� � >,?�$ ������� ��� ������ �������� � � ����$ �� � ��� ��$ �� ��#� � ������ ������� ���� �� ��� ���� ������� �� ��#��������� ����� �� ������� �� ��4� �� � ��� ��� ����� � � ���� ������#� ���� � ������� ����� �$ ������ ���� �� ������� ���������� �� �� ������������� ��* �� � ������ ��� ���� ������ � � �� � �� ���������� ������� � ��#���� � �������� ����� ��� ����� ���� � �������4��� � � ���� ���� ��� �����#�� ���������� ������ ��� ������ %''5)� 0����$ ���� �� ������� � �������� � ������ #���� ��$ ����� �� �� ���#� �� ��������� %9'$ &@;)$ �� �� �� ������� ���� ���� ������#� � ���� �� �� �� ���� ��� #���� �� � ��#�������� 0���� ��� �� �� �7������ �� ����� ��� � ��� � ������� � ��� #������� � ����� � � ��������������� ��* ������� ����� ����� ��� � ����� � ������ �������� ��� ���A��� �� ����� �����*�,� ���������� ��� �������� �� � ��� #����� �� �� � ��������� %&'$ @&)� ",� �7�������� ��#�� �� �� ���� ������ ���4�� � � �������� ������� �� %&;$ &6')� -������� ������ ��������� � ��� ���� ����� � � ���� ��� ���� ����� � � ��#����� %;9$ 96)� ��������� ���������� � ��� � �������� ������� �� ����� �� ��� ��� ��#� ��� � ����������� ������� ����������� %'9)� "������ �� ������� � �� ��� ����� �� ����� � ���� ������� ��� ���4���� � �� ���� ������� ��� 0�� ��� ���� �7������� � ������� �� �� �� ������ ����������B����� �� ����� ���4��� %&:5)� 0�4� � � �� ����� � ��� ���� ����� ��$ �� � ��� �� ��� ������� � ��� ���� �� ��� �� ��� ��������� �� ��#�������$ ����� ����� ������������ � �������� � � � ��� � ���� �� ����� ������ � �������� ������� %&;&)� !� ����$ ����� �� ���� ��#� �� �� �������� ��������$ �� ������ ���� ��� ��� ������ � � ������ ��� � ����������$ � � ��� �� �� ��������� �������� . ����$ � ���� �������� ��� 1���2 ����� ������ '6&6� ����� �� ���� �� � � ��� ���� ��� �������� ��� �& ������� ���4���0�� ���� ���� �� � �������� ������� �� � � ������������� �� ���� �� �� � � � ��C����� D����� ��� ���� � ���� ���� ���� ��� ��

����������

��� ���� ����� ��� ��� �������� ������� � �� �� ���� ����� ��������� ��� ��������������� � �������� ������!����"#�$�! ��%��

��� �&��&�! '� ��$$(�� )��������� �����* ��+ �� �,������ �� ��� �,�� ��&������+ ���������� )� ������ ������ � ��� ����

������! ���� �$$-��#� .��������

�#� ���! /� 0�! �����! 1� ��! �������! 2� 3�! 0�������! 0� ��! �������*! 3� 4�! 5����! 6�! �� ��� ����7�� 8������� �����*����������+���� �������� �� ������� �� ������ ���� ������9�+� ���������� ��� �� �� � �� �� �� ���� �! ��:�! ��"7-��(:�

�7� ���&���! /� 4� ��+ ;��*! .� <� ����"�� /�������� ������ �� ����=�������� ����+��� ��������� ����! ����%�! ��#"-��:��

�:� �������+! ��! >�+��! >�! .�==���3���?��! ��! <�! /�! �@�����! �� 8�! <�����! A�! �� ��� ����"�� .��������� ��+ ���������������� ���� ��� ��������� +������� +���� �� ��� ���. ����+��� &���� ����������� =��B� �������� �� ���� � ��� ������

�� ��� ������� ��� ���! ����! ���%��

�%� ����! 3�! .������! ��! >�����! <�! <��! 3�! ��+ >��! 1� ������� �������� �� =���� ����+�������! ���� +�������!��+ 2��� ��� ������=����* ������ �� +������� ������ ������������ ��+ ����������� ��������� ����� � ������

��� �� � ��! ���$�! ##:#-##:"�

�"� ��+����! 8� )� ��+ '����! 8� ������� ��������� �� ����=����� �������� �� =�������� ����������� !"#� ��� �� � ��

�����$�! ���:�! $��-$���

�(� ��+��9! 5� /� ������� 8����������� �� ���� ����=����* �������������� ����� � ������� ���� ���� ������� !�������C��! :-�%�

�$� ��=���! 8�! ������! ;�! ���������! 5�! ;�����+! .�! ����! 5��/�! ��+ 4��+���! ��! �� ��� ������� A,�����������+����+ ���������� ������� ��+ ������=����* �� �����?�+�� �� ���� � ��� ������� ��� ������� ���� ������ �� ��� ������� ! ���%�!�%�:-�%���

���� <��� ��! 5� ��! 2� ��=�+���! �� D�! 1����! 2�! ��+ .��E�����! �� ����"�� %� � � ��=�* �� ����� �������� ���� ������������� ��� �� �������! ���:�! (#:-(7(�

���� <��+���! 8� 5� ����%�� � �������� �� ��������� ����+ ��� ���������� ��������� ��+��� ������ �����$� �������! �����!"(�-"$��

���� <���! 5� ��! <�9�! .�! ��+ D��! /� ������� 84� ���*������ �F��� ��������� ���� �,������ �� ������ �� ������������� �� ����� ������� ��� �� � ��! ���� �2/-��:7#�

��#� <���?�&! �� 3�! ���?! 5� 2�! 3������! <� <�! '����! 2� 1�! ����! ;�! <���9&*! /� ;�! �� ��� ������� 14� ������������9 ����+ �+����B������ �� �������� ��+ ����=����� ������=������� �� ������ � ��� ���� ��� ����� � ������! ���������$:7��

��7� <�� ����! 6� ��+ '���=���! 6� ��$$:�� ����������� ��� ���� +������* ����G � ��������� ��+ ��9����� �������� �� �������������� ����� � ��� � ��� ���������� � ����� ������ & '#��� � ����(! ���� �($-#���

��:� <�� ����! 6� ��+ 6�&������! 8� ������� 0�� ������� �� ��� ���� +������* ���� �� ������� ������ ��+�� +����+���*� ������ � ���������! ���� ��%:-��((�

��%� <����! 8� ��! ���������! /�! ����&! 3�! 3�����/�?�����! )�! ;����! 8� 5�! A����! 5�! �� ��� ������� ���=��&� �����

��� �������! ���8��! 8#%-87��

��"� <�����*! 8� 1�! <����=�������! .�! .9��+��9! '� ��! .���! �� ��! /�����! 5�! <��9�! �� ��! �� ��� ����(�� �������� 9�������� ����� � ������� ���� ������=�� ��������� ������*� ������! ����"��(�! :#�

��(� <��&! 1�! <��9�! ;�! <� �! ��! D����! 3�! D���! ;�! �� ���! �� ��� ����#�� H���+ ������������ ���������� )�� ������ �

���������! �����! (��-(#"�

��$� <�����+! 2�! 5���=! ;�! /�����! 5�! ��+ H���! 5���� ����7�� 2I����� 14� ����� �+����B������ ��+ �����B������ ���14��.� +��� 9��� ���9��& J�9� &� ��� ������! ���"�! �77"-�7::�

���� <�! 8�! K��! 6�! 0��! ��! 5����! K�! D����! 5�! '������! 2� /�! �� ��� ����%�� � ��������B� ����������� ����+ ����+ ������ � ��� ������� �� �������� ������ '.(" ����� 9��� � ����+ ����*��� �� ������*���+��������� ����� �� � ��!�����! ���7(#%"�

���

��� ����������

���� ���� �� ������ �� �� ������ �� �� ���� � �� ����� �� ������ � �� ��� !�""#$� �� ��� ��������%���� �����&�'��� (����� ������ ������ ��!��$ �)*�+�)**�

���� ����� �� ,��- .� /�����0 ,� ����0��� � ������� � ��12��1� 3� �� ��� !�"�4$� ���5 ������� ������- �� �� ��� ����� ������� ��� ���� ���� �� ��!�*"$ �+6�

��7� �����% �� .� !�""4$� ����� � ���������� ��� ������� ��� ���� 8�1�� �� �%���-�� ��9�������� ������� ��2 �����������

��:� ���� � .� ;�&&�� .� (� ����� (� � <-&�1 �� <� ��2 =�22��� ,� � !�"�6$� .���1�� ���������� �9 ����&���������������� ���� � ����� ��� �������� ��!�$ :�+6��

��6� �������2 � ��18�� =� ��2 ��>1��� 3� !�"�*$� =��� ��� ��9������ 8�� ?���� 9����@'��� ����� ���� ������� � �� � �� ���

� ����� !� "! � �

��4� ���2 � .� ��2 (���� �� � !�##6$� .1��%� ��-��A����� �����5 ��� ���9������ �����2� �# ���!4#*7$ �*"�

��*� ���-'��2� /� .� ��2 /���-� B�@=� !�""6$� ��������@%��� ������ �� -��%��� �� $���� %&&& ���� �������� ����� ���� ��

���� ������ %�-�� )+%%� �333�

��)� ��1�����C (�@,� �� ��� �� ���- D� ��2 E1��� .� !�"�*$� �%9@����5 ����-����8� l1@%������2 ��-������� '��� %�����9������ 9�� %��2������ &���2 �� �1��@����� 2���� '������������ ��� ������������ ������� �� �������� �����

��#� ���2�� =� ��2�� �� �� ;���� F� .� �1�� ,� B��� �� B1��- �� �� ��� !�"�6$� ��%�2 ����&�����@���������� %��2�������9��� -����� ��>1���� 2��� 9�� (������������� �� ��� ��2 )�������� ��� ���� �������� ���� � �������������� � �""47�

�7"� ����2��&1�- E� � !�###$� ���'��- 2�������2 -��%���

�7�� ������� �� ������ �� ;� .������ (� ����� B� ������ �� (� �1��� F� �� ��� !�"�"$� F�� %������� ��2 �����-���9 ����%��� ��>1�����-� �� ����������� ��� ����������� � ���������� �� ����� � �� ���� � #�� ���� %�-�� �4�+�4)� ;��2�������A��

�7�� ������� ,� !�""�$� ���2�� 9������� )������ ��� ���� ��!�$ 6+7��

�77� �1�� ;� �� ��2 .���� � B� !�"��$� �����@'�2� ����������� ��12���� �*�( ������������� ������� !��$ ��""�)���

�7:� �1��� � .����1� �� /�&�� .� ��������� �� (� ������� .� /� ,��2�� 3� �� �� ��� !�"")$� (,,=(FB�5 �� ���

�����&� �9 '���@-����� ����-1� ��������2�� +����� ���� �� �!6$ )�"+)�"�

�76� �1�21-�� ,� /����� .� ��8���� (� ���1�� �� E��� 3� ��2 �G����� =� �� ��� !�"�4$� (�������- ���������� ��-��A������� �1��8����&� -����� '�2� ����������� �������� ������ ������ ��!�7$ �##"+�"""�

�74� ��&�� � <���%�@���� (� (� ���H�-1�� .� (� �-� � E� 1�� �� F1&�1 E� �� ��� !�"��$� ������ ������� �9'�2��%���2 �C�����8�� 2�1-@��������� !D��$ ����������� �� ������� ��-�@���� ������ ,������ ����� ������ ��� �������� -

��� %�-�� ((�+"�7))�

�7*� ��&�� � ,I%��@��1��%J �� <���%�@���� (� (� ������ ,� .� ���H�-1�� .� K� L������� ,� �� ��� !�"�4$� ��@��%�����- ��� ��������� �9 ��� '�2��%���2 ����������� �� ������� ��>1���� ��%� �*6 ������������ ��-�@���� ���� ����1-�'���@-����� ��>1�����-� ,������ ����� ������ ��� �������� ��� ��!��$ *:�6+*:�7�

�7)� ���� � (� ���� �� ��2 ���2'� �� � !�"�:$� �����2 -��� �C%�������5 ��� ��%��� �9 %������ %���@����������� ��2�A��������� &�������� ��� ��� �� � �������� � �46+�)4�

�7#� ������� �� ��1�1��� � (8�-��� �� .� �� =�%�2�%�1�� � ����� /� �� ��� !�""#$� �,(�FM5 ���������1�� ��2�%%��������� )' ������� ������ ��!�$ :���

�:"� �������� (� L������ 3� ���H�@E���N�2�� (� ,����� .� �� ,1�2 <� ��� ,� �� ��� !�"�:$� %� ������ 2�������� ��2��%��- �9 %����2� 1���- =����2E��2�� ��2 %����2 �1����1� ��>1���� ��%��-� ,������ ����� ������ ��� �������� ����!*$ 7)#6+7#"7�

�:�� ����2��O� � ��2 ,�' �� (� !�"�7$� =��-�����2 ������-������5 �%�-������ ���������� �� &�������� ��� ��� �� ����������

������� � �!�"$ �7#�#+�7#76�

�:�� ����- �� �� ���' �� �� F���� ,� �� ������1�� �� =1��� �� .� ��2 ,�� � � �� ��� !�"�6$� �����2@-��������� =,��/5�����- �� ��� �����-� �9 ��-�� ��2 ������ 2�������� +���������� �!�$ *�

�:7� ���'�%������ �� .�������� =� ���1���� �� � ����� �� � B����� �� �� .����� (� 3� �� ��� !�"�:$� ���%�������8��2����A������ �9 ���-� �1�����2� %�����%����� ���������2 '��� &���@����� ���������� '����� %��1������� ������ -������*�( �������� ��!)$ ��"":6:*�

�::� ������ �� ,������� (� ��2 .�28�2�8 =� !�"�4$� ���%�����- 2� ��1�?� -��%�� 9��� ��>1�����- 2��� >1���� ��2 �� �'������� ������ ������ ��!��$ ��"� + ��")�

�:6� ��� B� B� /'�� /� �� /�� �� ��2 /�� �� B� !�"�:$� ���������� &��'��� 8��1���� -�����%� ��2 P1���>1���������������� �� ���&�%����@��������� ����������� �� �������� ,����� �� ���� ��� � �������� ��!:$ �)4+�#��

�:4� ���'2�1�� =� �� ����� .� ;��2�� =� B1����-��� =� B12��� �� /���-������ F� �� ��� !�"�4$� ������ ����2� � ��2� %�� ��� ���� �� ��� �8�1���� �9 �C�����8�� 2�1-@��������� �F�76 ������� �9 ����������� �� �������� .��� ������� �!7$�6"�*6�

���������� ���

���� ����� � �� ������ �� �������� � �� ���������������� � �� ������ �� !�����"�#����� �� �� ��� ������� ���

� � �������� �� ������� �������� ���� � ������ ���� ���� �� ��� � �� �� �� ����� ������� ����� ���

� !" #������� #� �� $�� ���� %� ����!�� & �'��� � ��� � ���� �� ����� � ��� ���� ��������� ����� � �� ������ � ���

������� ��� ������� �������� �� � ����������� ��� ������������ �������� ������ �(���

� )" #�*� $� �� ��)�!�� +� � �� ����� ��'��� �� ����' � �� �� �� ������� �� ��� ����� ����������� �������� ������ � ������

���������� � � ���(� ��

���" #�� � ,�� -�� ��� .�� �� $ /����� 0� ������� 1����2��� � ����� �� ���� � �� ����� ��� � � ��� ��� ��� �������������

������ 34��

���" $5��� 6� 6�� 7���5 ��� 1�� 7� ����� +�� 8 �'��� �� 9�� 0�� #�� :����� ��� �� ��� ����;�� &����������� � ������ � �������

�� .&+�/# �� �&1+� �������!� �������� �� �4)3��

���" � 7���<�� =� ��) ;�� & ����������� ���� �� ��������� �� ��� "����"��#"� ��������� �"���� $�� %�������������

������ &� ���4�� 4�!�

��3" � 6���� ,�� 5� : ��� 6� &�� 7 �����> �� &�� -��� .�� - �� �<� �� 9� 6�� ?�� @� ,�� �� ��� ����;�� ,A��' �� �� �'

�� ����������� ������ �� � ������ �� ������� �� ��������� �� �� �� �� ��������' ��� �� ���B ������� �� �������� ��

� ���� � ����� '�� ������ (��������� )�������� ���4�� !�)(!�4�

�� " $ ���� &�� &������ � #�� �� = �5��� .� ������� . ������� �� ����C��� ���� �� 5���� � � ����� ����� ���C�

��� ���������� ����������� ��� ������������� ������ � !�

���" $ 5���� 7� �� �� � �� 8� ��)))�� D ����� ������� ��� ��������� ����� �� ���������� ��� �� ))4(��� �

��;" $�� ���� %�� 7��� �� ��� 9������ $� 6�� . ��� +� ,�� �� #���C� $� 9� ������� +���������� ������� �����������' ����

��� ��� � ��� � �� ������ *����� ��$��%� ��������� ���)�� ;���

��4" $� > �� ,�� ��>C� D�� #��C��� ��� $ �� �� #�� @ ���� � #�� . � ������� .�� �� ��� ���� �� D&+7B � ��� �� ���' E ��'���

���� ��*� �������������� ������ �)�)(�);��

��!" $������ &�� D���F� � 1�� $G�� � 0�� @5��� �� � H�� 0������ 0�� �� #��� ��� 6�� �� ��� ������� D� �' �����C � �����5 �'

�� �� � ��� ���� �������� �� ����������� � ������ � ��+�$ ��,-./.�/0123 �

��)" $��� 6�� 9� 0�� 6������ 0�� ������ :�� �� -� 7 �C��� &� ����4�� 0������� � ������ �� ����������� ���� �������'

� ������ 45���� ��$��% �� �������� ����������� ���3�� ��4(�;)�

�;�" $��� �*� /�� D�� 5�� #�� .���� 8�� &��� ��� @�� 6��� .��&�� 6����� 1�� �� ��� ����!�� 9�� �� � ����� ������������ ��

���������� ���������� ������� ����� �� /� ��������� �� ��� .�� 4���() ���� ����� ��� ���������� ���������� �����������

���� � /��)� � ��� ,1#0/$�

�;�" ,�� � 1� D�� 9�� #��?�� #��� ������� 6�� 1�� �� �� =�� D������ =� #�� 9�C �� +� 0�� �� ��� ����;�� /� ����'��� ��� � I ���

�� � ����������� ��� ������� �������� ����5 � �� � �� ��� ��� ��������� ����� �� *����� ���� ������� � �;� ��

�;�" ,'� � $� 9�� $ 1��5� $�� #�� � 8�� . � ��� 6�� #�� � 0� 6�� D��� J� ?�� �� ��� ����4�� 9D1 �� � ���� ��������� ���� ���

*�������� ������������ ������� �� �������� ��� ������������ ���4�� �)34(�) 4�

�;3" H����� $� �� 7��� �� �� ����;�� D ��� ���� ��������� ���� �� ��� ��K '���� �� ���� ������� ���!�� 3�3(3���

�; " H���� 0� ��� 1����� 7� 6�� 8� � �� 8� 6�� 1����� ��� 6������� 8� ��� -������ +� #�� �� ��� ����3�� D ����� ��'���

�� ���2 � ��� �� �� ���5 �� �� �����5 � � ����� �� ������ ������ ���� ������� �� ���������� *����� ��������� ������� ��!3(

��!)�

�;�" H���� 0� ��� 1����� ��� /������C� :�� 7�> ��� 1�� D���� 6�� 1��C� .�� �� ��� ����;�� D � ��� � � ������� �� ���� � ����

��� �� ���� ������� �� ��������� �� �� �� ��������� 5�� � &������ #������ �� ����������� �� �������� ���� �������

������� ;��(;3��

�;;" H�������� 6��.�� @��� D�� �� $����� ���� :� ���� �� 0L7//�+7�$7B ���� �� �������� ������ � ���� ���������

� ������ �� ���� ������� �� ���������� ��� ������������� ������ ��4�

�;4" H��>� 0�� @� �� #� +�� ?��C� D�� $���� J�� 1�� �� :�� �� 7� �� D� $�� �� ��� ������� #'���� �<�B ��� �� ��' �����'

��� 5���������� �� ��'���� �������������� ������ 3�)(3���

�;!" H� ����� @�� 6 �C ��� 6�� 8�C5���/����<� /�� 7�'� � 7�� $����� 0��6�� @���� � 6�� �� ��� ������� #������ �����>���� �� � ������

�� ����� � �' �� ��� ������� �������� ���������� ����������� 6�������� �� ���� ������� �� ��3;�

�;)" H�� ���� 6�� ?��� � +�� �� +��������� �� ������� '�� ������� �� ����������� ��������� 5���� �� 1���� � � �� � �� ���������

= � J��C� =J� L1&B�

�4�" H�� ���� 6�� ?��� � +�� �� +��������� �� ������� � �����>���� ��� ��� � � ���> � ��� � ��� �� 5� �������� � �� ���

������� �� ����������� ����%���� ��� �(���

�4�" H����� .�� 7��'� &�� �� 7����� 1� ��))4�� 1��� �������' � ����� �����' ������� ����� � ���� ������'��� ���� ����� �

4������� #������ �� �������� ���� ������ �� ���������� ������� � ���4�� �3!(� ��

�4�" D������� 0�� 7������ ,� D�� 7>>������ 0�� �� 0 ������ &� ������� #���������B ��� ��� � ��� � 2������� ���� ���

��������� �������� �� ���� � ��� �� ������ ��� ��� ������ �� ������� ����� ���

��� ����������

���� ������ � � � ������ � � �� ����� � � ������ ���� � �� ��� ����� �� !"#� $��� ���#%�% & $ '% (��" )�

$ ' ���$'� � �&�� $ ' ������������� ������� �*��+�*�*

��,� �����% � - � ���.� / � � 0��� 1 2 � ����#� � � -��$�� / 2 � 3�(% � - � � � � � ����*� 4������ $��!" � ����

�'!� 0% ��� '�!!�$ 5# �!�%��$ $��� 0������ � �" �&�� ����� ������� ��� ���� ���������������

���� �6���� � � 7���"� � � �� 8� 5�� � ������ 9 $��!" ���%� ����%% �%)��% �� :��� �������0% ; ��������

����� ��� ���� �������� !�$% ��<+�,� �!��$�

��=� �����$%� 2 > ����,� ;�$� %� !�%�� !�%�� �� &)�)� !������ ��� ��� �� �� �� ��� ��� ��"��#�� ������ ���+���

���� � '�� / / ������ l� !����� %��'��� � �" ? @ !� ! ��� �� "�����% ' �� �������� $����� � ������ ��+*,

��*� � '�� / / �� � ����� 1 ����,� 2)���!� "#! �"%�% �%��$ � $ '��% %����� �� �������� ������� �<,=+�<�*

��<� � �� � � � ����� / � ? �� A � -0����� > � 2 �$�� 2 � 7�#� / � � � � ����,� ������� & %�&�� ���� ������

���'��� 5��� �%�%��� 5# (" �B$ ' %C)��$ '����� �� ���� ������� ���� ���,�� ��*�+��<�

�*�� ���$�%%� ? � ��D��� / � �� 2�E�� 0��� ; ������ >$)��� �# ! ����� & ! %�B���%���� �� ' ��F���� % � 5������

(������� �� ������� ���� �� ���

�*�� �)!��� � A � ���'��5"�� � > � 3�� � 2 � G !�B> E�%� > � A'!&� 2 � G����)�� G � � � � ����,� 1>�B1��9�� �

( 5� �& �'���� � � � ��%� 0� ���5� ��� �%�%��� $% � 5������� $ '% )��������� ����� ��� ��������&� �

������ ���+���

�*�� �#$��� � 2 � � ����� � � ���)�� 1 � �� ��$)@� � ������ 1��'��� 5��� �%�%��� � !��������� ����� �����

'�"��%��� �� 0 �)�� ��# !�%!���0% (*!% ������� ��� ��"��#�� ������ ��,+���

�*�� ��&�� 3 � � 3�?)��� � 2 � �������� 1 � �� 0�� 4 � ?"�0��� 4 � 9H����� A � � � � ������ >&�C� � )!���

!� ���# ��� $ ' � ���� �� �)���� �� �� ���� �������� ���3��� 3*��+3*=�

�*,� ���� B1'�� � � � ���B����I�� 7 � ���� � � � �� 2���I�� / G ������ 7��%% � %�% �%% ����� (��" �" ��C)�%���

& ���5� ��� �%�%��� *����� �� ����������� ������ ��+,*

�*�� ������ / 1 �� �)'!"��%� > 2 ������ ? ��%�� 2;? 0����5����# 5# '�" � & � � �'! ���# ������� �% ���% & ')�����)$

�%�%��� ���'B$���0 5������ '����� �� ���� ������� ���� !�$% /?2+���*�

�*=� � ���$� > > ��<�=� �" ���#%�% �� %���� & 0����5�% � ���� �$�%%� ��������� ������ �+,<

�*�� � ��� 1 - �� A���� > 8 ��<��� >��$ �$�%%� � 5��%� %��'��� & � ��" $ �� !� 5�'% +����������

������ ��+=�

�**� � J'�� � - ������ ? �����$ & � ! !)���� %��)��)� �� ��%"�! )%�$ �" ���� '�@� ' ��� �" �# �� @�%� %

,��% -��� ������ �����

�*<� � �'%� 1 � � 2 �� G � � �)�%&E ��� 1 � ���5���� 2 � >$'�� � � A���#� 1 � � � � ����=� K��%����$ �" '�"��%'%

�� ���0�% & ���'��� 5��� �%�%��� +�� ���� � ��������,�� ��=+�*�

�<�� � !�� 3 ? �� /�� 5#� � 1 ������ 2�"��%'% & ��)$ �%�%���� C)� � �%�%��� )��� � �� �� ��# .��

������ �� ������� �������� ��+��

�<�� ;�������'� 3 � �"����� 2 � � ��E� � � >�E�"��� / � �� �)�%����� � ����,� � ' %C)��$ & � ')$ 5�

!��� $� (�" !� ' ��$ %���� & ,� ���������� (��" 5� � �� � �5����# /��������� $����� �� �������� ���

�<�� ;����� �� ��!2�! ? % ���)' ������ �" ������ �� ��!2�! !� E�� ������ ����=<=*�� �*<

�<�� ;C5��� L � ?����' � 2 � �)��� ; � 7����� � � �� 2�4�� � ������ 0� ��"� �%%'5�# �� $ �#!�$ & 0�����% )%�$

� � �� � ��)�E $��!"% ����� ������� ������ ��=+���

�<,� ;8�B�?? � % ���)' ����<� ?��%%�F���� & %��!"#� � ���� ��%%�� �"� ' % ' �� ��??���� $)����% & � �! ���$

0� �??�� �'�% )��������� ����� ��� ��������&�� ������� ,<=�+,<=�

�<�� /���'�� � 3 � 4���0���� � � � 2 "�'���� � � ?")� / � M � � � ��'' �� � 1 � � � � ������ 1�#�� � �� �% )��B

:��� �%%'5�# & ���$ $ '% )%�$ � 5� ' F��� 1����� �������� ������ �=*+���

�<=� /�������� 2 ����*� 7� '�!!�$ & ���5� ��� �%�%��� ���'���% ,�0 ������ � � ��� ����

�<�� /�������� 2 � ��"������ � � G��)B��� ��� 1 � �� 4#����%� / B� ������ 1 � '!�"%�0 '��� 5��� � (��$ 5�% �

%)!! �� �" �0� !'� & �� "��� ���$ %��� % �)�� % � �&��� )% ��%�%% ; /2%*!)�+/3% � !�$% ��+�<

�<*� /�������� 2 � 0� ���)'� 1 � ?��#� A ? � ?��#� 3 � �" �����$� 3 � ����� � � � � � ������ ? ������ 5�( !" �#!��

���5� ��� %)%�!��5����# �� �" �%�%� ' � ,���������� ���������� /��������� $����� �� ���������� ������ �����

���+��*

�<<� /�������� 2 � G�'�� G � � )� )�� 2 � 2�".� � � 0� ���)'� 1 � G��� �@� 4 � � � � ����*� 1 &�%� �� �$ %��� '�" � & �

5������� $ 'B(�� �%% ����� %�)��%� 5���$�$ �" $�! 5�( �B'�% �� $��� 0�% ���45�" � !�$ �<���,

���������� ���

����� ���� � �� ������ �� �� ���� �� �� ����� �� �������� �� ���� �� �� �� ��� � ��!"� #$����� �%���%� %& '%'(����%�)��(��(�� �� �%��� %�����)� �))%�����%� ��''���� ������ ����*" �+�,-�+ *�

����� ���%. �� ��)�/� �� �(�� ��0�� ��� ������ 1� � �� "� ��2213 � �%4�� ���.%� &%� ��'�� �(���'�� )�5(���� �����������)�� %� &�)� 2%(���� ����)&%��� ����� �� ������ ����6" *�7,-*�88�

��� � �.����� �� 9�.������:��) �� ;%.� 9� <����� <� =%���.%&�� >� ?�� =� �� ��� � ��8"� 1���)���'�%�� '�%@���� %&��������%���� ��)�)����� �� ��� ����� ���������� ������������ ����� �� ����������� '���) ���-���+7�

���*� ����� #� A� B�� =%����� 1� ;� �������C #� �� ;��� 9� D����� 9� E�4�� 9� �� �� ��� � ��!"� D�%��� ������)� �����%���'.�� �%�4������� �� ������%��� �%�)(�'��%� ���/��� ��� ��� ��7� ����� ��� �� ��� �������� �� ��� �� ����'��� ��+�+ ,7�

���6� �%��� 9� ��� ;.����''� �� �� � ��7"� F�� �.�%�%)%�� %�� �%����3 �%�'���� ����%���� ���%��) &�%� �%��0���� )�5(��������� �))������ ������� ������� �� ����������� �� ���-� ��

���7� �%) B� �� �G��)'� �� ��E�(�.��� <� #� �.������� �� �� <%� ;� � ��� <� �� �� ��� � ��6"� 1.� ��)�)�%�� %&��� ����� ��������� �� ������%�).�' �% '.��%��'�� )()��'��������� ������������ ����� �� ����������� '���) ���-�*,76�

���8� �%) B� �� ��E�(�.��� <� #� ��� D������ � �� � ��8"� 1.� ��(������%� %& ���.���)�) %& ��&��C����� ��)�)����� ��%���������� �)%����) %& ��� ����� ��������� ()��� ���%��� ����� ������������ ����� �� ����������� '���) ���-�*��*�

���+� �H)�� �� >� %���� �� 1� #������%� �� �� ����/���.� #� �� =�%/� �� �� F���4�09�(��� �� E� �� ��� � �� "� <�'��/.%��0���%�� )�5(������ &%� ��4�)������%� %& � ��%����� �<9� %(������� ��� ������ ������� �� �� ���� ���� 6" 8+- +7�

���!� ���/�C�� ;� 9� E�'��)�� E� ��� �C����%/)�� �� � ��!"� ;��)2�%/3 '��������� '��)��� )�5(����) �� �������%��� ����()��� ���%�� )�����(��)� ����� �� ������ ���8" �*7-�*7�

���,� �(�� B� E� FC�� #� �� ��� �()�� �� <� � ���"� 1.� ����))%�� ���%�� %& ��� ����� ���������� ����������� ��

�������� ������� ������ ���6" 8 �-86��

����� E����� �� <����� �� <(���� �� �� �����:�/� �� D(��� � 9�%�� 1� �� �� ��� � ��6"� ;��������� �.� 4��(����� %& �<9�&�%� ��) ���%�� )�5(����� ������ ������ ���7" !*,-!6,�

����� E���� 9� �� ���� �� �%��) �� <� ������/����� �� <%)) �� 9� �%)��� #� �� ��� � ��+"� �#D�<�)3 �� ��������%������)�)����� ������)� &%� .��. �.�%(�.'(� )�5(������� ����� �� ������ ����" �7+6-�7!��

��� � E������ ;� � �� "� ���.���)�) %& ������%��� ��)�)����� �� ��� ����� ���������� ������� �� ��� ����� ����� ��

�� ���� �9(''� 6�" �

���*� E������ 1� ;�%� �� ��� �%(�4���� ;� ��,,6"� � )'%�����%() '%��� �(����%� �� �.� �� !"#$%�" ���� ��)(��) �� �������)(�)����� )'���@���� %& ����%����%)��� 8I0� 0����������)&���)� %& � ��� ����� &������ )������ '��( ����������� �������� ,+-*�6�

���6� E������� =� ��� 9��C���� 9� E� � �� "� 2�)� ��''��0���� ��������� /��. =%/��� � ������ ����� �6" *7+-*7,�

���7� E� =��) A� �%���� F� �%�:��(� �� E���%�J B� <�4��) K� E������� �� �� ��� � ��8"� �%���I���� %� ����J�3 � �%%�) )(������������ �% ��%�%����� ��&%�����%� �J������%� &�%� ��/ �D9 ����)� ����(���� ��" ��

���8� E�� � �.% 9� =��� � E�� �� =�� D� ��� 9� �� ��� � ���"� #J��()�4� �(����%�) ������� �% �)%���C�� ��� ��.�%��������)�)����� ��%�� ����������� ��������� �)%����) &�%� �%���� )�� ������������� ������� �� ��������� �� ���� ������7" 66�-66+�

���+� E��) �� �� B�.���� �� BL���L�� �� ����) 9� <� �.�/�'����.� �� ��%(�.�� �� �� �� ��� � ��8"� 9�5(���� ������������.���� �����)�) �% ��������� �.� ������� ��)�) %& ��������� '.��%��'�)� ������ ����������� � � +,+�

���!� E��) �� �� D�������� �� =������ 9� �� ���)�� �� �� ��� �%������ �� � ��!"� '�)���3 � �%�'��.��)�4� �%%� &%� ����%����'�����%��0/��� �))%�����%� )�(���)� *����������� '��� ���7*,�

���,� E� �� ��� E� � � ��!"� ���/%��0�%�)������� ���(����C���%� ��� 4������� )������%� &%� �����)�) %& ���%��� ����� *�������$

���� ���," ��+7-��! �

�� �� E� �� ��) �� 2( D� E� <� ��� �( <� � ���"� 1.� ����)��� ��))% &%� ���%��0/��� �))%�����%� )�(���)� *��������������6" 7�8-7 *�

�� �� E��/ �� ��� ������ �� � �� "� ���))�@����%� ��� �����))�%� �� ����������� + ��� ��*" �!- �

�� � E������ �� �� ��� <� �� ��� 9(����) �� F� ��,,,"� 1���)'%)%� 1�,- M��).�' %& �.� M%����� ���%��� �����������

�� �������� *������ +����� ���*" 7�+-7 �

�� *� E���))�� �� <�C� D� �.��.� <� ��� ;�����%��% ;� � ��+"� 2�)� ��� )������� ������� '��&��� .�).��� &%� ��))�4� ���)��)� ��.�� ��/-01,�12-34 �

�� 6� E�)��� ;� �� �%���� �� �� ��� ��)%� �� �� � ��,"� �������������0��)�)���� ��� ����� ���������3 �������� ��'������ �%�'��J ���(����%� %& �.�%�%)%����� ���%��� ��)�)����� ���.���)�)� ������� ����������� ������ ���6" 7! -8���

��� ����������

����� ��� � � �� �� � �� �� �� �� � ������� ���������� ��� ��� �! ��"!#����$���% �� �!��%!&'��! ""��� ���� "����!"(

)!� ��*!� �!��!""��� %!�+��� ���������� ��� ��� ������ ���� ,,�

���-� ��� .�&.� � �� .� � �"+ /� 0� .� ��&1� 2+ �� 0� �)!��!� � � �� ����-�� 3%!��!��! �� )� "%��&%!�� �!� ����"���

�!"�"� ��! %!�+ ��"% �40&� �� ��% �" �� +�% � $!���" �� 4+�� ( %����$������� � �� %��!��� � $������� � "���5� ��

����� ��������� ������ ����� �-�6�-7�

���8� ���� �!"&�9)!* :� ;��%% <� ;� =��!�+ % <� �� ;�!� �+" >� ����5 % �� 0�' � =� � �� ������� ;!��%!&'��!

�!�!����� �� ���!�? �" �� �!�!��� +!�!���!�!��5 ""��� �!� '��+ ��%)�!@ �� ��"� ������������� ������ ��A�6��A,�

���7� ��� + �� 0� / 5��� � /�$"+�� �� 0� � �� /�$"+�� �� 0� ����A�� � "����B� ��! �!"� ��� �+! � ""�� ������ �� ����������

����� A���

���,� ��% � C� � 4��"� �������� 4� 4+ � � 2� � � �+!? �� �!��! �� �� D!�� 4� �� � �� ������� ���+&�+����+)��

$ ��!�� � �!��%! "!#�!�����( � !%$ �� ""%!�� �� �+���! '���� �� �))�������5� ���� ���� ����������� ���,� �,,�

����� ��'5 :� <� ������� ����%����$� � �!"�"� ��!( �+! !@ %)�! �� �������������� ����� ������ �� �������� ������������

����,� ��-��

����� � �D+!�"�� �� E��� �� D� �� C��"%!� �� �� ����7�� �!!)��� ) �! '��+ �+! �!� #�!!�( F�!����5��� �+! �!�!��� $ "�" ��

"�"�!)��$����5 �� ���!�����" ��"! "!� ������ ������ 88,687,�

����� � + /�&:� 4� �� EG����! ;� �� ������� �!�+ ��"%" �� $��B�% �!"�"� ��! �� ���%����$� � �!��"� ���� �� �����������

���� �A6�,�

����� � �� � � �� .� =� ������� ��)!�?�"!� �! ���! "!�!����� �� �� )+" '��+ ) �+ ������ )!� ���!" �� �!�'�� H�'"� ��

������ �� ������ ������ ���� ����� �AA,6�A7��

���A� � ����� /� �� 4�����" :� �� 4�@ C� � ;���"�!�� <� =� ������I �� �� ����!� <� � � �� ����,�� :������ �+! %�""���

+!��� $����5 �� ��%)�!@ ��"! "!"� ���� ����8�-�� 8A8�

����� � �J �" ;� �� ����"���� 4� ������� � � "� ��� &��!! ))�� �+ ��� !K��!�� ) � ��!� �������� �� ������!��!" �� &%!�"�

������������� ��-� 8-A688��

���-� � �"�+ �� /� � �* �� �$!!� /� <�L "�� �� <����+ =� 3� ;+ I �� �� � �� ����-�� 4�%)�� ���� � ) �&�!��%��"(

"� ��" )��%�"!" �� �+ ��!��!"� �� ��� �� ������������� ) �! $$'�7,�

���8� � ��M�!* � �� �� 0�L� :� ������� �!� $���� �!��� ���� �� ���$����� �!"�"� ��!� !"#� ����������� ���� ����

8-7687,�

���7� � ��M�!* � �� : L ��� �� ; �%!��� �� �!�� ��!* �� ��� �!" � :� � ��M�!*&��� �� �� � �� ����7�� � ���$ � ?�!'

�� ���$����� �!"�"� ��!� !"#� ����������� ���� ����� AA6-��

���,� � "�� C� � � ' 3� E+5 �� ;���+ C� /"�L�%��� �� �� C�"+��� /� � �� ������� ��$"�� �! ")!��B����!"

�� �!@�=&E)�� �!@4<&E)� �� �!@1.&�)�� !N�@ )�%)" �� $��������� ��������� ������������ ����� ���

��������� ������ ����6���8�

��A�� � *!� <� ����-�� F��!����"( �!��" �� $ ��!�� � !?�������� ���� %���� #���������� ��7� -�7�

��A�� �����+�� �� ;� � ��!�+�!� C� C�* % :� . � �� �* � �� �� = 5� 5 �� � � �� ������� /+! ��%)�!+!�"�?! ���$�����

�!"�"� ��! � � $ "!� ������������ ����� ��� ��������� ) �!" ��46��A�,�

��A�� ��4��� �+ D� ��,7��� 0!��!""��� %��!�" ��� ����� � � � � ������ �� �� ���� ����������� ������ ��� � &#������������'

) �!" ��,6�A��

��A�� �� ���!5 =� �� D L!'" � C� ������� ��@ �!��!!" �� !)�"� "�"( "� ��"��� � �!�'�� %��!�" ��� ;���� !����� �� ������

� ��,�

��AA� �!��"+ �"!� C� �!�!� �� �� =O+�% �� D� ����,�� $&? ��!" ��� +��+&��%!�"��� � �!��!""���� ������ �� �� ������

����������� ����������� ����A77� �-8�6�-7��

��A�� �!5!�"�� �� ; $��!� �� �� ;!�* ;� ������� ��? ��!" �� ���!�"� ����� � ��!� �!��%!" �+����+ "!����&�!�!� ����

"!#�!������ ���� ���� ������ ������ -7��

��A-� ���! �� /� ����!��� 0� ;� ����!� �� �� 4+!� 4� 0!��� � 4+ "��! � � �� ������� �� ���!�� ���� � %�����!��!�

�!���")!���?! "���5 �� $��������� �������� ��"���%� � )�!�%��� ( �%) �� �� %�������� �!"�"� ��!� (�� (� �����,����

��7-�

��A8� ��5� ��*5 �� ��5� ��*5 ;� �� !�L "*!'��* � ��,,7�� /+! �!��%! �� �������������� ����( �!?�!'� )���������

�* ��+������� ���A� �886��A�

��A7� ��� ��� � ? �� <� D �% �� : �!'!�� �� ��"���!� P� � �����!� � �� D ��" �� � �� ����7�� D�!��"! )�!������� ��

���$����� �!"�"� ��! �� "�������� ���� ���% ���� �!��%! "!#�!��!"� ���%,�� ) �! ��7�,A�

��A,� ���� 5 � �� �'�� /� � �����! 3� �� �� �+��!�!5 �� ������� F�����"�� ���%����$� � �!"�"� ��! �!�!�%�� ��" �� �+!

"�)!�$�� $��������� ��������� #��� ��-� !��-��6���

����� C�$�! �� �� ����,�� ��' ��!" %����)�! �!"���� ����!����� '�� Q ���� ������������ ����� �����

���������� ���

����� ������ �� �� ��� ��� ����� �� ��� ��������� �� ��� ������������ �� ��� �� ������ �� �� !"�#$� %���&�����' ����( )

)��* � ����+� �, �� - �� � ��� ����� )��� )�� * ���- ���� ������������� �� .$� /./0///�

���!� �� ���� ��� %����� 1�� 234�(5&����46� &�� �� 7��� &� !"��$� �� ����� ) ����� �, �� �������� � �������� )5� ��

������ ���� � ����� ���� �� ��� /�0�8�

���.� ����� 9� :�� ����)�� �� 7�� %������� ;�� %������� �� 9�� 9��)*�� <� =�� ����� ��� ��� !"�>$� %��' ,��� )��*�

�� *���)��*� � ����� ��� *�� � �� ) % =��� � ��� �������� �� �$� �.!�

���/� �?<� ��� 7� ��� !"�>$� ����� ) ���)5��� ���� ,��� �� )��-����' @�� ��4��� �� ����**���� ��� � �� � �� ������

������ � ����� �

����� ����-���� A�� ����� A�� ;���� B� :�� ����� B� 7�� :�� �� 7� 7�� : �(� ��� ��� !"�.$� �� ���: �� �� ��4 � ����� �

�, * ���- �� )��*�� �� ) ��-�����*� ������)� A���$� ��� � ���� � � ���� �� :�$� :!">0:!�/�

���>� ;�)�� �� 7�� &�** �� &� ��� =��� %�� C�)� �� ��� A������ ��� =����� %� ��� ��� !"��$� A����' ��4 � ���)�5�����

4��������� 4� )��*� ����� �� ������������� �� !!$� .>8�0.>8.�

���#� ;����� %� 7�� 2�*�� <� 7�� �� ;�� &� C� !"�"$� = )5����)4�� ��D��� ) �� �� ��� * ���- ���)�' 4��)�����

�44���� � �� �� �����)��� ���� � ������� �� ������������ �� �$� >!�0>.��

���E� ;���* �� 7� &� �� %��� � �� !"�/$� :��) ��� ����� *��� �*� ����� ���� �� �������� �������� � .$�

.�#0./"�

���8� ;���� 9�� <����� �� %�� � (�)�� 7� %�� �� B��� ��� �� !"�#$� B��*� )��4� �� �� ������ � �, )��*� ,������

� ��� � � ���� �� �$� >>�0>#>�

��>"� ;�)� F�� 2��)� =� &�� F �� ��5%�� �� & � G� F� !"�"$� �:9�0� 4���� ��� ����� �� �� 9�� H )��4 � ���� ����*-����

� ����� �� �������� ��� � � �� � � ��� �� ���������� ��� ���� ������� � 4�)�� /!>0//"� �4� )���

��>�� ;�)� F�� 2��)� =� &�� F �� ��5%�� �� & � G� F� !"�!$� �:9�5�:' � � ���� ����*-��� ,�� � )��5���� �� *���)��* �

��D��� ) ���� I � )�� ���� ��4�� ������������� �� ��$� �/!"0�/!E�

��>!� ;������)�� ;�� ����� <�� ; ��� � <�� ��)��� %�5G�� �� 2���� +� �� !"�"$� ���� ,� ) �<;� I ���� � ��,����� )��*� -�

��*4�� ) ��I ������ � !� �������� ��������� �� ����� ��� ����� ��� ���������� � �� ��� � 4�)�� �/#0��E� �4� )���

��>.� ;��(��� ;� ��� ��)� =�� �� C����*�� %� �� !""�$� � ����� � 4�� �44���� �� :<� ,��)*�� ����*-��� ��� �����

�� � ������� ��� �� �� �� � �� �� �#$� 8#/E08#�.�

��>/� ; ���� 7�5;�� 9 ���D� G�� ;��� 9�� &���� �� ;�� J ( � %�� �� ������� 7�� ��� !""8$� �� �������� � �������� 4�4���� �

��������� ��� � ���� �"�# �� � � ��$� �##/"�

��>�� ; ��� 7�� ;�������� ��� :������� %�� ���652����+� B�� 7��� ��� ��� ��-��� ��� ��� !"�"$� ���������� � )�� �� ��

D� ���� ��� ����� *��� �* �, ����� ���� �� ������� :<� )������ �"�# �� � � E$� ��!!/��

��>>� ;�4����� ��5��� =��4��� �� 2�� �� ��� %�� 9����,�� ��� �� =�-��� �� �� !"�/$� � ���� �� ,��� �44���� ,�� 4�4���� �

��������� ,����� �� ) �����5;&� �� �4� * (�� � ;����$� � � ��� 4�)�� )��� ��0��/�

��>#� ;�I��� A� ��� ;��� ��� 7�� �� �� �� �� ��� �� !"�#$� % ���- �� )��*�5I �� ����� �� � ���� ��' ������ ,��* �*� BC���

���� � �� �� � � ��� �� �$� /�0�"�

��>E� ;� ��� �� 2�� ;�������� <� 7�� ;��)�� A� %�� C� -����� %� ��� ��� ��� <� ��� �� A� �� :�� ��� !"">$� ;� � 4��

��*4���� ����� � �������� ,�� ����� @��� � )��*�5I �� ����� �� � ���� ��� ���� � � ��� �� E$� 8"/�

��>8� ;� ������ 7� ��� ���4��� %�� A���-��)� <� ��� �� :������ ;� !"""$� ����� �� � *�44 ) ���������� 4�4���� ���

$� �� ���� %������ �� ����� � � ��� � �$� �#"0�E��

��#"� ;������� ��� <����� 9�� ����59��I� ��� ��*��� 2�� G���� ��� %� ��� 9����� :�� ��� !""#$� ;2�<�' � ���� ��� ,��

I���5)��*� ����� �� � �� 4�4���� �5-���� � ��)� �������� $� �� ���� %������ �� ����� � � ��� �� .$� ��80�#��

��#�� K � 2�� 2 � =�� J�)� &�� 2 �)� 9�� 2 � 7�� C�)� 2�� ��� !"�>$� A���� �� 4 -��I�� �� - �� � ��� ������ - �@�*

,��*�� �� �� - �@�*5�4�� @� ��� ����� �� ��� � ���������� &���� �� �� ������������ �� /E.�

��#!� K�� �� %� ��� �* �� %�� &��4���� ;�� ����� �� :�� =��� �� �� A�� &���� �� A�� ��� !"�!$� � ���� �, ���� �+� )����� �

��D��� ) 4���,��*�' ��*4�� �� �, �� ������� ;�� @� 9 ��� ���� �� ����* � % ��D ��D������� ��� � ������ �� �$�

./��

��#.� A�*�� ��� =���)�L*��3�� �� ��� � ��� %� 9�� �� ;������ 2� !"�#$� ����� �� � *�44 ) ,��* ��D��� ) ����� �� )

�5*���� ����'�� ���( )*�))*)+),)-./ �

��#/� A�*�� ��� =���)�L*��3�� �� ��� � ��� %�� �� ;������ 2� !"�E$� ����� �� � *�44 ) ,��* ��D��� ) ����� �� ) 05*����

"�� � �� �.!8!"�

��#�� A���� �� :� �� %������ A� &� !"�/$� &������� ( ) �� )��� � -�� � �, -����� �� 4����4�� �� ) )��*�5I �� ����� �� �

���� ��' � �I � ���� � ,�� -����� ���)�� � ��� � ���� � ��$� �"8�

��#>� A� ���� ��� :�� � �� =�� ������� %�� =���I������ =�� %�� )��� ��� A�� A�� ��� !"�#$� �� ��D� &MM ��*4����

� -���� ,�� �N� �� ��D���� ����� �' � �������� ,�� 4��)��**���� 1������ �� ��� �������� ��� ��#0�>E�

��� ����������

����� ������ � �� �������� �� ��������� �� �� ��� ������� �� �� ������� ���� �!��"��� �#�!�$��"����% �������& � ��'��( �)

������� $���!�$��� ��� !���� $����% $��!��!��� �������� �������� ������� ������ ��*�+��,,�

���-� ���."��� �� �� ���/ � �����!0 1� �� 2!.#��/ �� �����0� � 3�'�% �� � ��� ������� �� ���������� �� �!���#!���

��'�!� ���"���� ���4�$��!�� ���� � ��5#��!���� ����� �����6,7� 6*-�

����� ��(� � ��0�� 8� 2� 9�����4��:��%� 3� ��0��4�#���� ;� �%�� �� �� ���0��� 3� � ��� ����,�� 2���!. ������ )��

���� �!��"��� ��������!�& � !��#� !� $���"�� $�$����� ��� (�" �����)�!� )�� ��$���% ����!���� ���� �!��"��� ��������!� �����

����!��% )�� ��5#��!� ����� ��� �� ����� ���66*���

��-�� 2�!� ��� <� �� 8���"���� �� ;.�0.� �� =��!��# �� �������# >� 2���� ��4�� � ��� ������� 8?22>?;@& � ��

!������ ���������'� �$��!��� �'���� )�� �A�4��5 ����� ��� ����������� ���2#$$� 7� 2,�

��-�� 2�� ��� 1� ����*�� >��00�& ��$�� $��0��%���! ���� � ����������� ����������� ����*� ��7-+��7��

��-�� 2���0�� @� 2�������� �� ��� ������� 3� �� ����7�� ������! ���������� $����!�� ������� $�$#������ ���#!�#�� �� ������!

����!������ ��#����� ����� �������� ����� ���+��7�

��-6� 2.�$$��� 2� 8� 3������ B� ����! <� 1�����"� �� �����% 8� �� 8���% 3� �� � ��� ����6�� <��� �4(��� ����!������

��#�% ������C�� '��� �� �, "���%��.���� �� � .��� �$�!�C!��% )�!��� �� ;� $%��"�!���� ����� ���� � �� ������ ��� ��� �

�������� ������� ����6+������

��-*� 2���0�� �� ����-�� ��0��� ����5#���"��# D#������������ �.� �'��#������% $��� ��� �$$��� �.� ���!�� )#�#��� �����

������� ������� ��7� *���

��-,� 2������ �� �� ������� <����� >������ ��� �.� $���& � "���) .�����% �) ������ ���������� )�� ��������!� �����#!����� ������

� ������� � ����� ��6��

��-7� 2������ �� ����� �� <� �� �� �� 9�'0 9� ��� 9�$��0 9� ����7�� 1.���% �) �#$$��� '�!��� �!.����� ���������

� �� � ����-��� �--+����

��-�� 2������� A� ����% @� @%�� 3� ������ �� %���� 3� 3�� EF� @���� ;� � ��� ����6�� >����!���� ���� �!��"��� �#�!�$��4

"������� )�� ���������� ��� ��� !��������� "�������� �������� #���� (.��� ���� �! ��5#��!� ����� ������ � �����������

��������"� ����� ��6*+��**�

��--� 1���#��� 2� ;.��� � 9G�� G0� A� ;��#!.�� A� �� ������ 2� �� ������ � >� � ��� ����*�� ����� $��F�!���� "����

!�#������� )�� $�$#������ ���� �!�� ?� ��� #�� $��� #��%& '()* + +��������� ��������� � $���� 7�,+7-�� ?@@@�

��-�� 1.� �� ;� �� ��� A������ 8� �� ����,�� ��!.���� � �) ��� "������� �� .���/����� ���� �����)�� "��(��� "�!������ �����

������� ��������� ���� ����

����� 1.������ 1� ��� �!>��0 �� 2� ������� �E�31�?>2& !���4!������ ����!������ ������� (��. $�������% �� !� $�����% #�0��(�

$�$#������ ��� $������� ���#!�#��� ,�� �������� -����� � ����� ������� ���� ���+�-*�

����� 1�"�.����� �� ����7�� ���������� �.���0��� ��� ����!���� '�� �.� ������ ������ � �� .��� �������� ������ ������ �

$��� ������% $���� �7�+�--�

����� 1�$��0 @� 9���� �� ��!.�� ��4�� ;.��� �� ����� 3� � ��� 8��.��% �� � ��� ������� @'��#������% $��.� �� ����"����!

��������!� #���� �%�� �!���% �#������� ��#� ����!����� ����� ������� ����� ����

���6� 1�#���#� �� ��� ��.H >� ����-�� >����!���� "�!������ ��������!� )�� (.���4���� � ��5#��!�� #���� /4 ��� ��� ���"����%

����!����� ��� ����������� � � ��� �����

���*� 1��� �� ��� �����!0�� �� I� ������� <�����! !���� ��� "�!������ �$�!��� ��� �.� ���� �) '���!��4 ������� .���/����� ����

�����)��� ������0� ��"�� ���� --�6�

���,� 1����� �� �������� 8� ������� ?� 3�'����!.�#(�� �� ��� >������� �� ������� 3���!���� �) ��)� $�!�� ��������!� ��

����������� ���������� �������� )�� ��'���� !�#������ "% � !� ��!��� ���� $��"� ����% �� �� ������� ����!���� �) #�����#�

��������!�� ,�� ���������� -����� � ���������� �� ���� ������ ��,� *-�+*-*�

���7� 1#��� A� ���������� 8� ����% 1� J# �� �� ��� @��� 9� ����*�� ��$�� �#!���! �!�� ���������!� )�� �.� ����!���� �)

���� �!��"��� ��������!� �� <�� 4������'� "�!�����& �� �� �� � )�� � $������ �.�)�K ������ � ����������� ��������"�

����� ����+��66�

����� =��>��� !�������# ������� =��>���& �.� #��'����� $������ 0��(�����"���� ������� ��� � �������� ���3�� 3�,-+3�7��

���-� =��!��# �� ��/0 <� �!���L 9� I#�����% @� >������� E� ;.�0.� �� � ��� ����*�� ��)����!�4)��� ����!���� �) ��������

2A>�� ������� ��� � �������� ����� ���+����

����� '�� ���0# �� ��� 3#��� � �� ����6�� A�L� ���������� ���� �!��"��� �#�!�$��"����% �������� ������ � �������� ����1

����� $���� �;�+��6�6�

����� '�� ���0# �� 2������ � �� ���'� �� ;� �0���� 2� 9�%������ ��4�� ���"# @� �� � ��� ����,�� >.%��������!

������"#���� �) ;�?2>�4;�� �%��� � �� ����"����!4��������� ���� ���� ���������� ��� ��7� �����7+�,�

����� 9��� ��4>� 1�#�� 8� ��� 2!.M�0�$) �� ����*�� � $�� �� �� 0����� ��.���� !����� ��� � �� ��"������ �����

�� 6,+���

���������� ���

����� ����� � � � ����� � � � ���� � � � ���� � � ������ � � � � ���!� " � �� ��� #��$%& ����'�(�� �)*(+�(�

,� -��+.��( �, ��������� � � ��� ���� �*� �*�+-.�/���.! �(� ���.�(+0 � .��-+.�1 +���. �.*�! ��� ������

������� � ��������� ��#$�&� $$234$���

���3� ������ � �� ��� #���3& ���������� ������� ������� ����������� ���+�( ��+�.! ,� ��+�/�����! #���&

���5� ��..��� � 6 � ��1��� � � � ����,� 6 � ���1.� � � ..�(� � � *(� � � �� ��� #��$7& 8�-�1�(.� .� "��68�� .�

���'/�+.��� /���(,���.�+� ��.�/�� �(� �(��!��� ��*+ +(. � ����� ����� ��������� ��#�$&� �%3%4�%5�

���%� ��� 9 � ������� � � �:.�+�� � � �;*���� � � �<��(� � � ����.� � � � �� ��� #��$$& "�(�.!-�+ �(� �(��'=�� �(��!���

�, �( �(.�/��.�+'���.�(. ����� +���(! 1���(. #���& �, ��� ����� ��� ����� ��� ��� �#$�&� �2�>7

���7� ��.�� � � ��*����� � � �**�.� � � �(� 6������� � #$22%& "1��(+ �, ��� �( +����� �( !.���!+�('���.�(.

���������� � � �� � �.��(� �����.� /.=( $2%2 �(� $2?? ����������� ������ ��� ������������ ��#�&� 37243>3

���>� ����� � � @�--.� � � ����/��� � � A*��� B � ����� � � ��1����(� 6 � �� ��� #��$5& A*.� ��-�1�(.� .� ��(�

��C� ����� ,� �(��'=�� ����+��.��( �.*��� ��������� ������� �

���?� ������((� @ � ���(� D � ���� B � ��/.� � D*��=�*�� " � ������ D � �� ��� #���>& "�-*��.��( �.*+.* �,

��� ����� ��� ����� ���������� � ��� ������� ������� � ��������� ���#$2&� ?$�$4?$�7

���2� ������ � � #$23?& �� ���'���-� ���.�/*.��( �, .� ��������� �.�� ,� .�.�(� +��-���. �!-�.��� ��� ������ �

������������ ����������� �#$&� 7�47�

��$�� ��.(!� � � D�*��� � � "�-� � � ��.� A � �.��� B � �*//�(� � � �� ��� #��$5& D(�� �)*(+�(� �(� +���+.�E�.��(

�, �( C.(��1�! �*�'���.�(. �)*(+ .!- $$$ ��.!- �$� ���-�.�� �*./�� �.��( �, ��� ����� ��� ����� ��������

�������� ��� �������� ��#$�&� �7�24�7$?

��$$� ��.�� " '@ � �(�/�*�.� � � ��+)*�� � � ����(.� � � �� �(���� � � ���*� � �� ��� #��$3& ����+.�E�.��( �, ,+��

�� @'-��*+�(� !���������� ��� �( � ��. +���*(�.! �*�(� � ��(� .� -��� ����������� ������ ��� ������������

-��� ���4��?5?

��$�� ���� ���.� ���(�E�.��( #��$5& �(.���+�/��� ���.�(+0 ���/�� -�. �( �*1����(+ "���#�� $%& ����� '������

��$3� ���� ���.� ���(�E�.��( #��$>& D��/�� .*/+*����� -�. "���#�� $%& ����� '������

��$5� ����.� @ @ � �*.�(� � A � ��-��(�� � @ � @�1��� � � � �(� ����,��� B #��$%& D(.�+ (1��(�(. �, �.����'β'

��+.���� �(� �( ��� ����� ��� ����� �����.� ,�� .� F� ( ���� � ����������� ������������ �#$�&� 3�%�43�%?

��$%� �*� � � � ��(� G A � ���.�� � � ��/�� � � �(� @�(�� � #���2& D(��'=�� ����+��.��( �(��!��� /! ����� -(���E�

�����.�+ �����( )������������ ��#7&� >$54>�$

��$7� G�(����� " �(� ����=�(�.��(� � #��$%& �- ��-� �(�� 8( ���������� � ��� *+�� ��� � ",-- ������������

��������� � .�/����� ����#��� ��� ���� ������ � -��� $37%4$3>5 ���

��$>� G��(� � � H*�(� I � �����1� � � G� � � �(� �/�.� � #���2& �(��.�1 �(� �++*�. �.+.��( �, +�-! (*�/ 1���(.�

*��(� �� �-.� �, +�1�� "���� ��������

��$?� G*� � � "����� D � ����� � � � �� 8 � � G�������� � � ��/�!� � A � �� ��� #���7& � *(�J� ��C�'���� �.��� ,�

����+��.��( ��--�(� .��. �++�*(.� ,� �*�.�-� �1�� �, ��.�(�� ��� �� ��������� �#�&� ��3

��$2� I�(���� � � �����(� � � ����� 6 � � �!,�.�� � � � ���K� G � @*(�� � � �� ��� #��$��& D(�.!-�(� *��(� =���'

�(�� �)*(+�(� �� � ����.�+ ��.(�.�1 .� �*1����(+ /��� �( -�(�.!-�+ �(.���+�/��� �*�+-.�/���.! .�.�(� ( ���� �

����������� ������������ �#5&� >>$4>>>

����� I�(���� � � �����(� � � ���(.�(�� � � ��.����� � � 6���*��(� � � @*(�� � � �� ��� #��$�/& 8�(.�J+�.��( �, �+)*��

�(.���+�/��� ���.�(+ �(� ( ���� � ����������� ������������ �#$$&� �75�4�755

���$� I/�(�� � �(� �(!� � #���?& ��1.0 �����.��� ,� �� �# ���. �� ����/�! *��(� � *�L( ��-�� "����

��������� -��� �4�>552�

����� I��(�� � � @�� � � I���� @ � A���(�� � � @�(� B � ��(�� � � �� ��� #��$3& D(�� �)*(+�(� �, $7$ ��������� �

� ��� ���� �����.� ,�� ���(� ��(.�J� �(� �(� �(.�(�+ ���(� ����+��.� =�.� �*� ���.�(+ ��� �� ���������

��#$�&� $�%%4$�7�

���3� I��(�� � � ��(� � � G�(�� G � ��(�� G � ���(�� � � �(� ��(� � �� ��� #��$$& � -�+.�+�� +��-����( �, �� �# �(��

����/�! ��,.=� .���� ,� (C.'�(�.��( �)*(+�(� .+�(������ ��� ��� �#3&� $>2$%

���5� I���� � � �!��(� D � ��(� G � @�� � � �*��L� � � G�*(�� � � �� ��� #��$%& ���� �(�� �)*(+�(� �(��!��� �++*�.�!

-��+.� �(.���+�/��� ���.�(+ -�(�.!-� �( ���-!��/�+. ������� ��� ��#��������� ��������� -��� ���4��?>3

���%� I��*� H �(� �.-�(�� � #��$�& D(��'=�� M+�(. ��C�'���� �(��!��� ,� ����+��.��( �.*��� ��� �� ���������

��#>&� ?�$4?�5

���7� I��*� H �(� �.-�(�� � #��$5& �M+�(. �*�.�1���. ��(� ��C�'���� �����.��� ,� �(��'=�� ����+��.��( �.*���

��� �� ������� ��#5&� 5�>

���>� I�*� � �(� ���.�� � #���%& 6�*���E�.��( �(� 1���/� ��+.��( 1�� .� ���.�+ (. ( ���� � ��� '��� �����������

������� ������ ) 0����������� ��������1� �#�&� 3�$43��

��� ����������

��������

����� ���� ��������� ��� ���� ����� ��� ��� ����� � �������� �� � ������ � � ����

� � �� ��� � �� ��� ��� ��� �� � ����� ������� ������ � !� ������ "�� � ����� � "�� ��

���� #��� ��� � ����� ����� ��� ���� �������� ���# � ��� ���" �� � ��$��� � ��������

������$�� ��# ������

����� � �� !$�%���� ��������$ ����&�'���� ����� �� ������$� (����������� � � �

)�*+�,,,-. � � � � � � � � �

)�*+�,//,, � � � � � � � � �

)�*+�,/./. � � � � � � � � �

)�*+�,/./- � � � � � � � � �

)�*+�,00�0 � � � ! � � � � �

)�*+�,00�1 � � � ! � � � � �

)�*+�,00�2 � � � ! � � � � �

)�*+�,00�- � � � ! � � � � �

)�*+�,00., � � � ! � � � � �

)�*+�,00.� � � � ! � � � � �

)�*+�,00./ � � � ! � � � � �

)�*+�,00-- � � � ! � � � � �

)�*+�,00-3 � � � ! � � � � �

)�*+�,0122 � � � ! � � � � �

)�*+�,01-� � � � ! � � � � �

)�*+�,01-/ � � � ! � � � � �

)�*+�,1,-/ � � � � � � � � �

)�*+�,1,-2 � � � � � � � � �

)�*+�,1.1/ � � � � � � � � �

)�*+�,1.11 � � � � � � � � �

)�*+�,1.12 � � � � � � � � �

)�*+�,10,2 � � � � � � � � �

)�*+�,12�- � � � � � � � � �

� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �

���� ��� ���� �� �������� ���� ������� ����

��� ����� ������� ��� ��� �� � � � � � � � �� � � � � �������� � � ���� !"�"������ � ��"�� ����� � � � ���# $��%&'�'��(��() $&$(��()�)�)*(+* ()'���*$�,$)���)�+�$)+��'(� �$���( ,(���)&$ $ '+)��(��((��*�&$(-'�(�,(����)�)�

�0.

��� ��������

����� ��� ����������� ����� � ��������� ���������� � �� ����� �������� � �������� �� � � ���� ��� ����� ������������ � � ���� � ������� ������ � � ������������ �������� ��� !�"� � � ����������� ������ ������ # !�"�� � � ����������� ����� ������ ���$����%� �������& ��� � �������� � � ����������� ��� � � ���� ������ �������� �� � � ����������� ��� ��'� ��� � ����� ����� �� ��� ��� ������������ � �� ����� '��"���� ���% � � ��� "��� �� � � ���'����'����� �� ��''��������% �����

"������(�� �%'� ')"���� $)"���� ���$����% ���������� ��'� �� ��"������

!%������* "������ +,-)# +�+-)#. �,�-). /�"�0�1���� ��2-'��3���&/ "������ � +-)�. �&-)�, +#�-). /�"�0�1���� ��2-!%���4�&5 "������ ,�-).� �,-).& +-).+ /�"�0�1���� ��2-

��36#78)*�, ����� + &-).& -).# +# -). /�"�0�1���� 9�/�-'��3���&� "������ �+-).� ��&-).� ��+-).+ /�"�0�1���� ��2-'��3�-,: "������ �#-).� ��&-).� �,-).+ /�"�0�1���� ��2-

��36#78)*�); ����� +.-).+ �..-).+ ��#-).+ /�"�0�1���� 9�/�-!%�<�-�#�4 "������ ��-).+ �..-).+ �,�-).� /�"�0�1���� 9�/�-��36#78)*�7 ����� +�&-).+ �& -).+ # -).+ /�"�0�1���� 9�/�-��36#78)*�� ����� &-).+ ,�-).+ � &-).+ /�"�0�1���� 9�/�-!%�<���##= "������ ��&-).+ �&-). +#�-).+ /�"�0�1���� ��2-'��-���&�> "������ + -). & -). &,-).+ /�"�0�1���� ��2-

!%�<��#&?�#� "������ +&-). & -). �,-).� /�"�0�1���� 9�/�-!%�<���##9 "������ +�-). +& -). ��#-).� /�"�0�1���� ��2-!%���4�&= "������ #�-). &�#-). &,-).+ /�"�0�1���� 9�/�-

!%�<�* +,>(+ "������ &�#-). &,.-). ,�-).+ /�"�0�1���� ��2-!%�<�* +,>( "������ &�#-). &,.-). ,�-).+ /�"�0�1���� ��2-

!%������� "������ ,�#-). ,�#-). &��-).� /�"�0�1���� 9�/�-

���4 ����� +�-)., #..-).� ,-).+ �������� ��2-�@;6�78)>*� ����� ,�+-)., +�-).& +��-).+ �������� ��2-��36#78)*�, ����� ��-).& +, -).# +# -). �������� ��2-��36#78)*�� ����� +&,-).# �-). � &-).+ �������� ��2-��36�8)**� ����� �#�-).# �,-). , -).� �������� ��2-

��36#78)+,� ����� � .-).� , -).� ��-).+ �������� ��2-��36#78)*�); ����� +�+-).� . -).+ ��#-).+ �������� ��2-

��36#78)�� ����� +-).+ �,+-).+ ��#-).� �������� ��2-��36#78)+,� ����� ��-).+ ��-).+ �,�-).� �������� ��2-��36�8)***� ����� ++,-).+ , -).+ , -).� �������� ��2-�5�6�78)**� ����� ,�-).+ +&-). �,-).� �������� 9�/�-�@;6�78)>*� ����� -). +�.-). .�-).+ �������� ��2-�@;6+A8)**� ����� ++-). +�.-). �,-).� �������� 9�/�-

���9 ����� +,-). +�.-). �,-).� �������� 9�/�-�@;6�78)*� ����� +..-). ��&-). �,�-).� �������� ��2-��36#78)*�� ����� +++-). �#-). �,-).� �������� 9�/�-��36#78)*�7 ����� �+&-). ..-). # -).+ �������� ��2-��36�8)*� ����� �#�-). +�-). ��#-).� �������� ��2-

��1� ����� �-). ��-). ,��-). 3 �����' ������ 9�/�-��1< ����� # -). #��-). ,&,-). 3 �����' ������ ��2-���3 ����� #��-). #��-). ,,&-). 3 �����' ������ 9�/�-

���

����� ��� ����������� ����� � �� ���������� �� � ����� ����� �� ��� ������� �� ���

���� ��� ��� ���� ����� ��� ���� � ������� ����� �� ��� ��� � �� �� ��� ������ �� � �������

���� � ��� ������ ����� ������ � !�� ��� ������ ���� � ��� ������ ���"����#� ������� $ ��� �

� !� ��� ����� �� �� ������ ��� ��� ���� ������ ���� ��� ��� �%��� � �� &� '�� � !� � �� ��'�������

�� ������� �� ��� ()*+

��� � �� � �����,���� ������ '�� � �� &�'+ ���"����# '-!���� "-!���� �%��� � ��

�� .�� � ��/0 ����� 1� �$23-4 2� 3-4 � 43-45 6

�� .�� � �#�� � �� 5453-4 �4�3-4� 53-42 -

�� .�� � ��/7 ����� 1� � �3-4 88�3-4$ $�3-42 6

�� .�� � 90� ����� 1� 243-4 �43-45 8�53-48 6

*�� �� � ��/� ����� 1� �223-4 �83-42 ��83-4� 6

*�� �� � ��': - 4 �5$3-4� �8$3-42 ��83-4� 6

*���' �� 90� � 2�2 ��83-4� �53-42 853-4� 6

*���' �� 90� � 5�� �23-4 �2 3-42 853-4� 6

*���' �� 90� � 5�� �53-4 �2 3-42 853-4� 6

*���' �� 90� � 5 �8$3-4� �2 3-42 853-4� 6

(���'���� �#�� � �� 5453-4 $4�3-8 5883-4� -

(���'���� �'�: � �55 �83-4 �5 3-4 54�3-4� -

(���'���� '��* � �2� 4�3-4 � �3-4 54�3-4� -

(���'���� �'�: � �44 �$3-4 883-4 54�3-4� -

(���'���� �'�: � �$8 �823-4 �2�3-4 54�3-4� -

(���'���� �'�: � � $ � 3-4 �2�3-4 54�3-4� -

(���'���� �'�: � 8�8 � 3-4 $8�3-4 �853-4� -

(���'���� �'�: � 8� �8 3-4 �$3-45 �53-48 -

(���'���� �'�: � 2$ $4�3-4� 8�$3-45 8�$3-48 -

(���'���� �'�: � $4 2�3-4� 53-45 223-48 -

(���'���� �'�: � $� ���3-4 �2�3-45 223-48 -

(���'���� �'�: � 5� �43-4 � �3-45 223-48 6

(���'���� �'�: � 524 ��3-4 � �3-45 223-48 -

(���'���� �'�: � $ 2 ��43-4 � �3-45 223-48 -

(���'���� �'�: � � 8$3-4 4 3-42 25�3-48 -

(���'���� �'�: � 2�� 8�3-4 8�3-42 5$ 3-48 6

(���'���� �'�: � 4$� �8$3-4 �43-42 �2�3-48 -

(���'���� �'�: � 5$8 ��3-4 �843-42 �2�3-48 -

(���'���� �'�: � $� � 3-4 �843-42 �2�3-48 -

(���'���� �'�: � 8$5 3-4 � �3-42 4$3-4� 6

(���'���� ��'9 � $�� $�83-48 �$$3-42 4$3-4� -

(���'���� �'�: � �8 ��53-4 823-42 4$3-4� -

(���'���� �'�: � ��5 823-4 823-42 4$3-4� -

(���'���� �'�: � 8�5 �23-4 8�53-42 �3-4� -

(���'���� �'�: � �4 �53-4 �$$3-42 �83-4� 6

(���'���� �'�: � 42 �2$3-4 2$43-42 583-4� -

(���'���� �'�: � 885 ��3-4 5�3-42 5$3-4� -

(���'���� �'�: � 22 ��83-4 5�23-42 5�3-4� -

(���'���� ��/; - �$� �3-4� 8$3-42 $�3-4� 6

(���'���� �'�: � �44 83-4 243-42 $�3-4� -

(���'���� �'�: � 8 �43-4 5�3-42 $�3-4� -

(���'���� �'�: � 84� 823-4 53-4� �5�3-4� -

(���'���� �'�: � 884 �2�3-4 �83-4� � 3-4� 6

(���'���� ��/0 � $2 �$3-4 �23-4� 8$3-4� -

(���'���� ��/: � 2� ��3-4 $23-4� 8��3-4� 6

IR

S0.015625

0.03125 0.0625

0.125 <=0.25 0.25 <=0.50.5

<=11

<=22

<=44

8>8

16>=16

32>32

64>=64

>64128

>=128>128

256>256

512>512

Amikacin

66838

92538

00

03

37

012

063

36148

0144

790

430

380

3213

022

025

00

00

Meropenem

66845

215408

15

3357

2770

086

074

055

045

548

6311

2950

00

00

00

00

00

Levofloxacin505

43202

2603

33

110

620

800

520

460

4331

927

051

830

00

10

00

00

0

Colistin524

96

5090

00

00

445

580

3540

480

93

00

10

20

00

00

00

00

0

Cefepime

28057

38185

02

00

00

01

1710

041

048

660

570

200

57

60

00

00

00

Piperacillin280

24141

1150

00

00

00

00

00

217

2048

028

012

012

00

2723

041

500

0

Polymyxin B

1171

2114

00

00

01

02

085

026

01

10

00

01

00

00

00

00

00

Fosfomycin

11324

3653

00

00

00

00

00

00

07

60

50

100

250

024

00

110

916

Chloramphenicol

1030

1003

00

00

00

00

00

00

02

10

50

180

270

015

00

1124

00

CLSIN

0

0000

0

0

0

0

bMx panel Kos panel

02000

4000

6000

8000

10000

12000

IUPAC base number

bMx panel Kos panel

100

200

300

400

500

Contig Number

bMx panel Kos panel

0.655

0.660

0.665

GC content

bMx panel Kos panel

5500000

6000000

6500000

7000000

7500000

Genome Length

(A) Core genes are defined from 15 annotated reference genomes, and are thensearched by homology in the assemblies

(B) The distribution of several characteristics of the assemblies is compared

��� ��������

The core genes (present in all genomes) are retrieved by sequence homology

A collection of (aligned) core genes is built (each contains n homolog sequences)

Some core genes are concatenated to build n simplified synthetic genomes.

1 2 3 4 5 .. n

1 2 3 4 5 .. n

1 2 3 4 5 .. n

1 2 3 4 5 .. n

1 2 3 4 5 .. n

1 2 3 4 5 .. n

1 2 3 4 5 .. n

Resistance genes are inserted between the core genes. When accessory, presence patterns are conserved.

(A)

(B)

(C)

(D)

���������� ������ ����� ��������� � ������ �� ������ ���� � ���� ��� �������

���� ���� ����� ��������� ��� � ���� ��������� ������ ���� ����� ���� � �� �� ������������ ������� ���� ������� ��� ���� � ������� �� ������ �������� ����� � ! � �"!# �$����� �! �� ���� �� � ����� �� ���� ������ ���� � ������� �������� ������ ����� � ! ��$!# � $����� %!�

���������� ������ ����� ������ ������� �� ��� ����� �������� �� ��� ����������

��������� ��������� ���� ����� &���� ��� �������� �� −log10 �'������ �������� �� ����� ��(�� ����� ��������� � ������ � �� ����� �� � ��'�")* ���� ���k = 31� +���� ��� ������� � ,$� -.�/# �� ������ ���� ����� � ��������� �� ���������0�(��� ������ �� �� �� ����� ���� ���� �� �� ��� ������

(A) Multiple alignment (B) cDBG

gene1 gene2 AAC(6’)

kk

kk

kk

k k = 31

A) data simulated with population effect B) data simulated w/o population effect

���

����������� ����� ����� ���� ������ ���� � ����� �� −log10 �������� ������ ����� �������� �������� ������������ �������� �������� ��� ��������� ���� �����

�� ��������� �� ��� ������� ������ �� ���!�� �� ���"���" ������� �!���" !� ������

��"�"�� !� ������ ���� ���� ����� �����"���� �� ��������� ��� �������� �������# ��

��������� ����� $%�" �� ��"�� �&�� ���� '�� ���� ����� ������ ��� !�� ��(���

�" ����)�%��� ���������

��� ��������

�������� ��� ������� ���� ���� ��������

�������� � ��

�� ��� ����� ������ � ���������� ������ ����������� � ������� ���� ��� ���������� �� ����� �������� ���� �� �! ������� ��� ���"�� �# ���#����� ������ "������ ������ #�� �������� ���������� "������ ������ ���$��� ��� �������"���������� %"������ ����&! '�� ������� ������� � ��� �������� #�� ���� ���������� (������������� ���� �� ���#����� ��� ����! )������*� ��� ������� ��������� � ����������� �� ����� ����� %���& #��� ��� �����"�� ������� �# ��� ������ � ��� ��������� ��+�� � "���* ������� ,���"� %���������& #�� ���� ���� � ��� ����� %������&�������� #�� ���� ����� ������� � ��� ��� ������ ��������� � ��� ������ �� ���!-��*� ���� %��.��& ������� ��� "� ������ #�� �� ��������� ��� � ������*�� �# ��������� ��� ��� ��� ������������� ��� "� ���� #�� ,���/���� ��� ������������! �"��,� ��� ���"��� ��������� "* "������ ���� ��� ��������� ��� ��������0 ������#��� ��,����� ������� #�� ����,�� ��� ���*�� �# ���� ���� � �# �������! 1���,���� ��,� .��� � #�� �������� ��� ��� �����!2���� �����34! � ���$ ��� ������� �,������� ���� �# ��� ��,������� ���* �������� �"��� ��� ������������������! -���� ���� �� �! �������* ���� #�� ���������� "������ ��� ������*���# ������� ��� ��.�� ��������! �� �������� "* ��� ������� ��,��� ���� � ��� ����������� ���� $���� %�!�!� �� � )��� �� �!& �� ���� ���� ��������� ����� ����������������,��� ��� ���� ��� �# ��.�� ������� �� ����! '����#���� ��� ��������� ����� ��������� ��� ��� ���� #�� "��� ����������! ������� ��� ������� ������� ���� ���$����� ����� � ���� �5���� #�� ������������ �# ��� ������ ��� ������� ���$�� ���$���� �� ���"������3 �������� � ������� � #���� �� "� ��������� ��� ���������� ��� ����� �� ������������ � � +6�������� $��� ������� ��� "� ���"������3 ��*���* ��.���� �� ��� � $���� ������������ �� ��� ������� �� � ������� 7 �� ������ �� ���� ��#������ ������ � ��� �����6� 7 ��� �� ��$� ����� �# ����� �������!�1���,��� � ������ $� �� ����������� ���� ���� ��� "� #��* ���* ��,�� � ���$���� �������� ���� ���������3 ���� ��.�� $��� ���� ��� ��� �� ��� ������� ��������� ������� #��� ���� � ��� �6�������! �� ������� � ��,���� �������* ���"� ��������� �� ��� "������ ���� ��.�� ������� �� ��� ��� �# �� ������������ $����%����� ��� ����������� �# ��� ��������&! '�� ������� ��� ������� ���� ���� ��������,�� ��,������ � ��� ������������ ����! '��* ����������� ��� ���� � ��� ��� �#+������ ���� ��$� ��� ���� ���� ���� ����� ����� ���,��� � ���� �������� #��,���/���� �# ��� ������! 8��� ��� ������� �� ��� ���,�� �� �������,� ,���/����"���� �� ��� $���� ��������!9! ���� ����� ��� �����3� �� ��� ������� +��� ��� ������ ,������ ���� �� ���*�� "���� �� �� ���� ���#��.����* %2�-&: �# ��� ���� �������� ��� ����: -�! ;� �������� ���� ��� ������� ��*��,� +����� ��� ����� ��� 2�- < 9=! � ������� ��� �������� � ��� �������� �������,�� ��� ����� �/� ����3 ������� ��� �,�>�6��� ������*�� #�� ���� ,���� �����,��"� #�� 44? ������! '�� 9= �������� � ��� ���� ����� ���� ���� �������� �������,� ��* � ,��* ��� ���"�� �# ����������� �# ��� ���� ��� %�!�!� @&! �� ��� �������� ���"�"�* ���� ����� @ ������ ��,� ����,�* �6����� ������*�� ,���� ����* "*� ������ %��� �����#��� *�� � ���+���� ��,���& � ����,�* ���! ���� ���* ����������� ������� � ���� �6���� �� ��� ���� ������� ���������� ��* "���� �� ��� �� 2�-��������! '�� ������� ��� ���+�� ���� ���� �������� ���� ����� �� ���� ������������� ���������! '�� �������� ��� "� ��� ���� �� �������� �� ���������� 2�- ,���!� '�� ������� ���A� ������ ��,���� #�� ���� �6��������! �# ��� ��,���� ��� ��>����

���

������� �� ���� �� ��� ����� ���� ���� �� ����� � �� � ������ ����� ��� �������� ��� �� ���� ������ ���� �� � �� ������ ��� ����� �������� �� ����� ���� ���� ����������� ��� ������ ����� ������ �� ��������� ����� � �������� ����� ������� �� ���������� ���� �� ����������� ���� �� ��� ������ �� ��� ������� �� ��� �� ���� ������� ���� ������������ !������ ���"�� ������� ��� �������� �� #�� ������ ������� � ���� ���� �� ��� ����������� ������� �� ����� ��� ���� �������� �������� �� ������ #�� ������ ����� ���� �� ������� ���� ��������� ����������� �� � ������� ���� �� � �������� �$�������� %���� � ������� ���� �� �������� ��� ����������� &�������� ' ������� ���� ��� ��������� ��������� �� � ����������� ������ ���� �� ��&���� �� ��� ��������� ������� ��������� ����� ��� ��������� ��� �� � � ����� ����� �� ���� ������ ��� (� ������ �� �� ��� ������� �� ������ ����� ��� �� �� ��������� ������ �� �� ����� ' ���� �������� ��� ������ �� �� ������ ������ ���� ������� ���� �� �$�������� �� &������ ���� ��� �� � ���� ���� � �� ������� ����)� ' ���� � *��� + �� �������� ��������� , ���� �� ��� ��-���� .��� ���� �� ���������� �� ��� ���� ������� �� �.�� �� �� ��� ��� ���� ������� ����� ��� ����/� ������ ��� ������ ����� ���� ������ %���� ��� ������������ �� ��� ����� �� ��� .���������� �� ��� � ������ ���� �� ��� ������� �������� �� ��� .���� �� ��.�� ��������� �� ������� �� �� ���� ������ �� �� ��� .��� ������� �� ���� �� � ���� ������ ������������ 0 #������� ������1� #�� ������ ��� �� �� �� %���������� #���� ��������� ��� ���� ��$�2 ���� ��' �����/� ��� ��� �� ����� �� ��� ����������� ���� 34 ������� ������ �� �� ������� �� ���� �� ���� �� ��������� 567 ��� ��������������� ���� �������� ��� �������� ���� ���� ��� ����� ��"����� �����8 , ��������� �� ��������� ���� �� ��� ��$� �� ������� #��� �� �� �� ������� ���������� �� ��� ��$�� �� �$����� ��� �$�������� ����� ����������� �-��� �� ��� ������� �� ��������� �������� '� ������� ' ��� ���� � ����������� ������� ���� �� �� ����� 6������ 7�4% ����� �� ���"�� ������������ ��� .��� ������� ��� �� 9�� �� ���� 4 ����� ������������� �� ���� ������������ �� ��� �:����� ���� ����������� 567� #���� �� �� � ��� �� ���������� ����������� .��� ���� ��� �� ��� �� ���� �� �������� � ��������� 567� �� ������� ����� ;���� �� �� ' ���� � ���� ������� ���� �� ����� ��� ��� �:����� ��� ������ ������ ��� ��� ���� �� ����������� ��� ���� �� ������������ �� ���� �� 567��������

�������� � ��

;���� �� �� ������� � �� ���������� ���� �� ������� ������� ����������� ������������� �� 6��&� ������ #�� ������� ��.�� �� ����������� ��������� ��� ������� ��� ������ 7�4% ���������� #�������� 7�4% ��������� ��� �� ����� ����������� %<=� � .���� ���� �� ����������� �� ������� ����������� '������� ��������� ������ 7�4% �� >�������>� ����� �� ����������� .���� ��������� �� ���������� ����� �� ��������� �� 6��&� ������ #�� ����� �� ������� ����� ��� ����� ����� �� �������� ��� ��������� >.> �� .��� ����� ������� ��� �� ���� � ������������ ������������ ���� ��� %<= �������� #�� ���� �� >�������> �� ������������� ������� �� �� �� ������� � � �$������ ���������2 ���� �� ' �� � �� �� ��������� ��������� ����1���� �������1

��� ��������

�� ��� ����� � ����� ���� ���� ����� �� � ����������� ���� ������ ������ ����� ����� ������� ���� �������� ���� ��� ������� �� ��� ��� � ����� �� !"� ��� ����� ������� ��� ����� ����� ����� ��� ����� "����#� ��� � ��� � $� �����������$ ����� � �������� ���� ��� ����� ������

#� ��� ��% ������������ � �&'� ���� ������ �� ��� ��� ���� � � ������ ���� �� ����� ������ � � ���� � ������� ������ ��� ����� ������ �� � ��� ��������!"� �� ����� �� ������ � �� ��� � ������� (��)� �� ��� ���� ��� �&'� ���������� ��� � ���� � ������ � ����� � ������������ ��������� �� �� ��� ������� �� �� * � ����� ������� ������ ����� �� ����� �� � ��+� �� ����� ���� ���� ��� ���������� � �������� ��� �&'� ���� ������ ��� �������� �� ��� ������ �� ��� ���������� �� ���� ����)� ��� �,������� �������� ����� � � ����&'� ���� �������

-� ��� ����� �� ��� ����� � � ���� � � ����� ������ '� ��������� ���� #.# ������������� �� �� ��� ������ � ���� � �������� (� �� � � �� ���������� � ��� �� �������� ����� ���� ��/���� ��������

0� (� ��� ���������� ��� ����� ������ ���� ����� +��� �������� �1��� ������������ ������� ���� �� �� ���� � ����� ��� �� ���� � ����� ��������������� ������ ��� ����� ���� ���������� ��� ���� ����� ��� ���������� � ��� ������� ������� (� �� ��2�� � � %���� ��� �������� � ���� �������

3� ��� ���� ���� ������� �� �������� ����� � �� �������� ������ ��� � �� ��� ������ ���� ���� �� �������� ���� �������� ������ #�# � ����� ���� ������ ��� ����� ���� �� � �� ������ �,��������� �� ��� ����� ���� ��������� ��� ������ ���� ��������

4�� ������5

�� 6��� �� �� �� � ��� � %���� $� ����� �����$ �� � � ����� �� �,� ����� �� ������� �� ��� �����

#� �#��� $������� +��$ �� � �������� ���� ( ����+ �� ���� � $�����$ +���� ������� ���� ���� �� ��� � ���� ��������

-� �#��� $�� ��� �������$ ����� ����� (� ��� � � $�� ��� ������� � ��� ����$�

0� �#�� $�������� ������ �,������ ������������$ �7 �������� ������ $� ���$ �,������������������

3� ��� �,�� ���� ��� ������ �� � ��� � ��� �� 8����� 0 ��� 3�

9� ��� � ��� �������� �� �� ���������� 8 �,��� �� �� � ������� ��� �� %��� ����� �� ���� :&��� ������ ��� &���� ��������

�������� � �

��� ����� ������ �� ������ ���� � �������� !� "�%�� ����� � ���� ������ ������� ��� ������ �� ��� ����������� ��� ����� � � ��� � ������ ����������� ��� ���������� � ��� ��� �� ��/�� �� ����� ��� ��+��

4�%5

�� & ������� ���� ������ � ���� ��� �������� �� ��������� ����� � � ������ ��� �� ������ ������ ��%������ � ��� ���� ������� ��� ��� ����� ��� ����������� �� � ���� ;,�� �/����

#� 8���� 3 �� ��� � ���������5 <� ��� ,��,�� �� ���� �� � � 4� �� ������� �� �:����� �� 1���� � ���� ��� � � ������ �������� <� ��� ���,�� �� � � ��� ���������� ���� ������ ����� ��� ������� ��� �� �'='� �� ��� � ���� ���� ������ .>>�>>> ����� ����� �������� < ��� �� �� ������� �'? ����� � ��� � �'������� ��/���� �� ��� �� ��� ���� � ��� ,��,���

���

�� �� �� ����� �� ������ � ��� �������� � �� ��� �������� �� � � ���� �� ����� ������� �� � ��� ��� � ��������� � ���� �������� � ��� �������� �� ��� �� � ������������ � !� ������ �� ���� � ��� ��� ������� �� �������� ���� ����� ��� ��� �� � ������������ ����� �� ���� �������� ��� �� � ���������"� ��#$��� �� ��� ��� � � �� ���� � %���� � �� ��� & � � '� ( � ����� ��� ��� ������������ ��� � ���� ������ "���� ���� ���� ��� �� ��� � ����� �� ������)%��������� �� ������� � *���� +�� ������� ,���� �� ����� � ���� ��� ��������� �-���� � ������ � � ���� ��� �� �� ����� �� �� ���� ������� � ��� ��������� �� ,���� �� ����� ���� ��� ������� �� ���� �� .$(* ����� ���� ������� � ���������� ,���� �� ����� /����� �����0� �� 1� ������ � ��� ,���� / ������ ���� ��� ���� 2( ������ � � ��� �� �� ��������� �� ��������� � ������ ���� ���� ��� ������ � ������ /�� � ����� ����� �������������� (� � ����� � ������� �� (����� ����� ������ ����� �� � ������� � ���� �� ���� �������� � ������ �� � ���� ������� ��"� ��� �� → �� ��� ���� � � , �� �� ��� → �� � � , �� �� �������� ��� ����� �������� → ����� ��� ����� ��������

��� ��������

kmer collection

Compacted DBG

Genomes

A) Similar genomes (aligned)

B) Polymorphic genomes (cannot be aligned)

���������� ������� ����� ��������� � ������� � ����� ��������� ���� �� ��

���� ������ �� ������ ��� �� ���� �������� ������ ���� � �� ��� ����� ��

� ���� ��������� �� ��� ������� � �� ������ ���� � � ������ ����� � �� ��� � ��

������� ������ !"����� � �� ����� ����� ������ ��� �� ��� ������� �� � ������

�� � ��������� #�� ��� �������$�� %��� �� ����� ������ �� �� ��!� ��%�� ����

%���� �� �������� �& ��'�� !"���� ���� ����� ������� �

���minq

Estimated

effectcountper

phenotype:Pheno0

(susceptible)countper

phenotype:Pheno1

(non-susceptible)

Rifampicin

136/115

4.84E-70-5.77E-01

518/531271/666

hot-spotinacore

gener poB

RRDR

hot-spotregiondescribed

forrifampicin

resistance.Palom

ino,20141,4,5,8

26/37

4.35E-20-3.55E-01

455/531118/666

SNPinacore

genekatG

describedforisoniazid

resistancePalom

ino,20142,3

(6/25)3

5/414.02E-08

-2.24E-01507/531

258/666SNPinacore

geneembBM306V

thismutation

wasdescribed

forethambutolresistance,butalso

forrifam

picinresistance

Shi,20076,7

41/19

1.79E-027.27E-01

373/531445/666

SNPinacore

geneRv0226c

transmembrane

proteinnotfound

54/65

3.90E-02-6.57E-01

16/53158/666

hot-spotinacore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistance

Palomino,2014

9Isoniazid

19/51

4.84E-119-7.21E-01

460/472124/815

SNPinacore

genekatG

describedforisoniazid

resistancePalom

ino,20141,2

230/113

6.36E-25-3.96E-01

451/472271/815

hot-spotinacore

generpoB

RRDR

hot-spotregiondescribed

forrifampicin

resistance.Palom

ino,20143,10

36/44

1.01E-08-2.44E-01

462/472364/815

SNPinacore

geneembBM306V

describedforetham

butolandrifam

picinresistance

Shi,20074,5,7,9

(11/31)4

6/361.75E-03

-1.96E-01460/472

515/815SNPinacore

geneprom

otermabA(fabG

1)-inhAdescribed

forethionamideand

isoniazidresistance

Lee,200071(2.40E-14)

51/22

8.39E-034.89E-01

459/472805/815

SNPinacore

geneRv3812

PE-PGRSfamilyprotein

PE_PGRS62

alsofound

forMDR

notfound6

3/261.63E-02

-4.23E-01470/472

796/815SNPinacore

geneinhA

describedforethionam

ideand

isoniazidresistance

Lee,2000101

(7.26E-07)Etham

butol1

6/442.63E-23

-3.94E-01618/709

126/332SNPinacore

geneembBM306V

describedforetham

butolandrifam

picinresistance

Shi,20071

221/87

5.55E-23-3.84E-01

565/70964/332

hot-spotinacore

generpoB

RRDR

hot-spotregiondescribed

forrifampicin

resistance.Palom

ino,20143,6

314/61

6.90E-15-3.67E-01

683/709200/332

hot-spotinacore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistance

Palomino,2014

7(23/23)

46/37

4.05E-12-2.78E-01

494/70950/332

SNPinacore

genekatG

describedforisoniazid

resistancePalom

ino,20144,5

56/36

6.93E-06-2.51E-01

658/709201/332

SNPinacore

geneprom

otermabA(fabG

1)-inhAdescribed

forethionamideand

isoniazidresistance

Lee,200012(7.30E-05)

64/33

8.79E-062.72E-01

32/709112/332

SNPinacore

generrs,

16SrRN

AA1401G

describedforkanam

ycinresistance

Palomino,2014

87

8/343.04E-05

-3.24E-01697/709

284/332SNPinacore

geneembBQ497R

describedforetham

butolresistancePalom

ino,201416(4.91E-04)

82/21

1.43E-04-2.33E-01

639/709223/332

SNPinacore

generpsL

(30Sribos.protein

S12)described

forstreptomycin

resistancePalom

ino,20149

93/34

2.12E-04-3.84E-01

706/709274/332

SNPinacore

geneubiA

(Rv3806c)described

forethambutolresistance

Safi,2013notfound

Streptomycin

15/30

3.70E-315.44E-01

660/677310/489

SNPinacore

generpsL

(30Sribos.protein

S12)described

forstreptomycin

resistancePalom

ino,20141,4,5

26/37

1.06E-28-4.28E-01

509/67773/489

SNPinacore

genekatG

describedforisoniazid

resistancePalom

ino,20142,3

325/113

2.87E-16-3.39E-01

536/677131/489

hot-spotinacore

generpoB

RRDR

hot-spotregiondescribed

forrifampicin

resistance.Palom

ino,20146,9

(17/17)4

6/451.40E-09

-2.71E-01582/677

216/489SNPinacore

geneembBM306V

describedforetham

butolandrifam

picinresistance

Shi,200713(1.61E-04)

58/31

2.86E-09-5.35E-01

670/677450/489

SNPinacore

generrs,16S

rRNAC517T

describedforstreptom

ycinresistance

Palomino,2014

7,8,106

13/699.18E-05

-2.16E-01615/677

325/489hot-spotin

acore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistance

Palomino,2014

12(1.51E-04)

72/20

9.43E-047.46E-01

1/67719/489

SNPoncore

geneespG

1Cellw

allandcellprocesses

notfound7

3/209.43E-04

7.46E-011/677

19/489SNPsin

acore

gene30S

ribosomalprotein

S14notfound

Kanam

ycin1

4/381.24E-77

8.13E-018/484

144/187SNPinacore

generrs,16S

rRNAA1401G

describedforkanam

ycinresistance

Palomino,2014

12

2/281.72E-09

6.91E-010/484

62/187SNPinacore

generpoB

I1187T(outside

theRRD

R)Position

notdescribedinthelitterature.

alsofound

forXDR

32

3/271.72E-09

6.91E-010/484

62/187SNPinacore

geneRv2000

nearaputative

transposaseforinsertion

sequenceelem

entalso

foundforXD

Rnotfound

(15/28)4

15/1022.26E-09

6.28E-011/484

66/187hot-spotin

acore

generpoB

RRDR

hot-spotregiondescribed

forrifampicin

resistance.Palom

ino,2014,alsofound

forXDR

2,6,75

3/241.30E-07

6.45E-011/484

62/187SNPinacore

geneprom

oterespA

cellwalland

cellprocessesalso

foundforXD

Rnotfound

513/724

1.30E-076.45E-01

1/48462/187

patterninanoncoding

regionupstream

Rv3122+each

sideof

re peatedtransposase

forIS6110.IS6110

isaninserted

sequenceused

inthediagnosisofTB

andinTB

epidemiology.Itm

aybeassociated

duetolineage

effectMillan,2013,also

foundforXD

Rnotfound

72/16

7.18E-075.76E-01

0/48460/187

SNPinacore

geneprom

oterRv0571c

Functionunknow

nalso

foundforXD

Rnotfound

810/62

3.89E-065.93E-01

2/48462/187

SNPinacore

geneubiA

(Rv3806c)described

forethambutolresistance

Safi,2013,alsofound

forXDR

notfound9

15/851.50E-04

3.16E-0121/484

85/187hot-spotin

acore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistance

Palomino,2014,also

foundforXD

R4

Ofloxacin

131/85

9.66E-144-8.88E-01

447/45826/238

hot-spotinacore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistance

Palomino,2014

-Hooper,2015

1,22

9/681.59E-04

5.07E-011/458

61/238SNPinacore

geneubiA

(Rv3806c)described

forethambutolresistance

Safi,2013notfound

(4/47)3

3/323.86E-02

-7.46E-01456/458

232/238SNPinacore

geneRv3909

Functionunknow

nnotfound

42/31

4.95E-02-6.17E-01

456/458232/238

SNPinacore

geneRv0244c

Probableacyl-CoA

dehydrogenaseFadE5

notfoundEthionam

ide1

9/397.86E-11

-4.62E-01220/248

76/172SNPinacore

geneprom

otermabA(fabG

1)-inhAdescribed

forethionamideand

isoniazidresistance

Lee,20004

215/47

5.16E-10-4.06E-01

212/24860/172

hot-spotinacore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistance

Palomino,2014

23

4/265.55E-04

3.19E-0132/248

96/172SNPinacore

generrs,16

SrRN

AA1401G

describedforkanam

ycinresistance

Palomino,2014

1(16/42)

410/68

5.95E-04-2.80E-01

159/24837/172

hot-spotinacore

generpoB

RRDR

hot-spotregiondescribed

forrifampicin

resistance.Palom

ino,20145,8

53/29

2.39E-03-3.13E-01

221/24890/172

SNPinacore

geneembBM306V

describedforetham

butolandrifam

picinresistance

Shi,20077

63/20

1.10E-02-6.58E-01

239/248111/172

SNPinacore

geneRv0103c

Probablecation-transporterP-type

ATPase

BCtpB

notfound6

10/711.10E-02

-7.38E-01248/248

164/172SNPinacore

genekatG

describedforisoniazid

resistancePalom

ino,201462(4.36E-06)

MDR

131/110

2.45E-62-5.38E-01

549/580257/631

hot-spotinacore

generpoB

RRDR

describedforrifam

picinresistance.A

lmostallrifam

picin-resistantstrainsare

alsoresistantto

isoniazid.Palom

ino,2014Traore,2000

210/74

2.87E-44-4.97E-01

497/58086/631

SNPinacore

genekatG

Gene

mutation

inkatG

occursmorefrequently

inMDRstrains

Palomino,2014

Hazbon,2006

35/41

9.81E-14-2.88E-01

549/580230/631

SNPsin

acore

geneembBM306V

describedforetham

butolandrifam

picinresistance

Shi,20074

1/197.63E-03

5.94E-01569/580

628/631SNPinacore

geneprom

oterRv3333c

putativeproline

richprotein

(5/26)5

1/222.91E-02

4.58E-01563/580

625/631SNPinacore

geneRv3812

PE-PGRSfamilyprotein

PE_PGRS62

alsofound

forisoniazidXDR

16/68

3.66E-399.05E-01

1/57759/112

SNPinacore

generpoB

I1187T(outside

theRRD

R)I1187T.In

LDwiththe5nextsugraphs.

alsofound

forkanamycin

13/27

3.66E-399.05E-01

1/57759/112

SNPinacore

geneRv2000

nearaputative

transposaseforIS

element

alsofound

forkanamycin

33/24

9.58E-368.83E-01

2/57759/112

SNPinacore

geneprom

oterespA

cellwalland

cellprocessesalso

foundforkanam

ycin

316/1118

9.58E-368.83E-01

2/57759/112

patterninanoncoding

regionupstream

Rv3122+each

sideof

repeatedtransposase

forIS6110.IS6110

isaninserted

sequenceused

inthediagnosisofTB

andinTB

epidemiology.Itm

aybeassociated

duetolineage

effectMillan,2013,also

foundforkanam

ycin

512/90

2.10E-348.21E-01

3/57760/112

hot-spotinacore

generpoB

RRDR

hotspot-mostly

position516

Palomino,2014,also

foundfor

kanamycin

67/57

1.14E-328.58E-01

3/57759/112

SNPinacore

geneubiA

(Rv3806c)described

forethambutolresistance

Safi,2013,alsofound

forkanamycin

72/16

1.14E-328.44E-01

1/57757/112

SNPinacore

geneprom

oterRv0571c

Functionunknow

nalso

foundforkanam

ycin

(26/26)8

14/802.05E-31

6.20E-0117/577

75/112hot-spotin

acore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistance

Palomino,2014

alsofound

forkanamycin

DBGWASresultsfor

M.tuberculosisresistance

toantibiotics.Foreach

antibiotic,topsubgraphsw

erereported

withtheirrank,the

q-valueofthe

unitigwiththelowestq-value

(minq ),the

correspondingestim

atedeffect(estim

atedofthe

linearmodel)and

thenum

berofsusceptible

(resp.resistant)strainsharbouringthisunitig

(countperphenotype).Thetype

ofeventrepresentedbythesubgraph,itsannotation

andsom

ecom

mentsand

referencesonthis

annotationwerealso

provided.Commentsw

erecoloured

iftheannotation

waspreviously

describedinantibiotic

resistanceliterature:in

greenifthisdescription

concernedthetested

antibiotic,inorange

otherwise.

Annotation

Comment:

green=hasbeen

describedforthe

studiedphenotype

orange=hasbeen

describedforanother

phenotypewhite

=notdescribed

forresistance

References

SNPrank

(iffoundbythe

resistomeSNPapproach)

andq-value

ifnotinTable

3

definedby

resistanceto

rifampicin

andisoniazid

definedby

resistanceto

rifampicin,

isoniazid,kanam

ycinand

ofloxacin

Phenotype(#subgraph

with

minq <0.05

/#subgraphs)

Subgraphrank

#sign.unitigsover

allsubgraph

unitigs

Unitig

withthe

minim

alq-value

Genetic

event

����������� ��� � ����

��� ��������

minq

Estim

atedeffect

countperphenotype:Pheno0

(susceptible)

countperphenotype:Pheno1

(non-susceptible)

Methicillin

171/565

7.68E-1889.49E-01

2/342158/159

MGEwithgene

annotationmecA

gene+neighborhood

covering7000pbsofthe

SCCmeccassette

mecA

istheknow

ncausalgene

formethicillin

resistanceGordon,2014

;Lowy,2003

(4/4)2

99/7353.39E-72

8.65E-015/342

157/159MGE

recombinase

genes+neighborhood

covering6000 pbsofSC

Cmec

complete

SCCmeccassette

inLD

withmecA

geneIWG-SCC,2009

311/190

2.14E-618.13E-01

7/342157/159

MGE

covers2000pbsofSCCmec

complete

SCCmeccassette

inLD

withmecA

geneIWG-SCC,2009

413/117

2.29E-379.57E-01

5/342155/159

MGE

covers1500pbsofSCCmec

complete

SCCmeccassette

inLD

withmecA

geneIWG-SCC,2009

Ciprofloxacin

17/57

8.67E-104-8.93E-01

726/74913/242

hot-spotinacore

geneparC

QRDR

describedforquinolonesresistance

Gordon,2014

;Hooper,2015

(163/163)2

7/312.21E-76

9.55E-014/749

222/242hot-spotin

acore

genegyrA

QRDR

describedforquinolonesresistance

Gordon,2014

;Hooper,2015

35/77

3.26E-26-5.38E-01

607/749166/242

patterninanoncoding

regionupstream

multidrug

effluxMFStransporternorA

describedforquinolonesresistance

Hooper,2015

47/294

3.71E-218.99E-01

1/74966/242

patterninanoncoding

regionbetw

eenglmMand

fmtBgenes

genesdescribedform

ethicillinresistance

Komatsuzaw

a,20005

6/3412.00E-19

9.07E-010/749

65/242pattern

inanoncoding

regioneach

sideofa

transposasetransposasesrequired

inthereplication

oftransposon(MGE)

Erythromycin

(1/1)1

110/5102.69E-100

8.23E-018/775

113/216MGEwithgene

annotationermC+replication

andmaintenance

protein,representing

acom

pletecircularplasm

id

describedforerythrom

ycinresistance.A

llsignificantunitigsfallinthe

samesugbraph,suggesting

wecould

increasetheSFF

valuetoexplore

otherre gions.Gordon,2014

Penicillin1

43/4413.88E-77

9.34E-0127/168

818/823MGEwithgene

annotationblaZ

blaZinactivatesthe

penicillin(beta-lactam

aseactivity)

Gordon,2014

;Lowy,2003

(14/14)1

16/1883.88E-77

9.24E-0125/168

816/823MGEwithgene

annotationblaR1

blaR1regulatesblaZ

activityLow

y,20033

31/3322.26E-66

8.92E-0123/168

812/823MGEwithgene

annotationblaR1

(3'region)+blaI

penicillinaserepressor

blaR1regulatesblaZ

activityLow

y,20034

2/761.99E-54

9.01E-0126/168

813/823MGEwithgene

annotationblaR1

(5'region)blaR1

regulatesblaZactivity

Lowy,2003

52/52

1.53E-209.72E-01

149/168634/823

patterninanoncoding

regionbetw

eenanhypotheticalprotein

andthyA

gene(thym

idylatesynthase)

Tetracycline(1/1)

1142/816

2.62E-2639.29E-01

3/94542/46

MGEwithgene

annotationtetK

gene+replication

initiationprotein,and

plasmidrelated

proteinstetK

describedfortetracycline

resistanceGordon,2014

Fusidicacid

17/50

2.75E-136-9.10E-01

906/90767/84

polymorphic

regioninagene

fusA(elongation

factorG),targetoffusidic

aciddescribed

forfusidicacid

resistanceGordon,2014

(14/14)2

214/8827.94E-49

9.24E-010/907

49/84MGEwithgene

annotationSCCfusC

cassette,includingfusidic

acidresistance

protein(fusC

)(subgraphcovers12,000

pbs,includin g

~14CDS)

describedforfusidic

acidresistance

Chen,2010

322/260

5.35E-439.24E-01

0/90748/84

MGE

covers1,500pbsofSC

CfusC

sequenceinLD

withthecausalgene

31/72

5.35E-439.24E-01

0/90748/84

MGE

covers200pbsofSC

CfusC

sequenceinLD

withthecausalgene

55/64

2.02E-22-8.88E-01

874/90781/84

polymorphic

regioninagene

purN

Trimethoprim

17/54

8.38E-249.69E-01

0/3085/15

SNPinagene

folA(dihydrofolate

reductase,targetofthedrug)

describedfortrim

ethoprimresistance

Gordon,2014

(51/51)2

3/419.30E-18

-9.66E-01308/308

11/15pattern

inanoncoding

regionbetw

eenanhypotheticalprotein

andaVOCfamily

proteingene

fosBbelongsto

theVOCfamilyand

isdescribedforfosfom

ycinresistance

Morar,2010

311/70

9.30E-18-9.66E-01

308/30811/15

polymorphic

regioninagene

Cys-tR

NA(Pro)deacylase

(ybaK)

42/30

6.82E-10-6.32E-01

306/30811/15

polymorphic

regioninagene

mqo1

5Gentam

icin1

173/11931.30E-205

8.73E-012/980

9/11MGEwithgene

annotationaac(6')

genewithin

aMGE

describedforgentam

icinresistance

Gordon,2014

(23/23)2

127/3679.02E-75

7.51E-017/980

8/11MGE

sequenceofthe

plasmidcarrying

aac(6')sequence

inLD

withthecausalgene

32/23

9.01E-536.34E-01

4/9807/11

MGE

sequenceofthe

plasmidcarrying

aac(6')sequence

inLD

withthecausalgene

41/29

1.04E-405.79E-01

5/9807/11

MGE

sequenceofthe

plasmidcarrying

aac(6')sequence

inLD

withthecausalgene

52/56

1.49E-33-8.31E-01

584/9805/11

polymorphic

regioninagene

odhBRifam

pin(103/103)

13/31

5.42E-133-6.67E-01

968/9832/8

polymorphic

regioninagene

rpoBdescribed

forrifampinresistance

Gordon,2014

(103/103)2

Mupirocin

11/14

1.13E-484.59E-01

7/4836/7

patternintheprom

oterregionof

anaccessor y

geneermA

describedforerythom

ycinresistance

Gordon,2014

(64/64)1

2/421.13E-48

-9.95E-01431/483

5/7polym

orphicregion

inagene

gcvPA1

2/461.13E-48

9.95E-0152/483

2/7SNPinagene

fabD4

Vancom

ycinNA

Nonon-suscpetible

strain

Comment:

green=hasbeen

describedforthestudied

phenotypeorange

=hasbeen

describedforanother

phenotypewhite

=notdescribed

forresistance

References

9subgraphsare

fifthex-aequo

withminq =3.28E-08

25subgraphsare

secondex-aequo

withminq =1.52E-29.N

otethatthispanelcontainsonly

7non-susceptible

strains

22subgraphsare

fourthex-aequo

withminq =1.52E-29.N

otethatthispanelcontainsonly

7non-susceptible

strains.

DBGWASresultsfor

S.aureustoantibiotics.

Foreachantibiotic,top

subgraphswerereported

withtheirrank,the

q-valueofthe

unitigwiththelowestq-value

(minq),the

correspondingestim

atedeffect(estim

atedofthe

linearmodel)and

thenum

berofsusceptible(resp.

resistant)strainsharbouringthisunitig

(countperphenotype).Thetype

ofeventrepresentedbythesubgraph,itsannotation

andsom

ecom

mentsand

referencesonthis

annotationwerealso

provided.Commentsw

erecoloured

iftheannotation

waspreviously

describedin

antibioticresistance

literature:ingreen

ifthisdescription

concernedthetested

antibiotic,inorange

otherwise.

Phenotype(#subgraph

with

minq <0.05

/#subgraphs)

Subgraphrank

#sign.unitigsover

allsubgraph

unitigs

Unitig

withtheminim

alq-value

Genetic

eventAnnotation

���������� ������� ����

���

minq

Estim

atedeffect

countperphenotype:Pheno0

(susceptible)

countperphenotype:Pheno1

(non-susceptible)

Amikacin

SNPinanaccessory

geneAmong

the4significantunitigs,

2areannotated

AAC(6')-Ib3

Incurrentresistance

database,thegene

presenceisdescribed

foramynoglycosides.

However,thism

utationwasdescribed

in1999

toincrease

theaffinity

oftheantibiotic

bindin gsite

forhydrolysis.

Lambert,1994

notfound

(59/59)accesory

gene2areannotated

CML

Phenicoleffluxpum

ps.George,2002

170

23/82

1.37E-066.62E-01

1/23313/47

polymorphic

regioninan

accessorygene

DEAD/DEAHbox

helicasenotfound

338/315

2.21E-065.23E-01

8/23321/47

MGE

plasmidsequencesm

appingonpHS87b

mostunitigsm

aponprophage

regionsBi,2016

notfound

33/100

2.21E-066.58E-01

1/23313/47

patterninanaccessory

noncodingregion

between

anhypotheticalprotein

anda

conjugaltransferproteinnotfound

482/1525

3.36E-067.12E-01

2/23310/47

MGE

mercury

reductaseand

transposasenotfound

Levofloxacin1

5/277.21E-29

-8.84E-0169/70

7/47hot-spotin

acore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistanceHooper,2015

1

(5/57)2

5/295.68E-06

-7.37E-0170/70

25/47hot-spotin

acore

geneparC

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistanceHooper,2015

2

35/38

1.87E-026.88E-01

1/7017/47

SNPinacore

geneHistidine

Kinase

notfound4

49/7812.37E-02

7.00E-010/70

16/47MGE

transposasenotfound

52/33

4.51E-026.46E-01

1/7017/47

MGEwithgene

annotationDNAtopoisom

erase1(topA

)notfound

Meropenem(1/71)

17/43

3.91E-05-3.94E-01

144/19223/88

hot-spotinacore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistanceHooper,2015

1

Piperacillin(1/62)

17/43

2.45E-03-4.05E-01

100/11565/165

hot-spotinacore

genegyrA

QRDR

hot-spotregiondescribed

forquinolonesresistanceHooper,2015

1

Colistin

1121/2058

1.07E-119.63E-01

0/1563/8

MGE

plasmidsequence

(annotatedeitherin

non-coding

regionorin

putativetransm

embrane

protein)

Theoverallallele

frequenciesarevery

low,show

ingalack

ofpower

forsuitabledetection.N

otethatonly

onenode

showsthe

minq.O

thernodeshave

q-values>=2.18E-06

(which

istheminqofthe

19next

subgraphs)

notfound

(113/113)

2.18E-066.67E-01

0/1562/8

MGEwithgene

annotationMEX

proteinfamily

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

Mesaros,2007

3

Polymyxin

B(53/53)

161/12814.43E-47

1.00E+000/114

2/3MGEwithgene

annotationMEX

proteinfamily

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

Mesaros,2007

4

Chloram

phenicol(125/125)

2/354.47E-09

6.57E-011/3

99/100MGEwithgene

annotationMEX

proteinfamily

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

Mesaros,2007

1

Cefepim

e(0/59)

noassociationfound

oneassociation

found:SNPongyrA

Fosfomycin

(0/61)noassociationfound

noassociation

found

1-->34

Thereareonly

3susceptible

strainsinthepanel.

The34firstsubgraphsshow

amin(q-value)=4.47e-09,am

ongthem

someunitigscorrespond

totheMEX

family(see

below)

Cg=wRDresultsfor

P.aeruginosaresistance

toantibioticsB

Foreachantibiotic,top

subgraphswerereported

withtheirrank,the

q-valueofthe

unitigwiththelowestq-value

(minq),the

correspondingestim

atedeffect(estim

atedofthe

linearmodel)and

thenum

berofsusceptible(resp.resistant)strainsharbouring

thisunitig(countperphenotype).The

typeofeventrepresented

bythesubgraph,itsannotation

andsom

ecom

mentsand

referencesonthis

annotationwerealso

provided.Commentsw

erecoloured

iftheannotation

waspreviously

describedin

antibioticresistance

literature:ingreen

ifthisdescription

concernedthetested

antibiotic,inorange

otherwise.Blue

representsmultidrug

determinants.

15/47

2-->21

the19follow

ingsubgraphsshow

sthesam

emin(q-value)=2.18E-06,am

ongthem

someunitigscorrespond

totheMEX

family(see

below)

1-->13

Thereareonly

3non-susceptible

strainsinthepanel.

The13firstsubgraphsshow

amin(q-value)=4.43e-47,am

ongthem

someunitigscorrespond

totheMEX

family(see

below)

Gomment:

WreenAdescribed

forthestudied

phenotypeoranWe

Adescribed

foranother

phenotypeblue

Adescribed

formultidruW

(notspecific)Shite

Anotdescribed

forresistance

.eferences

featurerank

(iffoundbythe

resistomeapproach)

14/83

5.86E-096.21E-01

2/233

Phenotype(#subgraph

withminq

<0.05/#subgraphs)

DubWraphrank

#siWnBunitiWsover

allsubWraph

unitiWs

UnitiW

Siththeminim

alq-value

=enetic

eventRnnotation

����������� ��� � ����

SFF=15

SFF=40

SFF=70

SFF=100

SFF=200

SFF=150

SFF=250

S. aureus ciprofloxacin

The raw DBGWAS results with the different values for SFF, which are summarised in this figure, are available at http://pbil.univ-lyon1.fr/datasets/DBGWAS_support/experiments/index.html#DBGWAS_all_results_different_SFF

SFF

SFF=15

SFF=40

SFF=70

SFF=100

SFF=200

SFF=150

SFF=250

S. aureus methicillin

The raw DBGWAS results with the different values for SFF, which are summarised in this figure, are available at http://pbil.univ-lyon1.fr/datasets/DBGWAS_support/experiments/index.html#DBGWAS_all_results_different_SFF

SFF

SFF SFF = 70

SFF ≥ 150

SFF=15

SFF=40

SFF=70

SFF=100

SFF=200

SFF=150

SFF=250

S. aureus penicillin

The raw DBGWAS results with the different values for SFF, which are summarised in this figure, are available at http://pbil.univ-lyon1.fr/datasets/DBGWAS_support/experiments/index.html#DBGWAS_all_results_different_SFF

SFF

SFF=15

SFF=40

SFF=70

SFF=100

SFF=200

SFF=150

SFF=250

S. aureus erythromycin

The raw DBGWAS results with the different values for SFF, which are summarised in this figure, are available at http://pbil.univ-lyon1.fr/datasets/DBGWAS_support/experiments/index.html#DBGWAS_all_results_different_SFF

SFF

SFF <

200

SFF=15

SFF=40

SFF=70

SFF=100

SFF=200

SFF=150

SFF=250

P. aeruginosa amikacin

The raw DBGWAS results with the different values for SFF, which are summarised in this figure, are available athttp://pbil.univ-lyon1.fr/datasets/DBGWAS_support/experiments/index.html#DBGWAS_all_results_different_SFF

SFF

SFF

���

Phenotype#feat withq-val <0.05

Featurerank Q-value Estimated

effect Genetic event Feature name green = described for the studied phenotypeorange = described for another phenotype

Subgraph rank(if found by DBGWAS)and minq if not in Table S3

Rifampicin 1 1.43E-45 5.04E-01 SNP in a core gene rpoB hot-spot region described for rifampicin resistance. 12 7.10E-22 -3.55E-01 SNP in a core gene katG described for isoniazid resistance 23 2.09E-18 -3.36E-01 SNP in a core gene katG described for isoniazid resistance 2

10 4 2.59E-11 3.31E-01 indel in a core gene rpoB hot-spot region described for rifampicin resistance. 15 6.28E-08 3.14E-01 indel in a core gene rpoB hot-spot region described for rifampicin resistance. 16 4.89E-06 2.01E-01 SNP in a core gene embB described for ethambutol resistance 37 8.26E-06 1.86E-01 SNP in a core gene embB described for ethambutol resistance 38 3.20E-04 2.39E-01 SNP in a core gene rpoB hot-spot region described for rifampicin resistance. 19 1.08E-03 -6.57E-01 SNP in a core gene gyrA described for quinolones resistance 510 2.24E-02 1.40E-01 SNP in a core gene rpsL described for streptomycin resistance 19 (5.30E-01)

Isoniazid 1 8.41E-274 -7.68E-01 SNP in a core gene katG described for isoniazid resistance 12 2.14E-248 -7.43E-01 SNP in a core gene katG described for isoniazid resistance 13 8.96E-61 4.57E-01 SNP in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 2

240 4 3.13E-39 4.32E-01 SNP in a core gene embB described for ethambutol and rifampicin resistance 35 1.11E-37 4.31E-01 SNP in a core gene embB described for ethambutol and rifampicin resistance 35 1.11E-37 -4.99E-01 SNP in a core gene gyrA described for quinolones resistance not found7 2.98E-37 -4.91E-01 SNP in a core gene embC described for ethambutol resistance not found8 3.05E-37 -4.94E-01 SNP in a core gene kasA described for thiolactomycin resistance not found9 1.08E-35 -4.78E-01 SNP in a core gene embB described for ethambutol resistance not found10 4.54E-30 4.01E-01 indel in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 2

Ethambutol 1 1.55E-19 3.97E-01 SNP in a core gene embB described for ethambutol resistance 12 4.01E-19 4.06E-01 SNP in a core gene embB described for ethambutol resistance 13 8.51E-15 2.96E-01 SNP in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 2

67 4 8.08E-14 -2.78E-01 SNP in a core gene katG described for isoniazid resistance 45 3.23E-11 -2.59E-01 SNP in a core gene katG described for isoniazid resistance 46 2.52E-07 2.70E-01 indel in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 27 6.00E-07 3.37E-01 SNP in a core gene gyrA described for quinolones resistance 38 7.93E-07 2.58E-01 SNP in a core gene rrs described for kanamycin resistance 69 4.16E-06 2.33E-01 SNP in a core gene rpsL described for streptomycin resistance 810 1.92E-05 5.36E-01 SNP in a core gene promoter eis_promoter described for low level resistance to kanamycin 11 (3.32E-03)

Streptomycin 1 1.96E-33 5.44E-01 SNP in a core gene rpsL described for streptomycin resistance 12 2.61E-30 -4.24E-01 SNP in a core gene katG described for isoniazid resistance 23 1.63E-26 -4.08E-01 SNP in a core gene katG described for isoniazid resistance 2

28 4 2.74E-13 5.68E-01 SNP in a core gene rpsL described for streptomycin resistance 15 3.24E-13 5.75E-01 SNP in a core gene rpsL described for streptomycin resistance 16 2.59E-08 2.35E-01 SNP in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 37 5.40E-08 5.64E-01 SNP in a core gene rrs described for streptomycin resistance 58 1.75E-07 5.70E-01 SNP in a core gene rrs described for streptomycin resistance 59 1.93E-06 2.56E-01 indel in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 310 1.41E-04 4.92E-01 SNP in a core gene rrs described for streptomycin resistance 5

Kanamycin 1 2.44E-149 8.55E-01 SNP in a core gene rrs described for kanamycin resistance 12 2.43E-45 7.82E-01 indel in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 43 1.08E-44 8.09E-01 SNP in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 2

105 4 1.83E-43 6.16E-01 SNP in a core gene gyrA described for quinolones resistance 95 3.12E-31 6.14E-01 SNP in a core gene pncA described for pyrazinamide resistance not found6 1.01E-29 5.79E-01 SNP in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 47 1.03E-28 4.63E-01 indel in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 48 1.98E-25 4.92E-01 indel in a core gene pncA described for pyrazinamide resistance not found9 1.12E-20 4.64E-01 SNP in a core gene promoter fabG1_promoter described for ethionamide and isoniazid resistance not found10 2.75E-18 3.76E-01 SNP in a core gene gidB described for streptomycin resistance not found

Ofloxacin 1 2.83E-59 7.48E-01 SNP in a core gene gyrA described for quinolones resistance 12 2.19E-32 6.87E-01 SNP in a core gene gyrA described for quinolones resistance 13 4.95E-28 7.10E-01 SNP in a core gene rpoB described for rifampicin resistance not found

99 4 8.36E-27 6.65E-01 indel in a core gene rpoB described for rifampicin resistance not found5 5.57E-22 4.11E-01 SNP in a core gene rrs described for kanamycin resistance not found6 1.70E-19 4.82E-01 SNP in a core gene promoter fabG1_promoter described for ethionamide and isoniazid resistance not found7 1.36E-18 5.20E-01 SNP in a core gene pncA described for pyrazinamide resistance not found8 7.31E-18 6.74E-01 SNP in a core gene gyrA described for quinolones resistance 19 3.45E-17 4.90E-01 SNP in a core gene rpoB described for rifampicin resistance not found10 5.49E-17 4.02E-01 SNP in a core gene gidB described for streptomycin resistance not found

Ethionamide 1 1.15E-19 4.73E-01 SNP in a core gene rrs described for kanamycin resistance 32 1.19E-18 5.54E-01 SNP in a core gene gyrA described for quinolones resistance 23 1.91E-18 5.35E-01 SNP in a core gene gidB described for streptomycin resistance 19 (6.32E-02)

105 4 1.10E-16 6.08E-01 SNP in a core gene promoter fabG1_promoter described for ethionamide and isoniazid resistance 15 2.04E-16 6.04E-01 SNP in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 46 3.78E-16 6.15E-01 SNP in a core gene pncA described for pyrazinamide resistance 15 (4.84E-02)7 1.50E-15 4.43E-01 SNP in a core gene embB described for ethambutol resistance 58 1.74E-15 6.12E-01 indel in a core gene rpoB described for rifampicin resistance 49 2.15E-15 5.37E-01 SNP in a core gene gidB described for streptomycin resistance 19 (6.32E-02)9 2.15E-15 5.37E-01 SNP in a core gene gidB described for streptomycin resistance 19 (6.32E-02)

Resistome-based GWAS results for M. tuberculosis resistance to antibiotics.For each antibiotic, the 10 first features most associated to the phenotype were reported, with their rank, q-value, and estimated effect (estimated of the linear model).The type of targeted variant, with its gene annotation were also provided. Comments were coloured if the annotation was previously described in antibiotic resistanceliterature: in green if this description concerned the tested antibiotic, in orange otherwise. The last column presents the corresponding subgraphs found by DBGWAs,

with their rank and minq.

���������� ������� �����

��� ��������

Phenotype#featw

ithq-val<0.05

Featurerank

*Q-value

Estimated

effectGenetic

eventFeature

name

green=described

forthe

studiedphenotype

orange=described

foranother

phenotypeblue

=described

formultidrug

(notspecific)

minq iffound

byDBGWAS

Amikacin

19.78E-14

4.93E-01SNPinanaccessory

geneOXA

genepresence

describedforbeta-lactam

sresistance30

1.02E-114.29E-01

accessorygene

OXA

describedforbeta-lactam

sresistance2.47E-01

672.06E-08

5.70E-01SNPinanaccessory

geneAAC(6')-Ib3

genepresence

describedforam

ynoglycosidesresistance(inLD

with

genepresence)

notfound

85068

2.06E-085.70E-01

accessorygene

AAC(6')-Ib3

describedforam

ynoglycosidesresistance6.05E-03

1703.81E-07

5.87E-01SNPinanaccessory

genecmlA1

genepresence

describedforchloram

phenicolseffluxpum

ps1.20E-03

2142.01E-06

5.39E-01accessory

genecmlA1

describedforchloram

phenicolseffluxpum

ps3.74E-04

4952.61E-04

8.91E-01accessory

geneTEM

describedforbeta-lactam

sresistance508

1.10E-03-6.19E-01

SNPinanaccessory

genemexR

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

6591.78E-03

5.56E-01indelin

anaccessory

geneopm

Egene

presencedescribed

formultidrug

effluxpum

p664

3.06E-03-2.06E-01

SNPinanaccessory

genegyrA

SNPdescribed

forquinolonesresistanceLevofloxacin

12.11E-22

-8.54E-01SNPinacore

genegyrA

SNPdescribed

forquinolonesresistance7.21E-29

22

1.83E-05-7.02E-01

SNPinacore

geneparC

SNPdescribed

forquinolonesresistance5.68E-06

Meropenem

15.63E-04

-3.30E-01SNPinacore

genegyrA

SNPdescribed

forquinolonesresistance3.91E-05

22.85E-03

3.81E-01SNPinanaccessory

geneOXA

genepresence

describedforbeta-lactam

sresistancenotfound

9079

4.22E-035.97E-01

SNPinanaccessory

geneef-tu

genepresence

describedforelfam

ycinresistance

Piperacillin1

1.33E-04-3.86E-01

SNPinacore

genegyrA

SNPdescribed

forquinolonesresistance2.45E-03

22

4.84E-02-3.32E-01

SNPinacore

geneparC

SNPdescribed

forquinolonesresistanceColistin

19.25E-04

3.37E-01SNPinanaccessory

geneAAC(6')-Ib'

genepresence

describedforam

ynoglycosidesresistance2

9.25E-043.37E-01

accessorygene

AAC(6')-Ib'

describedforam

ynoglycosidesresistance3

1.85E-03-9.53E-01

SNPinanaccessory

genemexJ

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

2.18E-0619

31.85E-03

-9.53E-01SNPinanaccessory

genemexV

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

2.18E-063

1.85E-03-9.53E-01

SNPinanaccessory

genemexW

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

2.18E-063

1.85E-03-9.53E-01

SNPinanaccessory

genemvat

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

31.85E-03

-9.53E-01SNPinanaccessory

geneopm

Egene

presencedescribed

formultidrug

effluxpum

p3

1.85E-03-9.53E-01

SNPinanaccessory

geneparC

SNPdescribed

forquinolonesresistance3

1.85E-03-9.53E-01

SNPinanaccessory

geneparS

regulateseffluxpum

pand

porin3

1.85E-03-9.53E-01

SNPinanaccessory

genePDC

genepresence

describedforbeta-lactam

resistancePolym

yxinB

13.24E-13

-9.77E-01SNPinanaccessory

genemvat

regulateseffluxpum

p2

4.08E-11-9.82E-01

SNPinanaccessory

geneAPH(3')-llb

genepresence

describedforam

ynoglycosidesresistance4

1.19E-106.58E-01

SNPinanaccessory

genemexW

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

4.44E-4718

59.32E-07

-9.83E-01SNPinanaccessory

geneopm

Egene

presencedescribed

formultidrug

effluxpum

p5

9.32E-07-9.83E-01

SNPinanaccessory

geneparC

SNPdescribed

forquinolonesresistance5

9.32E-07-9.83E-01

SNPinanaccessory

geneparS

regulateseffluxpum

pand

porin5

9.32E-07-9.83E-01

SNPinanaccessory

genePDC

genepresence

describedforbeta-lactam

resistanceChloram

phenicol1

6.09E-116.57E-01

SNPinanaccessory

genemexE

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

4.47E-091

6.09E-116.57E-01

SNPinanaccessory

genemexF

genepresence

describedform

ultidrugefflux

pump

4.47E-09292

29.44E-08

9.80E-01SNPinanaccessory

geneopm

Egene

presencedescribed

formultidrug

effluxpum

p2

9.44E-089.80E-01

indelinanaccessory

geneoprD

porindescribed

forbeta-lactamresistance

29.44E-08

9.80E-01SNPinanaccessory

geneparC

SNPdescribed

forquinolonesresistance2

9.44E-089.80E-01

SNPinanaccessory

geneparS

regulateseffluxpum

pand

porin2

9.44E-089.80E-01

SNPinanaccessory

genePDC

genepresence

describedforbeta-lactam

resistanceCefepim

e1

12.10E-02

-3.01E-01SNPinacore

genegyrA

SNPdescribed

forquinolonesresistance

Fosfomycin

*when

severalvariantsaredescribed

foragene,only

thefirstone

(withtheminq-value)isgiven

inthistable

noassociation

found

Resistom

e-basedGWASresultsfor

P.aeruginosaresistance

toantibiotics.

Foreachantibiotic,the

10firstfeaturesm

ostassociatedtothephenotype

werereported,w

iththeirrank,q-value,and

estimated

effect(estimated

ofthelinearm

odel).Thetype

oftargeted

variant,withitsgene

annotationwerealso

provided.Commentsw

erecoloured

iftheannotation

waspreviously

describedinantibiotic

resistanceliterature:in

greenifthis

descriptionconcerned

thetested

antibiotic,inorange

otherwise.The

lastcolumnpresentsthe

correspondingsubgraphsfound

byDBGWAs,w

iththeirm

inq .

����������� ��� � �����

���

●●●

●●●●●●

●●

●●●

●●●●

●●●

●●●

●●

●●●

●●

●●

●●

●●

●●●●

●●

Computing Time

Panel size (on a log scale)

Tim

e (o

n a

log

scal

e)

●●●●

●●

●●●

●●●●

●●●●

●●

●●

●●

●●

●●●●●●

●●●●●

●●●●

●●●●●●●●●

●●

●●

●●●●

●●●

●●●●

●●●

●●●

●●

●●

●●

●●

●●●

●●●●

100 250 500 1000 2500 5000 9000

15 m

in1

hour

5 ho

urs

1 da

y4

days

PASATB

(A)

●●●●●

●●

●●●●

●●●●●●

●●●

●●●●●●●●●●

●●●●●●●●●●

●●●●●●●●●●

●●●

●●●●●

●●●●●●●●●●

Memory usage

Panel size (on a log scale)

Mem

ory

in G

B (o

n a

log

scal

e)

●●●●●●●●●●

●●●●●●●●●●

●●●●●●●●●●

●●●●

●●●

●●●●●

●●●●●

●●●●●●●

●●●

●●●●●●●●●●

●●●●●●●●●●

●●●●●●●●●●

●●●●●●●●●●

●●●●●●●●●●

100 250 500 1000 2500 5000 9000

2 G

B10

GB

50 G

B20

0 G

B

PASATB

(B)

���������� ������� ������ ����� ����� ������ � �� ��������� ��������� ������ ���� ����

������ � � ������ ����� �� ���� � ��� �� �� �� ���� � � ���� ������� � �������� �� � �����

�� �� �� ���� ����� �� �� �� ����� �� �� !��� ����� ������� � � �� "�� � ���� � �

������� ���� ������ ��� ����� ���#� ��� � ����� ��� ����� ���#� � � ��� ���� �� ��$ � ����

� %��� &'�� '��� %����� &�'��� '���� �� ����� �� �� �� (���� �� �� � �� � ������� ����� � �

����� ������� �� �� ) � �� ��� *� �� � ��� ����������� �� ������ ��� ����� �� �����

��� ���+���� ��� ��� ��� ����� %� ���� �� � ����� �� ��� �� �� �� ���� � � ��� ��� (���� ��

���� ��� ��� �� ������ � � ��� ��� � �� ����� � ����� �� �� ��� ��� � ���� ����� ��

� ���(���� ���� ���� ��� �� ������� �� � �� � ������� ��� �� ���� ���� � ����� �� ���� ����� ����

�,��� �� � �����������

��� ��������

Pan

elPhenotype

DBGW

AS

pyseer

HAW

Kfsm

-liteMash

v2.0

pyseer

Tota

lCountk-m

ersHAW

KABYSS

Stats

Tota

l

TB

ethambutol

37m

(3.8)

6h48m

(93.6)

4m

(0.2)

6h10m

(3.6)

13h02m

(93.6)

2h11m

(1.5)

26m

(3.7)

1m

(0.3)

5m

(0.1)

2h43m

(3.7)

streptomycin

42m

(4.3)

7h47m

(102.4)

5m

(0.2)

6h22m

(4.1)

14h14m

(102.4)

2h26m

(1.5)

25m

(3.7)

1m

(0.3)

9m

(0.1)

3h01m

(3.7)

rifampicin

43m

(4.4)

8h01m

(104.7)

5m

(0.2)

7h45m

(4.1)

15h51m

(104.7)

2h30m

(1.5)

25m

(3.7)

1m(0.3)

14m

(0.1)

3h10m

(3.7)

ethionamide

12m

(3.5)

2h18m

(34.8)

1m

(0.1)

1h35m

(1.3)

3h54m

(34.8)

53m

(1.5)

17m

(3.5)

1m(0.3)

1m

(0.1)

1h12m

(3.5)

LargeTB

random

1h44m

(15.7)

23h31m

(215.8)

14m

(0.9)

6h13m

(11.3)

29h58m

(215.8)

5h15m

(1.5)

48m

(4.2)

1m

(0.3)

1m

(0.1)

6h05m

(4.2)

SA

ciprofloxacin

1h16m

(11.2)

6h31m

(53.8)

3m

(0.2)

Tim

eout

Tim

eout

1h31m

(1.5)

27m

(4.0)

1m(0.4)

22h11m

(0.1)

24h10m

(4.0)

erythromycin

1h17m

(11.2)

6h32m

(53.8)

3m

(0.2)

Tim

eout

Tim

eout

1h31m

(1.5)

26m

(4.1)

1m(0.3)

7h56m

(0.1)

9h54m

(4.1)

meth

icillin29m

(4.3)

3h15m

(27.1)

1m

(0.1)

Tim

eout

Tim

eout

46m

(1.5)

19m

(3.8)

1m(0.3)

8h29m

(0.1)

9h35m

(3.8)

LargeSA

random

5h11m

(37.4)

18h35m

(149.5)

12m

(0.9)

26h53m

(6.8)

45h40m

(149.5)

3h51m

(1.5)

41m

(5.8)

1m

(0.3)

1m

(0.1)

4h34m

(5.8)

PA

mero

penem

49m

(8.0)

6h32m

(34.7)

2m

(0.1)

33h59m

(0.5)

40h33m

(34.7)

50m

(1.5)

21m

(4.5)

1m(0.3)

1m

(0.1)

1h13m

(4.5)

levofloxacin

21m

(3.2)

3h03m

(14.5)

1m

(0.1)

21h18m

(0.3)

24h22m

(14.5)

21m

(1.5)

16m

(4.2)

1m(0.3)

1m

(0.1)

39m

(4.2)

amika

cin51m

(8.0)

5h59m

(34.7)

2m

(0.1)

46h44m

(0.5)

52h45m

(34.7)

50m

(1.5)

22m

(4.5)

1m(0.3)

1m

(0.1)

1h14m

(4.5)

LargePA

random

13h21m

(125.8)

DQE

DQE

DQE

DQE

7h24m

(1.5)

2h05m

(8.6)

1m

(0.3)

1m

(0.1)

9h31m

(8.6)

���������� ������� ������ ���������� �� ���� ������ ��� ����� ��������� �� ���

��� ������ ������ ����� ��� ����� ������� �� � �� ��������� ���� ��� ��� �� � ��� ��� �����

�� ������������ �� ����� �� ���� ��� ������ ��� ����� ��� �� � ��� � ��� ��� ��� ���� �� ���� ���������

��� ����� ���� ��� �� � �� � ����� ���� � �������� ����� �� ������� �� � ������� ������ �� � ��

�� ��� � �� �� ���� ������ ���� ��������� ���� ��� ��� � ������ �� ������ ��� �������� ��� ������ �� ��

��� !������� �� ������� �� ��� ������� �������� "�#����� ��� ��� ����� ���$� ������ %&��$� ��� &��$� '�� ���

&��$� (�)� ���� #� *��� ����� � �����+ ,�--.$���+� �� .������ ��������� !�/�' #�� ��� #��� ��� �������

����+������ #������ �������� ����� %�����$� �0��� ����1��� ��� ���������� �� �� $�����)� ��� ����+����� ���

�1���� ��� "�/2 #��� ��� ���� ������ �� �� ��� �.+��. ���� /�' �� ������� �� ��� ������� �������� /� ���

��� �������� ��� ��+� ��� +�+��1 �����+�� �� ��� ���� ���� ��� ����� �#� ����� %��#������+ ����1���)� ��� ����

�����$ +��� ���� ��1� �� 3���� #��� ����������� ��� ��� ���#� �� ������� ��� ���� ���� �������� � �� ��

���� ����� #��� ����������� ��� ��� ���#� �� !� %!��� 4���� ��������)�

���

Panel (gen len Mbp) Phenotype Panel size k-mers in M Unitigs in M Patterns1in M Runtime on 1 core (mem GB)

TB (4.4)

ethambutol 1041 8.22 0.36 0.05 1h28m (3.5)streptomycin 1166 8.32 0.37 0.05 1h40m (4)rifampicin 1197 8.29 0.37 0.05 1h42m (4.1)ethionamide 420 5.74 0.13 0.02 32m (3.4)

SA (2.7-3.1)ciprofloxacin 991 23.13 1.12 0.48 2h15m (11)erythromycin 991 23.13 1.12 0.48 2h10m (11)methicillin 501 17.85 0.81 0.30 51m (4.1)

PA (5.8-7.6)meropenem 280 54.46 2.36 1.01 1h37m (7.6)levofloxacin 117 41.40 1.70 0.64 42m (2.9)amikacin 280 54.46 2.36 1.01 1h37m (7.6)

1Patterns are the columns of the X matrix, containing the unique unitig minor allele description profiles (see Methods section). Association tests arecomputed on the patterns.

���������� ������� ������ ������ �� �� ����� ��� ��� �� � ����� ���� ���

���� ������� �� ��� ��� ���� ������ ��� �� �� �� � � ������ ����� ����� � ���� ����� �� ����

� ����� ��� ��� ��� �� ����� ����� �� ������ �������� ����� �� ������� �� � ������� ����� ���

��� �� ������� �� �� � ��� ��������� �� �� ����� ������� �� !�" � � �� ���� � � #�$ �����

��� �� ���������� �� ��� ������ �%� ��� � ����� ������ �� ���&�� ������ � �������� �� �� '�����

������� � � (( � �� '��� ��� � ��� ��)� � ������ ����� ���&�� ������ � �������� �� �� * ��� �������

� �� ��&� ���� �� ������� ������� ����+ �� ������ ��������� �� �� � ����� � ���� � ����� �� &���

�� � �� �� ������� ��� �� �� !�" ���� ������� �� ������� �,� ������ ��� "-�(- "�����

k=35

k=39

k=41

k=31

k=27

k=23

k=21

k

k

k

k

1 2 3 4 5

k=21 k=23

k=27 k=31

k=35 k=39

k=41

Hypothetical proteins

Prophage orgins

DEAD/DEAH box helicase DEAD/DEAH box helicase

conjugal transfer protein conjugal transfer protein

mutation on aac(6’)

noncoding reg. near ICE element

Hypothetical proteins

DUF2591

Unspecific annotation

conjugal transfer protein

mercury reductase &

transposase

noncoding reg. near ICE element

noncoding reg. near ICE element

integrative & conjugative plasm

id noncoding reg. near ICE elem

ent

noncoding reg. near ICE element

mutation on aac(6’)

mutation on aac(6’)

mutation on aac(6’)

mutation on aac(6’)

mutation on aac(6’)

mutation on aac(6’)

mercury reductase &

transposase m

ercury reductase & transposase

mercury reductase &

transposase m

ercury reductase & transposase

mercury reductase &

transposase

DUF2591

integrative & conjugative plasm

id integrative &

conjugative plasmid

integrative & conjugative plasm

id

integrative & conjugative plasm

id integrative &

conjugative plasmid

integrative & conjugative plasm

id

DUF2591

mercury reductase &

transposase

5.72e-09

1.03e-06

6.44e-06

6.81e-06

1.21e-05

5.31e-09

8.96e-07

5.95e-06

5.97e-06

7.05e-06

5.14e-09

1.80e-06

3.71e-06

3.71e-06

3.71e-06

6.46e-09

2.36e-06

2.41e-06

3.80e-06

7.47e-06

7.13e-09

1.48e-06

9.83e-06

2.83e-05

5.00e-05

7.48e-09

1.30e-06

3.22e-06

1.02e-05

2.67e-05

5.86e-09

1.37e-06

2.21e-06

2.21e-06

3.36e-06

mercury

reductase&

transposase

3.33.33.36e6e6e-0006

k

k

k

k = 27, 39 41

k

��� ��������

Panel Phenotypenumber of subgraphstop 100 5% FDR

TB

MDR 28 3XDR 26 23ethambutol 23 23streptomycin 17 24rifampicin 25 6

SAciprofloxacin 163 1877erythromycin 1 444methicillin 4 352

PAmeropenem 70 1levofloxacin 56 5amikacin 59 397

���������� ������� ������ ������ �� ����� �������� ��� �������� ���������

� �� ���� ���� ���� ���� �� � ��� � � ������� ������ ��� ������ �� ���������� ������ �� ��

�� ���� �� ��� ���� ����� � ���� �� SFF = 100� ��� ����� � ��� ���� � 5% ���� ������� ��� � !"�

������� �SFF = 0.05� �5% !"��# !�$��� ������� ��� � ��$��� ����� �� �� �� ����� ���� � ������

� �# � �������� � ����� !" ������� ���� � ������� � ���� � ��� � ������ �������� ����� � �����

� ������� �� %& ��� ������� ����#

���

�������� ��� ��������� �� ����������� ������

�� �������� �� ���� �������� �� �������� ���� ����� ��� ����� ��� ���� ���� ����� ������ �� �������� ���� � ���� ��� � ���� ���������� �� ��� !"#$% �������� �&' � ��� ���� ������ ���� ���� ���( �))( '�� ( ��� ���� ��� � ����� � ����� � ������ �� ��� �������� ���� ����*�� �������� ��� ����� ���� +, ����� �+����, � ���� � ��� ���� ������� ������� ������������� �������� �������� ���� �����( ��� �+� ������� �� ���� ���� ������ ��������������� ��� ��+�� �� ��� ����������*

��������� ����

"�� Z +� ��� ���� ����� � ������ ��� ������ ���-��� , �������� �+���� �������� �������� X +� ��� ����� � ���-�� �������� ������ �������� ����� �� ������ �� ��� �������

�� ��� � ��� ��� ���� ����* .� �� � ������� Xij( �� ���� H0 : β = 0 ������ H1 : β �= 0�� ��� ������� ������ ���( �������� +�����/�� ����+��� ��� ����+����, �����,��� � Xij

�������� ������ ���������� ��� �������� ���� �����

Yi = Xijβ +W Ti α + εij, j = 1, . . . , p �&*0�

���� εij���∼ N (0, σ2)( σ2 > 0( β ��� ��� � � ��� ������ �������� � ��� �����,��( W ∈ R

l

� �� �� ������������ ��� �������� ���� ����( ��� α ∈ Rl ��� ��� � � ���� ��������

���� ���� � ��� �����,��*1������ Z = UΛV � ��� �������� ����� �� ������ �231� � Z( �� ����

��� W = Uq ������ ���� +, ��� ���� q ���� � U� ��� � ���� ��� � α4

���� W = UΛ ��� � ���� ��� � α ∼ N (0, σ2a)( σ

2a > 04

����� α = 0*

.� ��� ���� �� ����( �� ���� �������� �� H0 ����� � ��5����� ���� ����* .���� ���� ��� � ���( �� ��� +����� ��� � ���� H0( �������� ��� ���� ������������� ���� ���� W �� ��� ��+�� �+��*

� ������ ����

�� ������� �������� � �����,��� +���� � ��� '�' � ��� ���� �����( ��+�������,����� ��� � �������� X ���� � ���/�� ��� � β � ��� �����,�� Y � �� ����� ��������,�� Yi � �� � ����� i �� � ����������� ������ ����

Yi ∼ B(πi), πi =1

1 + e−Xiβ−Wiα. �&*��

�� �������� �,������ ���� ����� ��� 6- &*� ���� �� � ������* 7�� ���� � ���������������� � ��� ����� ����� �� � �������� ��� � � ��� +������ �������� �( ��� � �� ����������� +, ��� ��� � �������� �� ��� ������ ������ X* 7�� �� �� � ����� �������������� ��� ����� ����� �� ������ �������� ��� � +������ � ��� �����,��( �� ��� �� ���� ����� +, ��� ��� ����� � ����� ����� �������� X ���� W ( ��( ������ � Xβ ��6- &*�*7 ������� ��� ���� � �����( �� ��+�������, ������ ��� '�� ��� ��� ���� � W =UΛ

12 � ���� ���/�� ��� �� α* �� ���� ���� � �) ������ � �������� �� X �� ����

�����������* 7 � �( �� ���� ��� ������� �� ���� � � �� � ������� ���� ���

��� ��������

���� ��� ����� � W � ��� ������ �� ��� ������������ ����� ����� ����� ��������� ������ �� ���� ��� � �� ��������� � ��� ������� ������� ������ � ������������� ���� � �� ������ ��� ���� ����� ��� ������������ ��� ����������� ��� ����������� ������� ������ ����� �� ��� ������� �� ��� Wα ������ ��� ��� ������ eβj ������� �� � �� ����� ���������

A) data simulated with population effect B) data simulated w/o population effect

���������� ������� ������ ��������� � ���� ����� � �� ������ ����� �������� ���� �� ����� �� ��������� ��� �� �� ������� �� ����� ���� ������� �� ��� ������� �� �� ��� �������� � ���������� ����� �� ��� ������ ��������� �� ��� ��� ���� ��� �� ����� ��! ���� ��"��#��� ���������� �������� ���� ������� ������� ��� ��!��� !���� �� ��� ���� ���� ���������# ��� ������������� �������� !��� ����� � ���� ������ ��� ��!�� �� ����� ���� ����������� $��# � ��� ������� �� �� � ��!���� ���� ����� �� ��� �� � ������ ��!�� �� ���� ���# � �%� &����� �� ���

�� ��� ������� ����� !" �������� ��� X �� ���#������������� ����� ���� � βj = 0����� �� ��� ����� �� p = 300 �� �� ���������� ��� �������� ������� ��� ����� ������ �����$������ �� �� �� ��� ������ ��� ��� ������ ������� ����� � W �������� �������� ���� %��� ������ &���� �� ����� �� ������ ��� ������� � ��� �������������� �� ������%� Wα �� � ����� ��� ������ $�� � ��� |Xjβj| ������ ���#%��� βj������ Xj ������� ��� j#�� ���� � X�

�� ������ ��� ������ ��������� �� �� ��� ���� �������� �� �� ���� �� �� ����� ���'" ��� ������������ ����� ����� ���� ��$� � ���� ��� ������ ���� W � ������ ���� ���� ���� ��� ��� � α ������ �� %����

�� ���� ��� ����� $������� � �� ��$������ ���� ��������� �� () *�+� ���� q = 10 ������ ���� �� ���� ��������� �$�� '"" ���� ����������� ��� ��� ,-. ��$�� �&�� /0�'1�� /' 2��������� 2� ��������� �� ��� ���� ��������� ��� ���� ����� ���� ��� ������ �� ��� �������� ������� ��� $��� �� ����� �� ������ �������� ���������� ���� ������������3 �� ������������ ���� �������� ���� %��� ���� ����� ��$� ���� ��� ����������� Wα� ����� ������� ��� �������� � ����� ����� ��� ���� �� ��� �����$������ ��4������ �������� ������� ���� ������ �� ��� ���� �����$�� ��� ����� �� ������� ������������� &�� ��� ������ ��������� �� �����$� ��� �������� �����3 ���������� �� ����������� ������� ��������� ��� ����� �� ������ ��� ������������� 2������ ����� ��� �������� ����� ���� ����� �� �� ��� ����� �� ������� ���� �� ��������� �������� ������������ ������ � �������� ����� ��� ���������� ���� ��� �������� ��������

W0.01

0.01

���

����� ��� ������� �� �� ��� ����������� �� �� ����� ���������� ������ �� ��������� � �� ����� ��� ���� ��� ��� �� � � ����!�"�����!� ����� �� �� ���� �����#� ����!�����������# ��� � ����� ����� � $% && �� � ���!�� ��� �����# ���# ���� '��� ������� ��� � ���� (����� ������ � ��!� ���������!� ��� #������ )� ����� ����# ���� �� ��� ����� � � � �)����� �� '��� �� � �!��� � ��� *��� ��' !��������� +��������� � � ���'� �, � - ��� #��� � ����!�"�����!� �, � ./��� ���� !����� ���'� ��� ��' !��������� ���� '��� ������ +��!� ���# ��� �� �� ������� �, 01/ �����)� ��� ��� ��!�� ��' !��������� '� � ���� ���, � �' ������,���� !� �����, ��� �� ��������� � ��� ����� � ��� ���� ���������!� ��� ������ �� ���#, � �)���� ��' ����#��� �, ���! ����#!��������� ��� � ��� �������� +��#���#���� �� � ��#�/

2 �� 3�' '��� *��� 3�' '��� ������

���4�!�� ��56.� ��5�-��27�.� ����.

89�.� ����.�����.� ��-

0������ ����������1� 0���� :���� ��� ��1� 0��1� 0�,� ��,:����,�#���� ,�:5��1� 0�!,�:5��:���, �#�����1� 0� ���#����������:��4� ���� ����, � �����1� 0*3����,�� ��� . � ����� 1

5� ����� 89�. 89�- "5��� �������!�� " " "

5������� " ����.� ���- 0�!,�:5�� ���,� �#������ 5:�� ����� ������ � �����1� 0!,:��!� ��� !:�,�� ���#������ � �����5!�(1� 0�,� 2 ��1� 0���� 1� 0�!,�:5�� ���!����1

;�� ��,!�� " " "<�)�=���!�� ��-� ��-� � ��-�

��56." "

>� ������ ?25.� @$�.� (>2.�89�.� ����.

����-� ���� -�����-� ����-� ���-���-� � ��-

0��1� 0� �� 1� 0���� 1�0���� 1

2��� �!����� " " "2��,�,��� � " " 0���!����# �#��� ��� >;� � ���:

�� �� 1� 0(# ������:!��������# � �:���� 1� 0�3�:������# � ����� 1

�������� ��� ������� �� ���� �������� ��������

�������� ��

��� ������ ��� ������ �� ����� � �� ��� �� ������� ���� ��� ������ ��������� ���� ��� ������� ��� � ��������� ������ �� ����� ���� ��� ������� ���� ����� ��������� �� �� ����� ��� �������� � �� ������� ����� ����� �� ��� ������������� ������ ���� ���� �� ������� ����� � ��� ������ �� ������ �� ��������� �� !���� "��� ������ �� ��� ����� �� ����� #$% ��������� ��� ����� ���������� ������� ������� ������ � �� ���� �� ��� ��� ������� ������� ����������� � � ����� ��� �������� ����� ������� �� �� ���� �&��������� ��� ����� ��� ������ ��� ������� ��� �&��� ���� �� �� �� ��� �� ��� ����� ����� ���� ���� ����� � �� ������ �� �� ���� ��� �� ���� ���� �������� ��� ��� �����&��� � �� ��� ������ �� ������� �� ���� ������� �'�� (�� ����� � ��� ���� ����������� ��� ��� �� ��� ��� ���� ������ ������ �� �����)� *������ � �� ��� ������ ��� ���� ����� �� ��� �������� ��� ������ ������� � +����� ��� ���� �� ���� � ����� � ��� ������� ��� ��� ������ �� ������ ��� �� ����� �������,������� ��� ���� �� �� ������ "�� ���� �� ����� -�-. � �������� ����� �� ��� � /���������������� ��������������������������������������������������

0��� 1��

�������� �

��� �&������� ���"� ���� ��� ������ ���� ��� ���� �� � �� ��� ���������� ���������� ������������ ������������� ��� ��� ������ �� ��� ������� � ��� ������� ���� ��������� ������� ��� ��� ����� ��� ��� ��������� �� �� ������� �� �� ������������

�������� �� �������� �� ���� �������� ��������

���

Res

pons

e to

the

revi

ewer

s:

We

are

very

grat

eful

toth

ere

view

ers

for

thei

rac

cura

tean

dva

luab

leco

mm

ents

whi

chhe

lped

usto

im

prov

eth

em

anus

crip

t.W

ead

dres

sed

allt

here

view

ers’

com

men

tsbe

low

and

we

upda

ted

the

man

uscr

ipt

ac

cord

ingl

y.

Inpa

rticu

lar,

assu

gges

ted

byse

vera

lrev

iew

ers,

we

wor

ked

onth

epo

rtabi

lity

ofth

edi

strib

uted

bina

ry,a

nd

used

the

Hol

yB

uild

Box

(http

://ph

usio

n.gi

thub

.io/h

oly-

build

-box

/)to

mak

eth

epr

ecom

pile

dbi

narie

s

mor

epo

rtabl

e.It

shou

ldno

ww

ork

onm

ost

glib

c-ba

sed

x86

and

x86-

64Li

nux

dist

ribut

ion

rele

ased

si

nce

2007

(e.g

.:D

ebia

n>=

6,U

bunt

u>=

10.0

4,R

edH

atEn

terp

rise

Linu

x>=

5,C

entO

S>=

5,et

c).

W

eal

sofix

edso

me

othe

rsof

twar

ere

late

dis

sues

,lik

eco

rrec

ting

the

build

ing

proc

ess,

and

impr

ovin

gth

e

in

tera

ctio

n of

DB

GW

AS

with

its t

hird

-par

ty d

epen

denc

ies.

Furth

erm

ore,

we

dras

tical

lym

odifi

edth

ebe

nchm

ark

cond

ition

sas

we

upgr

aded

SEER

topy

seer

,and

crea

ted

dedi

cate

dsi

ngle

-spe

cies

larg

eda

tase

tsto

asse

ssth

eco

mpu

tatio

nal

scal

abili

tyof

the

thre

e

eval

uate

dto

ols.

For

this

purp

ose,

we

rem

oved

the

WH

Opa

nel

and

used

inst

ead

all

P.ae

rugi

nosa

,M.

tu

berc

ulos

isan

dS.

aure

usge

nom

eas

sem

blie

sava

ilabl

eon

the

NC

BI,

and

prod

uced

sim

ulat

edph

enot

ypes

for

them

.We

also

tried

toup

grad

eH

AW

Kfr

omv0

.8.3

-bet

ato

v0.9

.8-b

eta,

sinc

eon

lyth

ela

stve

rsio

n

allo

ws

forp

opul

atio

nst

ruct

ure

corr

ectio

n,bu

tunf

ortu

nate

lyth

ere

sults

obta

ined

with

HA

WK

v0.9

.8-b

eta

w

ere

alo

tpoo

rert

han

with

the

prev

ious

vers

ion.

As

such

,we

deci

ded

toke

epH

AW

Kv0

.8.3

-bet

ain

our

be

nchm

arks

. Fo

llow

ing

the

revi

ewer

s’su

gges

tions

,w

eal

som

odifi

edth

ete

xtst

ruct

ure

ofth

eR

esul

tsse

ctio

nan

d

inte

grat

ed p

arts

of t

he S

uppl

emen

tary

mat

eria

ls in

the

Met

hods

sect

ion.

W

e ho

pe th

is n

ew v

ersi

on w

ill fu

lfill

the

revi

ewer

s’ e

xpec

tatio

ns.

Sinc

erel

y,

M. J

ailla

rd e

t al.

Revi

ewer

1:

In th

eir m

anus

crip

t, Ja

illar

d, L

ima

and

colle

ague

s des

crib

e a

new

met

hod

for p

erfo

rmin

g ge

nom

e-w

ide

asso

ciat

ions

stud

ies i

n ba

cter

ia. R

athe

r tha

n fo

cuss

ing

on c

hang

es to

the

unde

rlyi

ng

asso

ciat

ion

mod

el, t

hey

inst

ead

prop

ose

chan

ging

the

vari

ants

bei

ng te

sted

from

a k

-mer

to u

nitig

ex

trac

ted

from

the

popu

latio

n de

Bru

ijn g

raph

. I th

ink

this

is a

ver

y cl

ever

idea

, and

a n

atur

al

exte

nsio

n to

cur

rent

bac

teri

al G

WAS

met

hods

. Thi

s is t

imel

y, a

s thi

s com

mun

ity is

bec

omin

g m

ore

com

fort

able

with

thin

king

of a

nd v

iew

ing

gene

tic v

aria

tion

thro

ugh

grap

hs. T

hey

test

thei

r met

hod

on a

ntib

iotic

resi

stan

ce in

a n

umbe

r of s

peci

es, n

ow b

ecom

ing

a st

anda

rd te

st fo

r bac

teri

al G

WAS

m

etho

ds, a

nd su

cces

sful

ly fi

nd k

now

n an

d po

tent

ially

new

resi

stan

ce m

echa

nism

s. I t

houg

ht th

e pa

per w

as v

ery

wel

l wri

tten,

and

a lo

t of w

ork

has c

lear

ly g

one

into

the

anal

ysis

(inc

ludi

ng

exte

nsiv

e su

pple

men

tary

mat

eria

l). A

fter r

eadi

ng th

roug

h th

e pa

per,

I bec

ame

very

exc

ited

to tr

y th

e so

ftwar

e m

ysel

f, w

hich

did

not

dis

appo

int.

I was

abl

e to

get

it ru

nnin

g on

the

prov

ided

test

dat

aset

with

on

ly m

inor

issu

es. I

then

trie

d it

on m

y ow

n se

t of t

est d

ata,

and

got

exc

elle

nt re

sults

from

the

tool

. I f

ully

supp

ort t

he p

ublic

atio

n of

this

man

uscr

ipt i

n PL

OS

Gen

etic

s. Th

e m

etho

d its

elf w

ill b

e us

eful

to

bac

teri

al g

enom

ics r

esea

rche

rs, a

nd th

e in

vest

igat

ions

per

form

ed in

the

pape

r als

o co

ntai

n in

tere

stin

g nu

gget

s of i

nfor

mat

ion

for t

hose

par

ticul

arly

inte

rest

ed in

bac

teri

al G

WAS

. I h

ave

som

e co

mm

ents

list

ed b

elow

that

I w

ould

like

to se

e th

e au

thor

s con

side

r bef

ore

publ

icat

ion,

thou

gh th

ese

are

mos

tly m

inor

cha

nges

or s

ugge

stio

ns.

Fina

lly, I

not

e fr

om th

e co

ver l

ette

r tha

t the

PLO

S G

enet

ics e

dito

rs m

ay h

ave

had

conc

erns

with

‘p

revi

ous p

ublic

atio

n’ o

f som

e of

this

mat

eria

l on

bioR

xiv.

It is

my

opin

ion

that

this

shou

ld in

no

way

ne

gativ

ely

affe

ct p

ublic

atio

n of

this

subm

issi

on, w

hich

is c

lear

ly a

dis

tinct

pie

ce o

f wor

k.

John

Lee

s M

ain

com

men

ts

1.

1

The

mai

n ad

vant

age

of th

is m

etho

d is

its r

epre

sent

atio

n of

var

iant

s, ra

ther

than

im

prov

emen

ts o

r cha

nges

to th

e un

derl

ying

mod

el. A

s suc

h, it

wou

ld b

e ni

ce if

the

exam

ples

of b

iolo

gica

l nov

elty

pro

vide

d w

ere

arri

ved

at c

lear

ly th

roug

h th

e us

e of

uni

tigs

rath

er th

an k

-mer

s. In

the

final

sect

ion

of th

e re

sults

, cou

ld th

e ex

istin

g m

etho

ds

(bug

was

/SEE

R/H

AWK

) mak

e th

e sa

me

disc

over

ies u

sing

k-m

ers?

Can

the

auth

ors m

ake

it cl

ear h

ow th

eir u

se o

f uni

tigs a

s var

iant

s lea

d to

pot

entia

lly n

ovel

resu

lts, r

athe

r tha

n us

e of

bac

teri

al G

WAS

gen

eral

ly?

We

than

k th

e re

view

er fo

r thi

s rem

ark.

Fi

rst,

we

ackn

owle

dge

that

the

posi

tion

ofth

efin

alse

ctio

nof

the

prev

ious

lysu

bmitt

edm

anus

crip

t

was

mis

lead

ing.

We

did

notm

ean

that

the

othe

rGW

AS

met

hods

wou

ldno

tfin

dno

velti

es.W

ew

ante

d

tohi

ghlig

htth

atou

rmet

hod

was

able

tofin

dor

igin

alhy

poth

eses

.We

hope

that

the

mod

ified

orde

rof

the

sect

ions

avoi

dsth

isam

bigu

ity.W

eal

som

odifi

edth

ein

trodu

ctio

nof

this

sect

ion

toav

oid

any

conf

usio

n.Se

ein

the

Res

ults

sect

ion

‘DB

GW

AS

prov

ides

nove

lhyp

othe

ses’

(che

ckth

ere

dte

xtin

lin

es 1

82-1

84).

“I

nad

ditio

nto

resi

stan

cem

arke

rs,

all

thre

ek-

mer

-bas

edap

proa

ches

repo

rted

seve

ral

un

know

n va

riant

s, no

t des

crib

ed in

the

cont

ext o

f res

ista

nce.

Seco

nd,

we

wou

ldlik

eto

clar

ifyan

impo

rtant

elem

ent

rega

rdin

gth

edi

ffer

ence

betw

een

test

ing

k-m

ers

and

uniti

gs:t

hese

tofs

tatis

tical

test

sper

form

edby

ourm

etho

dis

iden

tical

toth

ese

tobt

aine

d

by

test

ing

pres

ence

/abs

ence

patte

rns

ofal

lk-

mer

s,af

ter

dupl

icat

ere

mov

al.

Inde

edth

e

pr

esen

ce/a

bsen

cepa

ttern

ofea

chun

itig

isth

esa

me

asth

epa

ttern

ofth

ek-

mer

sit

sum

mar

izes

soth

e

co

mpa

ctio

ndo

esno

tcr

eate

new

patte

rns,

and

the

set

ofun

ique

patte

rns

obta

ined

afte

rre

mov

ing

du

plic

ates

isth

esa

me

whe

ther

usin

gun

itigs

ork-

mer

s.W

eap

olog

ize

ifth

ispo

intw

asal

read

ycl

ear

bu

twe

wan

ted

tobe

sure

that

ther

ew

asno

conf

usio

nab

outi

t.To

avoi

dan

yco

nfus

ion

fort

here

ader

,

w

ead

ded

apa

ragr

aph

expl

icitl

yex

plai

ning

this

inth

eM

etho

dsse

ctio

n‘U

nitig

pres

ence

acro

ss

ge

nom

es’ (

chec

k th

e re

d te

xt in

line

s 404

-408

).

“Im

porta

ntly

, bot

h k-

mer

s and

uni

tigs l

ead

to th

e sa

me

set o

f dis

tinct

pat

tern

s acr

oss

the

geno

mes

. Ind

eed,

eve

ry u

nitig

repr

esen

ts (a

t lea

st) o

ne k

-mer

, and

con

vers

ely

ever

y k-

mer

is re

pres

ente

d by

one

(sin

gle)

uni

tig. W

hen

de-d

uplic

ated

, the

two

repr

esen

tatio

ns th

eref

ore

lead

to th

e sa

me

set o

f pat

tern

s to

be te

sted

for a

ssoc

iatio

n w

ith th

e ph

enot

ype.

” Fi

nally

,as

show

nin

Tabl

es2

and

3,th

eno

velti

esfo

und

byth

e3

k-m

er-b

ased

met

hods

are

nott

he

sam

e.Th

edi

ffer

ence

sar

eno

ta

cons

eque

nce

ofte

stin

gun

itigs

rath

erth

ank-

mer

s,bu

tar

ise

from

seve

ral e

lem

ents

: ●

Even

thou

ghth

e3

met

hods

are

base

don

k-m

ers,

thei

rpr

e-pr

oces

sing

sdi

ffer

and

lead

to

diff

eren

tvar

iant

mat

rix.F

orex

ampl

e,SE

ER's

info

rmat

ive

k-m

ersa

reba

sed

onse

vera

lval

ues

of

k,w

hile

DB

GW

AS

and

HA

WK

only

use

one

valu

e.A

sasi

deno

te,a

sofn

oww

ew

ere

not

able

toes

tabl

ish

afo

rmal

rela

tions

hip

betw

een

uniti

gsob

tain

edby

com

pact

ing

k-m

ersw

itha

give

n va

lue

of k

, and

info

rmat

ive

k-m

ers o

btai

ned

for k

in [k

_min

, k_m

ax].

●D

BG

WA

S,H

AW

Kan

dSE

ERus

edi

ffer

entt

estin

gpr

oced

ures

tote

sta

give

npr

ofile

,whi

ch

w

illle

adto

diff

eren

tde

cisi

ons

asto

whi

chon

esar

esi

gnifi

cant

.A

spo

inte

dou

t,th

ese

di

ffer

ence

sar

eno

taco

nseq

uenc

eof

the

nove

ltyin

trodu

ced

byD

BG

WA

S,as

we

rely

onan

exis

ting

met

hod

(bug

was

) for

our

test

ing

proc

edur

e.

●Th

edi

ffer

entd

owns

tream

anal

yses

may

also

impa

ctth

ein

terp

rete

dre

sults

.k-m

ers

whi

chdo

no

tm

apto

are

fere

nce

cann

otbe

inte

rpre

ted.

By

cont

rast

,D

BG

WA

Sal

way

sre

turn

sa

subg

raph

cont

aini

ngth

ese

k-m

ers.

Even

whe

nno

anno

tatio

nex

ists

,the

topo

logy

and

colo

rsof

the

subg

raph

sm

ayhi

ntto

war

dsth

ena

ture

ofth

eca

usal

varia

nt.T

hepH

S87b

plas

mid

outp

ut

byD

BG

WA

Sfo

ram

ikac

inre

sist

ance

fore

xam

ple

wou

ldon

lybe

foun

dby

HA

WK

orSE

ER

ifpr

esen

tin

the

refe

renc

esus

edin

the

dow

nstre

amm

appi

ng,w

hile

DB

GW

AS

prov

ides

a

la

rge

linea

rsu

bgra

phw

ithal

lre

dno

des

poin

ting

tow

ards

anun

know

nre

sist

ance

-ass

ocia

ted

MG

E.

We

now

high

light

this

last

poin

t,w

hich

,asu

nder

lined

byth

ere

view

er,i

sthe

bulk

ofou

rcon

tribu

tion:

the

dow

nstre

amre

pres

enta

tion

ofun

itigs

insu

bgra

phs,

clus

terin

gth

emby

neig

hbor

hood

prov

ides

cons

olid

ated

info

rmat

ion

whi

chhe

lpin

the

inte

rpre

tatio

n–

even

with

outa

vaila

ble

anno

tatio

n.Se

ein

the

Res

ults

sect

ion

‘DB

GW

AS

faci

litat

esth

ein

terp

reta

tion

ofk-

mer

-bas

edG

WA

S’(c

heck

the

red

te

xt in

line

s 228

-236

).

“The

thou

sand

s of k

-mer

s gen

erat

ed b

y H

AW

K a

nd p

ysee

r are

of c

ours

e al

so a

men

able

to

inte

rpre

tatio

n: to

bui

ld o

ur T

able

3, w

e m

appe

d th

ese

k-m

ers t

o re

fere

nces

and

ex

tract

ed a

nnot

ated

var

iant

s whi

ch sh

owed

at l

east

one

hit.

How

ever

, doi

ng so

requ

ired

addi

tiona

l eff

orts

and

a w

orki

ng k

now

ledg

e of

the

mos

t app

ropr

iate

ann

otat

ed

refe

renc

es. I

n ad

ditio

n, k

-mer

s whi

ch d

o no

t map

to th

e ch

osen

refe

renc

e ca

nnot

be

inte

rpre

ted.

By

cont

rast

, DB

GW

AS

alw

ays r

etur

ns a

subg

raph

con

tain

ing

thes

e k-

mer

s. Ev

en w

hen

no a

nnot

atio

n ex

ists

, the

topo

logy

and

col

ours

of t

he su

bgra

phs m

ay h

int

tow

ards

the

natu

re o

f the

cau

sal v

aria

nt.”

1.

2.

The

ann

otat

ion

of th

e ou

tput

gra

phs i

s ver

y im

port

ant,

and

it is

diff

icul

t to

inte

rpre

t the

resu

lts w

ithou

t it.

As fa

r as I

can

tell,

the

proc

ess f

or m

akin

g th

is

anno

tatio

n se

ems t

o re

quir

e so

me

man

ual c

urat

ion.

Cou

ld m

ore

guid

ance

on

this

be

prov

ided

?

DB

GW

AS

inte

grat

esa

first

-leve

lau

tom

ated

anno

tatio

nw

hich

can

becu

stom

ized

depe

ndin

gon

the

st

udie

dto

pic.

Inde

ed,b

yad

ding

-nc-

dban

d/or

-pt-d

bop

tions

toth

eD

BG

WA

Sco

mm

and,

prov

idin

g

re

spec

tivel

ypa

ths

tonu

clei

can

d/or

prot

eic

Fast

afil

esw

ithan

nota

ted

head

ers,

aB

last

isco

mpu

ted

du

ring

DB

GW

AS

step

3on

all

node

sof

allo

utpu

tsub

grap

hs.T

hean

nota

tion

isco

nsol

idat

edat

the

su

bgra

phle

vela

ndal

sosu

mm

ariz

edin

the

sum

mar

ypa

ge,w

ithin

form

atio

nof

how

man

yno

dese

ach

anno

tatio

nm

aps

to,t

hem

inim

alE-

valu

e,an

dan

yot

her

cust

omfie

lds

spec

ified

byth

eus

er.I

tcan

fu

rther

beus

edin

the

subg

raph

page

toqu

ery

the

node

sca

rryi

nga

spec

ific

anno

tatio

nan

dth

us

retri

eve

a ge

ne lo

catio

n.

Impo

rtant

ly,

DB

GW

AS

wor

ksw

ithan

ynu

cleo

tide

orpr

otei

nFa

sta

files

asan

nota

tion

data

base

s

stra

ight

away

.H

owev

er,

the

user

can

cust

omiz

eth

ean

nota

tion

data

base

sby

chan

ging

the

Fast

a

se

quen

cehe

ader

sto

aid

the

inte

rpre

tabi

lity

ofD

BG

WA

Sre

sults

.Ind

eed,

DB

GW

AS

read

ssp

ecifi

c

tags

and

pars

esor

gani

zed

field

sw

hich

are

then

used

inth

ere

sulti

ngsu

mm

ary

page

orto

fill

the

anno

tatio

nta

ble

inth

esu

bgra

phpa

ge.

Aco

mm

onex

ampl

eis

com

pact

ing

the

anno

tatio

nin

the

su

mm

ary

page

byus

ing

abbr

evia

tions

orge

necl

ass

nam

es,a

ndex

pand

ing

them

tofu

llna

mes

inth

e

subg

raph

page

.Oth

ercu

stom

field

sca

nal

sobe

incl

uded

inth

ean

nota

tion

tabl

eby

addi

ngsp

ecifi

c

ta

gsto

the

head

ers.

We

also

prov

ide

user

sw

ith2

anno

tate

dFa

sta

files

,on

eco

ntai

ning

know

n

re

sist

ance

dete

rmin

ants

and

the

othe

rco

ntai

ning

all

Uni

prot

bact

eria

lpr

otei

cse

quen

ces

(see

http

s://g

itlab

.com

/leoi

sl/d

bgw

as#d

bgw

as-in

-a-n

utsh

ell-r

unni

ng-th

e-to

ol-in

-one

-exa

mpl

e).

Itm

ay

happ

enth

atth

eFa

sta

files

used

fort

heau

tom

ated

anno

tatio

ndo

notc

onta

inhi

tsfo

rsom

eno

desa

nd

th

usth

ese

node

sar

efin

ally

nota

nnot

ated

.In

this

case

,the

user

can

eith

erpr

ovid

ea

mor

eco

mpl

ete

anno

tatio

nfil

e(c

onta

inin

gfo

rin

stan

ceno

n-co

ding

regi

ons)

,orc

ando

the

anno

tatio

naf

terw

ards

by

m

anua

llybl

astin

gth

eno

dese

quen

ces

(Fas

taex

port

can

bere

triev

edw

itha

right

-clic

kon

the

su

bgra

ph).

Not

eth

ata

DB

GW

AS

run,

whi

chha

din

itial

lybe

enla

unch

edw

ithou

tthe

anno

tatio

nst

ep,

ca

n be

re-a

nnot

ated

afte

rwar

ds u

sing

the

-ski

p2 o

ptio

n. In

this

cas

e, o

nly

step

3 w

ill b

e la

unch

ed.

We

heav

ily m

odifi

ed th

e M

etho

ds se

ctio

n ‘A

nnot

atin

g th

e su

bgra

phs’

(che

ck th

e re

d te

xt in

line

s 49

7-50

5) a

nd a

dded

thes

e tw

o se

ctio

ns:

http

s://g

itlab

.com

/leoi

sl/d

bgw

as#c

usto

miz

ing-

anno

tatio

n-da

taba

ses a

nd

http

s://g

itlab

.com

/leoi

sl/d

bgw

as/w

ikis

/Cus

tom

izin

g-an

nota

tion-

data

base

s to

the

tool

’s w

ebsi

te in

or

der t

o pr

ovid

e gu

idan

ce to

the

user

on

this

asp

ect.

Fina

lly,t

ohe

lpev

enfu

rther

the

inte

rpre

tatio

nof

the

outp

utgr

aphs

,we

are

curr

ently

wor

king

ona

tool

whi

chw

illof

fera

pred

ictio

nfo

rthe

natu

reof

the

subg

raph

s.W

ear

etra

inin

gpr

edic

tive

mod

elso

vera

larg

enu

mbe

rofb

oth

real

and

sim

ulat

edsu

bgra

phs

whi

chw

ekn

owto

desc

ribe

SNPs

orM

GEs

,and

ap

plyi

ngth

etra

ined

mod

els

toth

eou

tput

ofD

BG

WA

S.W

ew

illno

tbe

able

toad

dth

isop

tion

toth

e

ne

xtre

leas

eof

DB

GW

AS,

buti

twill

bede

scrib

edin

Mag

aliJ

ailla

rd's

PhD

man

uscr

ipta

ndof

fere

das

so

on a

s pos

sibl

e in

a fu

ture

rele

ase.

1.3.

Th

e su

pple

men

tary

app

endi

ces a

re so

mew

hat p

iece

mea

l, an

d I w

ould

sugg

est

clea

ning

up

and

rear

rang

ing.

Som

e of

this

mat

eria

l will

be

of p

artic

ular

inte

rest

to

read

ers o

f PLO

S G

enet

ics.

Spec

ifica

lly: S

1 is

pro

babl

y be

st o

nlin

e, a

s par

t of t

he

softw

are.

S2:

the

effe

ct o

f k-m

er le

ngth

is in

tere

stin

g an

d re

assu

ring

ly ro

bust

. It s

houl

d be

mov

ed to

the

mai

n te

xt (f

ig S

7 an

d S8

esp

ecia

lly).

S3/F

igur

e S1

5 is

like

wis

e an

in

tere

stin

g co

mpa

riso

n, a

nd I

wou

ld p

ut it

and

the

asso

ciat

ed si

mul

atio

n m

etho

ds in

the

mai

n te

xt. S

4 do

esn’

t see

m to

add

any

thin

g ne

w. S

5 is

ove

rall

eith

er su

bjec

tive

or

alre

ady

wel

l-kno

wn,

and

I w

ould

sugg

est r

emov

ing.

We

agre

e w

ith th

e re

view

er a

nd th

ank

him

for h

is su

gges

tions

. Her

e is

wha

t we

have

cha

nged

: -

we

rem

oved

the

prev

ious

S1

App

endi

x fr

om th

e su

pple

men

tary

mat

eria

ls a

nd n

ow p

rovi

de

it as

a W

iki p

age

avai

labl

e on

line

at

http

s://g

itlab

.com

/leoi

sl/d

bgw

as/w

ikis

/DB

GW

AS-

web

-bas

ed-in

tera

ctiv

e-vi

sual

izat

ion

, and

al

so re

fere

nced

on

the

web

page

for t

he to

ol a

t ht

tps:

//gitl

ab.c

om/le

oisl

/dbg

was

#lea

rnin

g-ho

w-to

-use

-the-

dbgw

as-w

eb-b

ased

-inte

ract

ive-

visu

aliz

atio

n ;

-w

ein

tegr

ated

text

from

(pre

viou

s)S2

App

endi

xan

dre

mov

edit

from

the

appe

ndic

es,a

nd

fig

sS7

and

S8in

the

Met

hods

sect

ion

‘cD

BG

cons

truc

tion’

(che

ckth

ere

dte

xtin

lines

368-

381)

. We

kept

onl

y fig

ures

S9

and

S10

as su

pple

men

tary

mat

eria

ls;

-w

ech

ose

toke

epth

epr

evio

usS3

App

endi

xas

the

new

S1A

ppen

dix,

sinc

ein

tegr

atin

git

inth

em

ain

docu

men

tw

ould

incr

ease

sign

ifica

ntly

the

Met

hods

sect

ion,

whi

chw

ew

ould

ra

ther

kee

p fo

cuse

d on

the

desc

riptio

n of

the

3 st

eps i

mpl

emen

ted

in D

BG

WA

S;

-w

ein

tegr

ated

info

rmat

ion

from

S4A

ppen

dix,

whi

chw

asno

tin

the

mai

ndo

cum

ent,

inth

e

Met

hods

sect

ions

‘Sig

nific

ance

thre

shol

d’(c

heck

the

red

text

inlin

es44

7-45

2)an

d

‘G

raph

neig

hbou

rhoo

ds’

(che

ckth

ere

dte

xtin

lines

467-

468)

and

rem

oved

itfr

omth

e

ap

pend

ices

; -

we

rem

oved

S5

App

endi

x.

Than

ks to

thes

e m

odifi

catio

ns, t

here

is o

nly

one

rem

aini

ng su

pple

men

tary

App

endi

x.

1.

4.

The

WH

O p

anel

, use

d on

ly fo

r tim

e an

d m

emor

y co

mpa

riso

ns, s

houl

d be

rem

oved

. I

thin

k th

is c

ross

-spe

cies

col

lect

ion

is a

n un

real

istic

use

of b

acte

rial

GW

AS a

nd le

ads t

o an

infla

tion

of c

ompu

tatio

nal r

esou

rces

requ

ired

for a

ll th

e m

etho

ds te

sted

. It w

ould

be

mor

e us

eful

eith

er to

ext

rapo

late

tim

es b

ased

on

know

ledg

e of

the

proc

esse

s req

uire

d, o

r te

st o

n a

larg

er si

ngle

-spe

cies

dat

aset

.

The

revi

ewer

isrig

ht.W

ere

mov

edth

eW

HO

pane

land

repl

aced

itby

3si

ngle

-spe

cies

larg

eda

tase

ts,

in

ord

er to

ana

lyse

the

com

puta

tiona

l per

form

ance

at t

his s

cale

. To

do so

, we

gath

ered

all

ge

nom

eas

sem

blie

sof

Myc

obac

teri

umtu

berc

ulos

is(5

,504

),St

aphy

loco

ccus

aure

us(9

,331

),an

d

Ps

eudo

mon

asae

rugi

nosa

(2,8

02)

avai

labl

eon

the

NC

BI

Ref

Seq

bact

eria

lge

nom

ere

posi

tory

,and

rem

oved

poo

r qua

lity

geno

mes

. For

eac

h pa

nel,

we

gene

rate

d ra

ndom

bin

ary

phen

otyp

es.

Extra

pola

ting

time

for

DB

GW

AS

cann

otbe

done

glob

ally

,as

the

time

not

only

depe

nds

onth

e

nu

mbe

rof

anal

ysed

geno

mes

,but

also

onth

eirl

engt

han

dho

mol

ogy/

com

plex

ity.I

nor

dert

oas

sess

th

esc

alab

ility

ofD

BG

WA

S,w

ebu

iltse

vera

lsub

-pan

elsf

rom

thes

eth

ree

larg

epa

nels

atsi

zepo

ints

of

100,

250,

500,

1,00

0,2,

500,

5,00

0an

d9,

000

geno

mes

.To

build

each

such

sub-

pane

l,w

esa

mpl

ed

ge

nom

esat

rand

omfr

omou

rla

rge

pane

l.Th

eex

ecut

ion

ofD

BG

WA

Son

allt

hese

pane

lsw

asal

so

done

ona

clus

ter,

inst

ead

ofa

sing

lem

achi

ne,

and

used

8co

res

each

.In

orde

rto

acco

unt

for

su

bsam

plin

gan

dm

achi

nehe

tero

gene

itypr

oble

ms,

each

sub-

pane

lwas

rand

omly

built

10tim

es.W

e

pres

ent

in(n

ew)

S9Fi

gure

the

time

and

mem

ory

usag

epe

rfor

man

cecu

rves

for

all

thes

epa

nels

,

w

hich

allo

ws

abe

tter

unde

rsta

ndin

gof

DB

GW

AS

perf

orm

ance

beha

viou

ran

des

timat

ions

ofth

e

com

puta

tiona

lre

sour

ces

usag

eon

smal

lan

dla

rge

pane

lsw

ithdi

ffer

ent

geno

me

plas

ticiti

es.

The

lo

nges

trun

was

foro

neof

the

S.au

reus

9,00

0ge

nom

esu

bpan

el,w

hich

took

less

than

5da

ysan

d25

0

G

Bof

RA

Mon

8co

res.

DB

GW

AS

perf

orm

ance

was

gene

rally

log-

linea

rin

the

pane

lsi

ze,a

ndis

st

rong

lyaf

fect

edby

the

num

ber

ofin

put

geno

mes

,as

wel

las

thei

rsiz

esan

dpl

astic

ities

.The

mor

e

clon

al a

gen

ome

popu

latio

n is

, the

less

tim

e an

d m

emor

y ar

e re

quire

d.

Like

wis

e,w

hen

com

parin

gD

BG

WA

Sag

ains

tpys

eera

ndH

AW

Kin

(new

)S2

Tabl

e,w

ere

plac

edth

e

WH

Opa

nel

bya

rand

om25

00-g

enom

esu

b-pa

nelf

orea

chsp

ecie

s(L

arge

TB,L

arge

SA,a

ndLa

rge

PA).

We

adde

dse

vera

lsec

tions

inth

ete

xtto

desc

ribe

the

mod

ifica

tions

we

did

here

.The

larg

epa

nels

are

intro

duce

din

the

Met

hods

sect

ion

‘Dat

aset

s’(c

heck

the

red

text

inlin

es53

2-53

4)an

dde

taile

din

the

ne

wM

etho

dsse

ctio

n‘L

arge

pane

ls’(

chec

kth

ere

dte

xtin

lines

575-

584)

.The

stud

yof

the

scal

abili

ty

ofD

BG

WA

Sto

thes

eve

ryla

rge

pane

lsis

deta

iled

inth

ene

wR

esul

tsse

ctio

n‘D

BG

WA

Sis

fast

,

mem

ory-

effic

ient

,and

scal

esto

very

larg

epa

nels

’(ch

eck

the

red

text

inlin

es27

5-28

4an

dS9

Fig)

.

The

com

paris

onof

the

com

puta

tiona

lef

ficie

ncy

betw

een

DB

GW

AS,

pyse

eran

dH

AW

Kw

as

ex

tend

ed a

nd is

des

crib

ed in

the

sam

e su

bsec

tion

(che

ck th

e re

d te

xt in

line

s 285

-303

). M

inor

com

men

ts

1.

5 Au

thor

sum

mar

y: ‘A

ny p

ossi

ble

type

of g

enet

ic v

aria

tion’

. Do

de B

ruijn

gra

phs

repr

esen

t cop

y nu

mbe

r var

iant

s, la

rge

stru

ctur

al c

hang

es a

nd in

vers

ions

wel

l? If

not

, a

shor

t dis

cuss

ion

in th

e in

trod

uctio

n ab

out e

xact

ly w

hich

var

iant

s can

be

foun

d (S

NPs

, sho

rt a

nd la

rge

inde

ls?)

and

whi

ch c

an’t

wou

ld b

e us

eful

. Als

o, o

nly

com

mon

lo

cus v

aria

nts w

ill w

ork

usin

g th

is a

ppro

ach.

Thi

s sta

tem

ent i

s als

o m

ade

at th

e st

art

of th

e di

scus

sion

, and

shou

ld b

e m

odifi

ed th

ere

too.

We

com

plet

ely

upda

ted

the

Aut

hor

sum

mar

yan

dth

eD

iscu

ssio

n(c

heck

the

red

text

inlin

es

306-

310)

sect

ions

as s

ugge

sted

by

the

revi

ewer

, in

orde

r to

rem

ove

any

ambi

guity

.

1.

6In

trod

uctio

n: A

noth

er b

acte

rial

GW

AS m

etho

d th

at sh

ould

be

refe

renc

ed is

tr

eeW

AS

(http

://jo

urna

ls.p

los.o

rg/p

losc

ompb

iol/a

rtic

le?i

d=10

.137

1/jo

urna

l.pcb

i.100

5958

). W

e no

w re

fere

nce

treeW

AS

in th

e M

etho

ds (i

n lin

es 4

12-4

13):

“Pop

ulat

ion

stru

ctur

es c

an b

e st

rong

in b

acte

ria b

ecau

se o

f the

ir cl

onal

ity [5

, 6, 5

7,

58].”

[5

8] is

the

refe

renc

e to

tree

WA

S.

1.

7 In

trod

uctio

n: A

use

ful f

eatu

re o

f tra

ditio

nal S

NP-

base

d G

WAS

is th

e lo

cal

linka

ge-d

iseq

uilib

rium

, whi

ch c

an b

e se

en o

n M

anha

ttan

plot

s and

incr

ease

s pow

er to

fin

d si

gnal

s. I t

hink

the

anal

ogue

her

e is

the

incl

usio

n of

nea

rby

node

s in

the

grap

h. A

di

scus

sion

abo

ut L

D in

the

cont

ext o

f uni

tigs w

ould

ther

efor

e be

use

ful.

‘LD

’ app

ears

in

tabl

e 1,

but

I am

not

sure

how

it is

def

ined

.

We

did

not

spec

ifica

llyw

ork

onLD

with

in(n

orbe

twee

n)th

esu

bgra

phs,

even

thou

ghw

ould

bean

in

tere

stin

gfie

ldto

expl

ore.

Inpa

rticu

lar,

the

subg

raph

conc

eptm

ayhe

lphi

ghlig

htlo

calL

D,w

hich

is

no

tst

raig

htfo

rwar

din

refe

renc

e-fr

eek-

mer

-bas

edm

etho

ds.H

owev

er,s

ubgr

aphs

are

nota

lway

sth

e

rig

hten

tity

forl

ocal

LDas

conn

ecte

dun

itigs

can

repr

esen

tdis

tant

regi

onsw

hich

just

happ

ento

shar

e

a su

bseq

uenc

e.

Whe

nw

em

entio

ned

LDin

Tabl

e1,

we

base

dou

rta

gson

the

anno

tatio

n:w

ehy

poth

esiz

edfo

r

exam

ple

that

subg

raph

sm

appi

ngto

the

SCC

mec

cass

ette

wer

ein

LDw

ithth

em

ecA

gene

.We

now

m

odifi

edth

ispa

rtby

addi

nga

quan

titat

ive

LDin

form

atio

nan

dpr

ovid

ein

Tab

le1

am

easu

reof

the

corr

elat

ion

(r²

valu

e)of

each

subg

raph

with

the

first

subg

raph

.It

isco

mpu

ted

betw

een

the

min

or

al

lele

pre

senc

e pa

ttern

s with

the

min

_q o

f the

firs

t sub

grap

h an

d th

e co

nsid

ered

subg

raph

. Th

ism

easu

reis

ago

odpr

oxy

forL

D.A

san

exam

ple,

inS.

aure

usre

sist

ance

tom

ethi

cilli

n,su

bgra

phs

anno

tate

das

parts

ofth

eSC

Cm

ecca

sset

teha

vean

r²va

lue

>0.

9,an

dca

nbe

cons

ider

edto

bein

LD

with

the

caus

al g

ene.

1.

8 Re

sults

: The

dat

aset

s use

d ar

e re

lativ

ely

smal

l for

GW

AS. C

an th

e au

thor

s pre

dict

ho

w th

e to

ol sc

ales

in te

rms o

f mem

ory

and

CPU

usa

ge fo

r lar

ger d

atas

ets,

and

give

an

est

imat

e fo

r 103 -1

04 sam

ples

? Th

is c

ould

als

o be

not

ed in

met

hods

line

s 305

-315

. W

ein

clud

edin

the

man

uscr

ipta

new

stud

yto

eval

uate

the

scal

abili

tyin

term

sof

time

and

mem

ory

usag

eof

ourt

ool.

Asm

entio

ned

inou

rans

wer

tom

ajor

com

men

t1.4

,sca

labi

lity

does

noto

nly

depe

nd

on

the

num

bero

fgen

omes

buta

lso

onth

ena

ture

ofth

ege

nom

es.T

hene

wS9

Figu

rehi

ghlig

hts

the

pe

rfor

man

ceof

DB

GW

AS

for3

diff

eren

tpan

els,

and

incr

easi

ngsi

zes.

Plea

sese

eth

ean

swer

tom

ajor

com

men

t 1.4

for m

ore

deta

ils.

1.

9 Re

sults

: A fu

rthe

r pot

entia

l adv

anta

ge o

f usi

ng u

nitig

s is t

he sm

alle

r num

ber o

f pa

ttern

s, an

d th

eref

ore

low

er m

ultip

le te

stin

g bu

rden

. For

the

test

dat

aset

s, co

uld

you

add

the

num

ber o

f k-m

er a

s wel

l as h

avin

g th

e un

itig

patte

rns i

n su

pple

men

tary

tabl

e 1,

and

st

ate

this

adv

anta

ge in

the

text

?

The

mul

tiple

test

ing

burd

enis

notl

ower

edw

hen

usin

gun

itigs

,as

both

k-m

ersa

ndun

itigs

lead

toth

e

sa

me

de-d

uplic

ated

patte

rnm

atrix

(see

also

resp

onse

tom

ajor

com

men

t1.

1).

This

poin

tis

now

ex

plic

itly

men

tione

din

Sect

ion

“Uni

tigpr

esen

ceac

ross

geno

mes

”(c

heck

red

text

inlin

es40

4-40

8),

itin

deed

dese

rved

som

ecl

arifi

catio

ns.M

oreo

ver,

S1T

able

now

prov

ides

fore

ach

spec

ies-

antib

iotic

co

uple

the

num

bero

fdis

tinct

k-m

ers,

dist

inct

uniti

gs,a

nddi

stin

ctde

-dup

licat

edpa

ttern

s(w

hich

isth

e

num

ber o

f ass

ocia

tion

test

s per

form

ed).

1.10

Re

sults

: I w

onde

red

how

wel

l the

uni

tig a

ppro

ach

wou

ld c

ope

with

com

plex

regi

ons

of th

e ge

nom

e, a

s I w

as c

once

rned

that

clo

se S

NPs

may

split

up

the

grap

h in

to lo

w

freq

uenc

y pa

ths a

nd lo

se a

ssoc

iatio

n po

wer

(a k

now

n pr

oble

m w

ith k

-mer

s). [

I tes

ted

this

by

usin

g D

BGW

AS to

run

an a

naly

sis f

or b

eta-

lact

am re

sist

ance

in S

. pne

umon

iae,

w

hich

is c

ause

d by

mos

aic

alle

les o

f thr

ee p

bp g

enes

. DBG

WAS

, with

def

ault

setti

ngs,

retu

rned

five

hits

, whi

ch u

sing

bla

stn

of th

e se

quen

ces o

f the

mos

t sig

nific

ant

node

s of t

he g

raph

aga

inst

a re

fere

nce

geno

me

coul

d be

det

erm

ined

to b

e pb

p2b,

pbp

2x,

pbp2

x, p

bp1a

, and

pbp

2x (o

rder

ed b

y q-

valu

e). I

was

ver

y im

pres

sed

by th

is re

sult,

and

it

coul

d be

a u

sefu

l exa

mpl

e fo

r add

ress

ing

this

con

cern

. If t

he a

utho

rs fi

nd th

is e

xam

ple

usef

ul a

t all

the

outp

ut fr

om D

BGW

AS is

her

e:

http

s://w

ww

.dro

pbox

.com

/s/e

quet

6zno

ylzz

kk/m

ass_

pen.

tar.b

z2?d

l=0.

Res

ourc

e us

age:

7.2

Gb

RAM

and

2.6

hrs

CPU

. Dat

aset

det

ails

: ht

tp://

pyse

er.re

adth

edoc

s.io/

en/m

aste

r/tu

tori

al.h

tml]

. Per

haps

this

pot

entia

l con

cern

co

uld

be n

oted

in th

e te

xt, a

nd h

ow D

BGW

AS w

ould

cop

e w

ith su

ch h

ighl

y va

riab

le

regi

ons.

Eith

er th

is e

xam

ple

or a

sim

ulat

ed p

heno

type

with

adj

acen

t SN

Ps e

ach

cont

ribu

ting

som

e va

rian

ce e

xpla

ined

cou

ld b

e in

stru

ctiv

e.

W

eth

ank

the

revi

ewer

fort

hisv

ery

valu

able

exam

ple

ofm

osai

cge

nes.

We

foun

dth

isex

ampl

eus

eful

an

dve

ryill

ustra

tive,

and

we

crea

ted

ane

wse

ctio

non

DB

GW

AS

gitla

bpa

gefo

ruse

rexa

mpl

es(s

ee

http

s://g

itlab

.com

/leoi

sl/d

bgw

as#u

ser-

case

-stu

dies

).W

ead

ded

the

revi

ewer

’sre

sults

inth

isse

ctio

n,

an

dus

edit

asan

illus

trativ

eex

ampl

ein

sect

ion

‘DB

GW

AS

faci

litat

esth

ein

terp

reta

tion

of

k-

mer

-bas

edG

WA

S’of

ourm

anus

crip

t(ch

eck

the

red

text

inlin

es24

9-25

4).W

eno

ted

how

ever

that

the

subg

raph

sin

the

outp

utw

ere

not

anno

tate

d.So

,if

the

revi

ewer

wis

hes

toei

ther

send

usal

l

D

BG

WA

S ou

tput

fold

er o

r the

raw

inpu

t, w

e co

uld

reco

mpu

te th

e th

ird st

ep w

ith a

n an

nota

tion.

1.11

Re

sults

: A fe

w ti

mes

spec

ific

amin

o ac

id c

hang

es a

re m

entio

ned

(e.g

. lin

es 1

03, 2

11),

whi

ch I

thin

k ar

e kn

own

caus

al v

aria

nts.

Is it

pos

sibl

e to

ach

ieve

this

sing

le m

utat

ion

reso

lutio

n w

ith th

e un

itig

appr

oach

in a

ny o

f the

dat

aset

s? A

n at

tem

pt, o

r dis

cuss

ion

of,

such

fine

-map

ping

wou

ld b

e in

tere

stin

g. It

shou

ld a

lso

be m

ade

clea

r exa

ctly

ho

w/w

heth

er th

ese

spec

ific

mut

atio

ns re

late

to th

e D

BGW

AS o

utpu

t.

The

amin

o-ac

idch

ange

sar

ein

deed

noto

btai

ned

dire

ctly

from

DB

GW

AS.

DB

GW

AS

high

light

sth

e

loca

lpo

lym

orph

ism

than

ksto

the

red-

vers

us-b

lue

uniti

gs,a

ndlo

okin

gat

the

sequ

ence

s(le

ngth

and

base

pairs

)oft

here

d/bl

ueun

itig

ofte

npr

ovid

esa

reso

lutio

nat

the

SNP

leve

l.H

owev

er,a

map

ping

on

U

niPr

otre

fere

nced

sequ

ence

s(w

itham

ino-

acid

posi

tions

)was

nece

ssar

yto

prov

ide

the

info

rmat

ion

pres

ente

din

lines

103,

211.

We

adde

da

sent

ence

toex

plai

nho

ww

ere

triev

edth

ese

posi

tions

(che

ck

the

red

text

in li

nes 1

10-1

11):

“Map

ping

the

sequ

ence

ofth

ese

uniti

gson

the

Uni

Prot

data

base

reve

aled

anam

ino-

acid

ch

ange

at L

83S,

righ

t in

the

enzy

me

bind

ing

site

.”

1.12

Re

sults

: I a

m su

rpri

sed

that

SEE

R us

ed so

muc

h m

emor

y an

d ru

n-tim

e, a

nd I

thin

k th

is is

pro

babl

y du

e to

qui

rks i

n th

e st

atic

bin

ary

rele

ase.

I w

ould

app

reci

ate

it if

our

upda

ted

vers

ion,

pys

eer (

http

s://g

oo.g

l/EYm

S4D

), co

uld

be u

sed

in th

is c

ompa

riso

n in

stea

d. A

lso,

cou

ld th

e au

thor

s cla

rify

whe

ther

the

larg

e m

emor

y us

e w

as fr

om S

EER

itsel

f, or

dur

ing

k-m

er c

ount

ing?

(If c

DBG

offe

rs a

mor

e sc

alab

le w

ay to

cou

nt k

-mer

s, th

an th

at’s

gre

at.)

W

eth

ank

the

revi

ewer

forp

oint

ing

outp

ysee

r,th

eup

date

dve

rsio

nof

SEER

.We

fully

repl

aced

SEER

by

pys

eer i

n th

is w

ork

(incl

udin

g th

e te

xt a

nd th

e be

nchm

arks

).

Whe

nru

nnin

gSE

ER,

we

used

fsm

-lite

for

k-m

erco

untin

g,M

ash

v2.0

for

popu

latio

nst

ruct

ure

estim

atio

n,an

dth

enSE

ERits

elf.

Reg

ardi

ngth

eru

ntim

e,on

the

M.t

uber

culo

sis

and

P.ae

rugi

nosa

pa

nels

,th

ek-

mer

coun

ting

proc

edur

eis

the

mos

tex

pens

ive

step

.On

the

S.au

reus

and

the

WH

O

pane

lson

the

othe

rha

nd,

the

SEER

step

was

the

mos

tex

pens

ive

one.

Reg

ardi

ngm

emor

yus

age,

fsm

-lite

alw

ays

used

seve

ral

Gig

abyt

es,

whi

leM

ash

and

SEER

neve

rex

ceed

150m

b.Th

ela

rge

mem

ory

use

ofth

epi

pelin

ew

asth

eref

ore

from

fsm

-lite

inth

ek-

mer

coun

ting

proc

edur

e,as

susp

ecte

d

by

the

revi

ewer

. The

raw

num

bers

we

logg

ed fr

om S

EER

’s e

xecu

tions

can

be

seen

her

e:

W

eal

sow

ould

like

topo

into

uta

mis

take

onou

rend

.We

exec

uted

fsm

-lite

as:fsm

-lit

e-v

-l

fsm_

file

s.tx

t-t

tmp_

idx

-s10

-S59

3,fo

llow

ing

the

SEER

tuto

rial

at

ht

tps:

//gith

ub.c

om/jo

hnle

es/s

eer/w

iki/T

utor

ial.

How

ever

,we

did

notr

ealis

eth

atth

epa

ram

eter

s-sa

nd

-Ssh

ould

vary

acco

rdin

gto

the

pane

lsiz

e.So

,all

the

SEER

runs

pres

ente

din

the

first

subm

issi

onof

th

isw

ork

had

this

prob

lem

.W

efix

edth

ison

the

pyse

erru

nsfo

llow

ing

the

inst

ruct

ions

at

ht

tps:

//gith

ub.c

om/jo

hnle

es/s

eer/w

iki/U

sage

#cou

nt-y

our-

k-m

ers

.Si

nce

we

use

a1%

min

oral

lele

fr

eque

ncy

cuto

ffin

DB

GW

AS

and

pyse

er,w

ese

t-s

=0.

01*

PSan

d-S

=0.

99*

PS,

w

here

PS

is th

e pa

nel s

ize.

In

ord

er to

: 1) a

void

err

ors o

n ex

ecut

ing

othe

r too

ls a

gain

; 2) b

e tra

nspa

rent

on

how

we

ran

pyse

er a

nd

HA

WK

; 3) p

rovi

de re

prod

ucib

ility

of o

ur re

sults

; we

deci

ded

to m

ake

publ

ic th

e sc

ripts

we

used

to

run

pyse

er (a

vaila

ble

here

: http

s://g

itlab

.com

/leoi

sl/D

BG

WA

S_su

ppor

t/tre

e/m

aste

r/scr

ipts

/pyS

EER

) an

d H

AW

K (a

vaila

ble

here

: ht

tps:

//gitl

ab.c

om/le

oisl

/DB

GW

AS_

supp

ort/t

ree/

mas

ter/s

crip

ts/H

AW

K_0

_8_3

_bet

a ).

Thes

e lin

ks

wer

e ad

ded

to th

e M

etho

ds se

ctio

n ‘k

-mer

-bas

ed G

WA

S’ (c

heck

the

red

text

in li

nes 6

21 a

nd 6

37).

Tohe

lpth

ere

ader

sun

ders

tand

pyse

eran

dH

AW

Kpe

rfor

man

ces,

and

toso

lve

pote

ntia

lsi

mila

r

re

ader

sdo

ubts

,we

also

mod

ified

the

(new

)S2

Tab

leby

addi

ngho

wm

uch

time

and

mem

ory

each

st

epof

pyse

er(f

sm-li

te,

Mas

hv2

.0,

and

pyse

erits

elf)

and

HA

WK

(Cou

ntk-

mer

s,H

AW

Kits

elf,

A

BY

SS a

nd S

tats

) too

k, b

esid

es th

e to

tal t

ime

and

max

imal

mem

ory

of b

oth

pipe

lines

. py

seer

took

long

erto

run

than

SEER

.We

belie

veth

atit

mig

htbe

due

to:

1)py

seer

havi

ngm

ore

k-

mer

sto

anal

yse,

due

toou

rinc

orre

ctus

age

ofth

efs

m-li

tepa

ram

eter

sin

SEER

’spi

pelin

e;2)

SEER

fil

terin

gou

tk-

mer

sby

raw

p-va

lue

atth

ebe

gin

ofth

epr

oces

s,w

hile

we

used

the

--lrt

-pva

lue

pa

ram

eter

whe

nru

nnin

gpy

seer

,w

hich

does

lrt-p

-val

uefil

terin

gat

the

very

end

ofth

epr

oces

s.

Con

sequ

ently

, pys

eer h

as m

ore

com

puta

tiona

l ste

ps to

per

form

. Th

e m

ain

sect

ions

that

wer

e up

date

d du

e to

repl

acin

g SE

ER b

y py

seer

wer

e:

1)R

esul

tsse

ctio

n‘D

BG

WA

Sre

port

sex

pect

edva

rian

tsw

ithou

tpri

orkn

owle

dge’

:

SEER

and

pyse

erfo

und

the

sam

ere

sist

ance

dete

rmin

ants

for

P.ae

rugi

nosa

le

voflo

xaci

n(n

ewT

able

2).

pyse

erfo

und

mor

e“D

eter

min

ant

desc

ribed

for

othe

r

antib

iotic

s”fo

rM.t

uber

culo

sis

stre

ptom

ycin

(new

Tab

le3)

.Ove

rall,

the

qual

itativ

e

resu

lts a

re si

mila

r; 2)

Res

ults

sect

ion

‘DB

GW

AS

isfa

st,

mem

ory-

effic

ient

,an

dsc

ales

tove

ryla

rge

pa

nels

’: a

brea

kdow

n of

pys

eer’

s per

form

ance

is p

rovi

ded

in S

2 T

able

;

3)M

etho

dsse

ctio

n‘k

-mer

-bas

edG

WA

S’,w

here

we

desc

ribe

how

we

inst

alle

dan

dra

n

py

seer

, and

pro

vide

pys

eer’

s scr

ipts

for r

epro

duci

bilit

y re

ason

s. Fi

nally

,we

dono

tbe

lieve

that

cDB

Gs

offe

ram

ore

scal

able

way

toco

untk

-mer

s,si

nce

inor

dert

o

build

uniti

gs,

algo

rithm

sus

ually

need

tofir

stfin

dor

coun

tth

ek-

mer

sth

emse

lves

.In

DB

GW

AS

im

plem

enta

tion,

for

exam

ple,

the

first

step

isto

coun

tk-m

ers

usin

gD

SK(G

.Riz

k,D

.Lav

enie

r,R

.

Chi

khi.

(201

3)D

SK:k

-mer

coun

ting

with

very

low

mem

ory

usag

e,B

ioin

form

atic

s,29

(5):6

52-3

),in

or

der t

o bu

ild th

e D

BG

and

then

com

pres

s it i

nto

a cD

BG

.

1.

13

Resu

lts: I

n th

e m

etho

d co

mpa

riso

n, th

e m

ost u

sefu

l sta

tistic

s to

stat

e fo

r eac

h ru

n an

d m

etho

d w

ould

be

disc

over

y po

wer

and

fals

e di

scov

ery

rate

rath

er th

an th

e nu

mbe

r of s

igna

ls

foun

d. T

he fa

ires

t com

pari

son

with

k-m

er m

etho

ds, r

athe

r tha

n th

e to

tal n

umbe

r of

indi

vidu

al k

-mer

s, w

ould

be

to m

ap th

ese

to a

refe

renc

e an

d co

mpa

re th

e nu

mbe

r of g

enes

th

ey o

verl

ap (o

r tak

e 1k

b w

indo

ws)

, whi

ch is

usu

ally

how

the

dow

nstr

eam

inte

rpre

tatio

n of

th

ese

resu

lts is

per

form

ed.

We

agre

eth

atus

ers

coul

dm

apk-

mer

sou

tput

bySE

ERor

HA

WK

toa

refe

renc

e(w

hen

avai

labl

ean

d

an

nota

ted)

.B

ydi

spla

ying

the

num

ber

ofsi

gnal

sfo

und

(k-m

ers

for

SEER

/HA

WK

,su

bgra

phs

for

D

BG

WA

S),w

ew

ante

dto

high

light

the

mai

nco

ntrib

utio

nof

DB

GW

AS,

whi

chis

toag

greg

ate

the

re

sults

ina

mor

ein

terp

reta

ble

form

,co

mpa

ctov

erla

ppin

gk-

mer

sw

ithid

entic

alpr

esen

ce/a

bsen

ce

pr

ofile

sin

asi

ngle

uniti

g,an

dex

ploi

tth

eco

lore

dD

BG

toun

ders

tand

itsge

nom

icco

ntex

t.A

fter

DB

GW

AS

isru

n,th

eus

eris

left

with

subg

raph

sw

hich

ofte

nco

rres

pond

dire

ctly

toSN

Ps,h

otsp

ots

cont

aini

ngse

vera

lSN

Psor

MG

Es-a

dmitt

edly

,sub

grap

hsar

eso

met

imes

less

clea

r,fo

rexa

mpl

ew

hen

seve

ral

even

tsar

eag

greg

ated

toge

ther

,an

dw

eno

wac

know

ledg

eth

ispo

int

inth

e‘D

BG

WA

S

fa

cilit

ates

the

inte

rpre

tatio

nof

k-m

er-b

ased

GW

AS’

sect

ion

(che

ckth

ere

dte

xtin

lines

255-

274)

.

N

otab

lyev

enif

noan

nota

tion

isav

aila

ble,

thes

esu

bgra

phs

reta

inth

eir

inte

rpre

tabi

lity

as-

unan

nota

ted

- SN

Ps o

r MG

Es.

We

mod

ified

Sect

ion

‘DB

GW

AS

faci

litat

esth

ein

terp

reta

tion

ofk-

mer

-bas

edG

WA

S’(c

heck

the

red

text

inlin

es22

8-23

6)to

mak

eit

clea

rtha

tthe

k-m

ers

outp

utby

SEER

and

HA

WK

coul

dal

sobe

post

-pro

cess

ed(w

eac

tual

lype

rfor

mth

ispo

st-p

roce

ssin

gto

build

Tabl

es2

and

3)bu

twe

also

thin

kit

is

usef

ulto

show

how

man

yk-

mer

sth

eyw

ould

outp

utbe

caus

eth

ispo

st-p

roce

ssin

gis

ano

ntri

vial

,

addi

tiona

l ste

p.

Reg

ardi

ngpo

wer

and

FDR

,the

yw

ould

requ

irea

set

ofkn

own

nega

tive

exam

ples

tobe

com

pute

d

w

here

asw

eon

lyha

veac

cess

toa

smal

lnu

mbe

rof

valid

ated

posi

tive

exam

ples

.Con

sequ

ently

,we

ch

ose

toco

mpa

reth

enu

mbe

rofk

now

nca

usal

elem

ents

dete

cted

assi

gnifi

cant

byev

ery

met

hod

afte

r

po

st-p

roce

ssin

g.

1.

14

Dis

cuss

ion

line

236:

Wha

t exa

ctly

are

the

‘str

ong

prio

r ass

umpt

ions

’?

We

mod

ified

the

first

par

agra

ph o

f the

Dis

cuss

ion

(che

ck th

e re

d te

xt in

line

s 308

-310

): “I

tpe

rfor

ms

asw

ell

asth

ecu

rren

tSN

P-an

dge

ne-b

ased

gold

stan

dard

appr

oach

esfo

r

re

triev

ing

know

nde

term

inan

ts,

from

geno

me

pre-

asse

mbl

ies

and

with

out

rely

ing

on

an

nota

tions

or r

efer

ence

gen

omes

.”

1.15

D

iscu

ssio

n lin

e 24

8: T

he H

AWK

pap

er te

sts t

he u

se o

f k-m

ers i

n hu

man

gen

omes

(w

hich

als

o co

ntai

n co

mpl

ex v

aria

tion

and

an a

cces

sory

gen

ome)

, so

may

be

wor

th

citin

g ag

ain

here

.

We

cite

HA

WK

pape

rin

the

Dis

cuss

ion

whe

nm

entio

ning

wor

kon

hum

antu

mou

rs(c

heck

the

red

text

in li

ne 3

21):

“...t

hey

pave

the

way

toG

WA

Son

high

lypl

astic

bact

eria

lge

nom

esan

dw

ould

also

be

usef

ul fo

r mic

robi

omes

[43]

or h

uman

tum

ours

[13]

.” (

[13]

is H

AW

K)

1.

16

Dis

cuss

ion

line

251:

I w

ould

con

side

r allo

win

g fo

r con

tinuo

us p

heno

type

s in

the

initi

al re

leas

e –

man

y us

ers w

ill h

ave

thes

e. I

thin

k th

e un

derl

ying

mod

el b

eing

fitte

d is

al

read

y co

ntin

uous

? W

ear

ecu

rren

tlyw

orki

ngon

this

feat

ure,

whi

chst

illre

quire

sso

me

wor

kon

the

inte

rfac

es(c

urre

ntly

tailo

red

for

bina

ryou

tput

s),a

ndfu

rther

beta

test

ing

tobe

safe

.Unf

ortu

nate

lyw

ew

illno

tbe

able

to

in

tegr

ate

it in

the

initi

al re

leas

e bu

t pla

n to

add

it so

on.

1.

17

Dis

cuss

ion:

Fin

al p

arag

raph

. The

mai

n ad

vanc

es a

re th

e m

ore

intu

itive

var

iant

re

pres

enta

tion,

pot

entia

lly lo

wer

mul

tiple

test

ing

burd

en, a

nd in

tegr

ated

softw

are

and

visu

alis

atio

n. I

wou

ld st

ate

thes

e in

the

final

par

agra

ph in

stea

d of

or a

s wel

l as t

he

gene

ral u

se o

f GW

AS a

nd a

ntib

iotic

resi

stan

ce m

echa

nism

s, w

hich

hav

e be

en d

escr

ibed

be

fore

. W

e m

odifi

ed th

e la

st p

arag

raph

of t

he D

iscu

ssio

n (c

heck

the

red

text

in li

nes 3

41-3

43):

“Our

inte

grat

edso

ftwar

ean

dvi

sual

isat

ion

tool

sof

fer

anin

tuiti

veva

riant

repr

esen

tatio

n,

henc

ew

illpr

ovid

efu

ture

user

sw

ithan

enha

nced

insi

ght

into

geno

type

toph

enot

ype

co

rrel

atio

ns, i

n al

l dom

ains

of m

icro

biol

ogy,

bey

ond

that

of a

ntib

iotic

resi

stan

ce.”

1.18

M

etho

ds li

nes 3

20-3

24: W

hile

rem

ovin

g du

plic

ate

patte

rns i

s nec

essa

ry to

get

the

corr

ect q

-val

ues,

this

cou

ld p

oten

tially

lose

info

rmat

ion.

It w

ould

be

bette

r to

test

all

uniti

gs b

ut u

se a

n FD

R co

rrec

tion

base

d on

the

num

ber o

f pat

tern

s. Th

is is

par

tly

note

d in

line

351

-353

, but

I w

as st

ill u

ncle

ar w

heth

er a

pat

tern

can

still

be

rela

ted

to

mul

tiple

uni

tigs i

n th

e fin

al st

ep (s

tep

3). L

ooki

ng a

t the

out

put f

iles I

thin

k th

is is

don

e,

but t

his n

eeds

to c

lari

fied

in th

e te

xt.

We

mod

ified

text

atth

ebe

ginn

ing

ofth

eM

etho

dsse

ctio

n‘I

nter

pret

atio

nof

sign

ifica

ntun

itigs

(ste

p

3)’t

om

ake

itcl

eart

hats

tep

3is

done

atth

eun

itig

leve

l,w

ithou

tlos

sof

info

rmat

ion

(che

ckth

ere

d

text

in li

nes 4

39-4

44):

“The

LM

M is

use

d to

iden

tify

de-d

uplic

ated

min

or a

llele

pre

senc

e pa

ttern

s sig

nific

antly

as

soci

ated

with

the

phen

otyp

e at

a c

hose

n FD

R le

vel.

Whi

le th

e te

stin

g st

ep is

don

e at

th

e pa

ttern

leve

l, th

e in

terp

reta

tion

of th

e se

lect

ed fe

atur

es is

don

e at

the

uniti

g le

vel.

As a

resu

lt of

the

de-d

uplic

atio

n pr

oced

ure,

a g

iven

pat

tern

may

cor

resp

ond

to se

vera

l di

stin

ct u

nitig

s. To

faith

fully

inte

rpre

t the

resu

lts, a

ll th

e un

itigs

cor

resp

ondi

ng to

the

sign

ifica

nt p

atte

rns a

re re

triev

ed a

nd a

re a

ssig

ned

the

q-va

lue

of th

eir p

atte

rn.”

1.19

M

etho

ds li

ne 3

42: I

t nee

ds to

be

stat

ed e

xact

ly h

ow W

is c

alcu

late

d fr

om Z

. W

ede

taile

dth

eco

nstru

ctio

nof

Wfr

omZ

inth

eM

etho

dsse

ctio

n‘T

estin

gun

itigs

for

asso

ciat

ion

with

the

phen

otyp

e (s

tep

2)’ (

chec

k th

e re

d te

xt in

line

s 431

-432

): “$

W$

ises

timat

edfr

omth

e$Z

$m

atrix

,whi

chin

clud

esdu

plic

ate

colu

mns

repr

esen

ting

both

core

and

acce

ssor

yge

nom

e.M

ore

prec

isel

y,de

notin

g$Z

=U

\Lam

bda

V^\

top$

the

si

ngul

ar v

alue

dec

ompo

sitio

n of

$Z$

, we

use

$W =

U\L

ambd

a^{\

frac

{1}{

2}}$

.”

1.20

M

etho

ds: T

he p

oten

tial s

ensi

tivity

of r

esul

ts to

the

SFF

conc

erne

d m

e at

firs

t, bu

t af

ter s

eein

g th

e va

riou

s sup

plem

enta

ry m

ater

ial a

nd d

escr

iptio

n I b

ette

r und

erst

ood

its

use.

The

use

of t

he d

efau

lt va

lue

on tr

ial d

ata

also

seem

ed a

ppro

pria

te. M

ight

I su

gges

t an

alte

rnat

ive

optio

n to

set t

he n

umbe

r of c

onne

cted

gra

phs r

epor

ted

in th

e ou

tput

, ra

ther

than

the

top

100

uniti

gs th

emse

lves

? U

sers

will

car

e m

ostly

abo

ut e

ach

grap

h an

d its

ann

otat

ion,

rath

er th

an in

divi

dual

uni

tigs.

From

the

pers

pect

ive

of d

owns

trea

m la

b fo

llow

-up,

I th

ink

it is

pro

babl

y se

nsib

le to

set a

max

imum

num

ber o

n th

ese

grap

hs/r

egio

ns.

We

than

kth

ere

view

erfo

rthe

idea

.We

stud

yho

wto

impl

emen

titi

na

futu

rere

leas

e,ho

wev

erth

is

prop

ositi

onha

sth

esa

me

cons

ofth

ecu

rren

tSF

Fpa

ram

eter

:it

may

gene

rate

subg

raph

sw

ithhi

gh

q-

valu

es,a

sq-

valu

esar

eco

mpu

ted

atth

eun

itig

leve

land

nota

tthe

subg

raph

leve

l.Fo

rnow

,we

are

w

orki

ngon

impr

ovin

gth

isby

appl

ying

ado

uble

filte

r,on

both

top

patte

rns

and

q-va

lue

thre

shol

d

to

geth

er.

1.

21

Met

hods

line

549

: I d

idn’

t lik

e th

e te

rm re

sist

ome/

RWAS

, and

foun

d it

conf

usin

g w

hen

used

in th

e re

sults

. Are

we

sure

thes

e va

rian

ts a

lway

s exp

lain

100

% o

f res

ista

nce

and/

or a

re a

ll po

ssib

le re

sist

ance

con

ferr

ing

vari

ants

? Th

e an

alys

is it

self

is u

sefu

l, bu

t it

wou

ld b

e cl

eare

r to

desc

ribe

this

as a

com

pari

son

betw

een

uniti

gs a

nd k

now

n/ p

ositi

ve

cont

rol r

esis

tanc

e SN

Ps a

nd g

enes

und

er th

e sa

me

asso

ciat

ion

mod

el.

We

repl

aced

‘RW

AS’

by‘r

esis

tom

e-ba

sed

asso

ciat

ion

stud

y’an

dbe

tterd

efin

edin

the

Met

hods

(new

)

se

ctio

n‘R

esis

tom

e-ba

sed

asso

ciat

ion

stud

ies’

wha

tw

em

ean

by‘r

esis

tom

e’(c

heck

the

red

text

in

lin

es 5

85-5

89):

“We

benc

hmar

ked

DB

GW

AS

agai

nst a

targ

eted

app

roac

h to

ens

ure

its a

bilit

y to

retri

eve

al

l exp

ecte

d re

sist

ance

det

erm

inan

ts. W

e th

us p

erfo

rmed

ass

ocia

tion

stud

ies u

nder

the

sam

e m

odel

, usi

ng a

s inp

ut a

col

lect

ion

of k

now

n ca

usal

resi

stan

ce S

NPs

and

gen

es,

defin

ing

the

resi

stom

e.”

1.

22

Tabl

e 1:

Effe

ct si

zes w

ould

pro

babl

y be

mor

e us

eful

ly re

pres

ente

d as

odd

s-ra

tios.

Cou

ld O

Rs a

lso

be u

sed

as a

n op

tion

to c

olou

r the

DBG

(met

hods

line

383

), an

d st

ated

fo

r the

resu

lt on

line

208

(whi

ch d

oes n

ot c

urre

ntly

inco

rpor

ate

the

popu

latio

n st

ruct

ure

used

in c

alcu

latio

n of

the

asso

ciat

ed q

-val

ue).

OR

isin

deed

am

ore

inte

rpre

tabl

em

easu

reof

asso

ciat

ion

betw

een

aco

varia

tean

da

bina

ryph

enot

ype.

How

ever

,acr

ude

OR

estim

atio

nw

ould

nott

ake

into

acco

untt

heef

fect

ofpo

pula

tion

stru

ctur

ean

dw

e

coul

dob

serv

edi

scre

panc

ies

betw

een

OR

estim

atio

nan

dm

in_q

orde

ring.

That

isw

hyw

ech

ose

to

pres

ent

inTa

ble

1th

eef

fect

estim

ated

byD

BG

WA

S,i.e

the

linea

ref

fect

ofa

uniti

gon

abi

nary

ph

enot

ype

adju

sted

for

popu

latio

nst

ruct

ure.

Nev

erth

eles

s,as

sugg

este

dby

the

revi

ewer

,in

afu

ture

vers

ion

of o

ur to

ol b

ased

on

a lo

gist

ic m

odel

, we

coul

d ad

d po

pula

tion-

stru

ctur

e-ad

just

ed O

Rs.

1.

23

Tabl

e 1:

How

wer

e th

e an

nota

tions

in th

e fin

al c

olum

n de

term

ined

? W

as it

th

roug

h th

e us

e of

uni

tigs,

or p

revi

ous k

now

ledg

e?

We

used

the

uniti

gse

quen

ces

tofin

dth

eira

nnot

atio

n(th

anks

toth

eau

tom

ated

anno

tatio

nin

clud

edin

DB

GW

AS,

com

plet

edw

hen

need

edby

man

ual

anno

tatio

nus

ing

blas

t)(c

olum

n‘A

nnot

atio

n’),

then

we

used

prev

ious

know

ledg

efr

omth

elit

erat

ure

(see

‘Ref

eren

ce’c

olum

nin

S4-6

Tab

les)

tode

fine

if

th

ean

nota

tion

was

alre

ady

desc

ribed

asa

posi

tive.

Inth

eca

seof

SNP,

we

also

chec

kth

eSN

Ppo

sitio

n

to

def

ine

if it

had

alre

ady

been

des

crib

ed (u

sing

the

mub

ii to

ol fo

r ins

tanc

e).

1.24

Fi

gure

s: I

wou

ld su

gges

t a re

-ord

erin

g su

ch th

at th

e ov

ervi

ew fi

gure

(cur

rent

ly 4

) is

first

, and

put

figu

re 1

in th

e su

pple

men

tary

(as t

he D

BG re

pres

enta

tion

is c

lear

ly sh

own

with

the

real

dat

a in

figu

res 2

and

5).

We

liked

the

idea

topr

esen

t(p

revi

ous)

Fig

4at

the

begi

nnin

gof

the

docu

men

t,an

din

tegr

ated

itto

in

trodu

ceth

eR

esul

tsse

ctio

n,as

Fig

2.W

ech

ose

toke

epFi

g1

inth

em

ain

docu

men

t,as

ithe

lps

read

ers

notf

amili

arto

k-m

er-b

ased

met

hods

toun

ders

tand

the

link

betw

een

the

DN

Ase

quen

cesa

nd

the

node

s of t

he g

raph

. 1.

25

Figu

re 2

: Thi

s is t

he a

ctua

l out

put o

f DBG

WAS

? M

ake

this

cle

ar in

the

lege

nd a

nd

the

text

, as I

thin

k th

is w

ill a

ppea

l to

pote

ntia

l use

rs.

We

than

kth

ere

view

erfo

rth

esu

gges

tion.

We

mod

ified

the

(new

)Fi

gure

3le

gend

acco

rdin

gly

(c

heck

the

red

text

in F

igur

e 3’

s cap

tion

): “A

llsu

bgra

phs

are

snap

shot

sta

ken

from

DB

GW

AS

inte

ract

ive

visu

alis

atio

nan

dar

e

avai

labl

e on

line.

1.26

Fi

gure

s S2-

S6. T

hese

are

har

d to

read

as f

igur

es, a

s the

y co

ntai

n a

lot o

f in

form

atio

n. T

hey

are

how

ever

use

ful f

or th

ose

read

ers i

nter

este

d in

the

SFF.

Cou

ld

they

als

o be

hos

ted

onlin

e so

mew

here

for i

nter

activ

e us

e?

Thes

efig

ures

are

com

pila

tions

ofth

era

wou

tput

sfro

mse

vera

lrun

sofD

BG

WA

S,an

dca

nnot

beus

ed

inte

ract

ivel

y.H

owev

erw

ead

ded

the

35ru

nsus

edto

gene

rate

thes

efig

ures

inth

epa

gepr

ovid

ing

all

ex

perim

ent

resu

lts.

They

can

beac

cess

edhe

re:

ht

tp://

pbil.

univ

-lyon

1.fr

/dat

aset

s/D

BG

WA

S_su

ppor

t/exp

erim

ents

/inde

x.ht

ml#

DB

GW

AS_

all_

resu

lts_

diff

eren

t_SF

F . W

e no

w re

fere

nce

this

link

in S

2-S6

Fig

s.

Ty

pos:

1.27

Ti

tle: ‘

A fa

st a

nd a

gnos

tic m

etho

d’. A

gnos

tic to

wha

t? P

resu

mab

ly ty

pe/s

ourc

e of

va

riat

ion

– th

is n

eeds

to b

e st

ated

. W

eth

ank

the

revi

ewer

for

his

sugg

estio

nbu

tw

ew

ould

rath

erno

tch

ange

the

title

for

the

sake

of

conc

isio

n.W

eho

peth

ein

form

atio

ngi

ven

inth

eab

stra

ct/

auth

orsu

mm

ary

help

sto

avoi

dan

y

co

nfus

ion

but w

e w

ould

be

happ

y to

upd

ate

it if

the

revi

ewer

is c

once

rned

it m

ay n

ot b

e cl

ear e

noug

h.

1.28

Ti

tle: Y

ou m

ay c

onsi

der c

hang

ing

from

km

ers t

o k-

mer

s thr

ough

out,

whi

ch is

the

mor

e co

mm

on fo

rm (u

sefu

l for

pub

med

inde

xing

etc

). W

e m

odifi

ed a

s sug

gest

ed b

y th

e re

view

er.

1.

29

Abst

ract

: Fir

st se

nten

ce o

f con

clus

ion

shou

ld b

e re

wor

ded.

With

out p

rior

kn

owle

dge

of w

hat?

Als

o ch

ange

‘Our

nov

el m

etho

d pr

oved

its e

ffici

ency

’ ->

‘Our

co

mpu

tatio

nally

effi

cien

t met

hod

was

abl

e to

’ W

e re

phra

sed

this

sent

ence

(che

ck th

e re

d te

xt in

the

Abs

tract

): “O

urm

etho

dis

com

puta

tiona

llyef

ficie

ntan

dis

able

tore

triev

eph

enot

ype-

asso

ciat

ed

gene

ticva

riant

ssu

chas

loca

lpo

lym

orph

ism

san

dM

GEs

with

out

rely

ing

onpr

ior

anno

tatio

nor

refe

renc

ege

nom

es.E

xper

imen

tsto

okon

eho

uran

da

half

onav

erag

e,an

d

prod

uced

aco

mpa

ctse

tofm

eani

ngfu

lsub

grap

hs,t

here

byfa

cilit

atin

gth

ein

terp

reta

tion

of

th

e re

sults

.”

1.30

Au

thor

sum

mar

y: S

ente

nce

star

ting

‘Tha

nks t

o th

e us

e of

cD

BG’.

I don

’t un

ders

tand

this

sent

ence

. W

e w

rote

a n

ew v

ersi

on o

f the

aut

hor s

umm

ary,

whe

re w

e re

mov

ed th

is se

nten

ce.

1.

31

Resu

lts li

ne 1

91: ‘

blue

or r

ed’ -

> st

ate

this

in te

rms o

f the

act

ual p

heno

type

W

e m

odifi

ed th

e se

nten

ce (c

heck

the

red

text

in li

ne 9

1):

“...w

ith a

fork

sepa

ratin

g su

scep

tible

(blu

e) a

nd re

sist

ant (

red)

stra

ins.”

1.

32

Dis

cuss

ion

line

259:

‘the

cla

ssic

met

hods

’ – e

xpla

in w

hat t

hese

are

. W

e m

odifi

ed th

e se

nten

ce (c

heck

the

red

text

in li

ne 3

33):

“cla

ssic

phe

noty

pic

met

hods

.”

1.

33

Met

hods

line

312

: ‘si

ze o

f the

gen

ome’

– sh

ould

this

be

size

of t

he p

ange

nom

e?

In th

is p

artic

ular

cas

e, th

e co

rrec

t ter

m is

‘siz

e of

the

geno

me’

, sin

ce th

e pr

oced

ure

desc

ribed

pro

duce

s a

uniti

g-pr

esen

ce/a

bsen

ce v

ecto

r rep

rese

ntat

ion

of o

ne g

iven

gen

ome.

1.

34

Met

hods

line

323

: ‘be

low

0.0

1’ –

not

e th

at th

e us

er c

an sp

ecify

this

(im

port

ant f

or

larg

er o

r sm

alle

r dat

aset

s, as

a c

ount

rath

er th

an fr

eque

ncy

is m

ost a

ppro

pria

te).

We

mod

ified

as s

ugge

sted

(che

ck th

e re

d te

xt in

line

s 402

-403

): “-

the

user

can

spec

ify th

is th

resh

old

usin

g th

e -m

af o

ptio

n.”

1.

35

Figu

re 3

: Thi

s is a

tabl

e, n

ot a

figu

re.

Prev

ious

Fig

ure

3 is

now

split

ted

into

two

tabl

es, n

ew T

able

s 2 a

nd 3

.

1.36

Ap

pend

ix S

1: I

got a

404

err

or fo

r all

the

links

It

isno

wfix

ed.T

hank

you

forp

oint

ing

this

.We

wer

eab

leto

verif

yal

soth

atso

me

PDF

read

ersh

ave

prob

lem

sco

rrec

tlyop

enin

gU

RLs

span

ning

mor

eth

anon

elin

e(i.

e.in

clud

ing

alin

ebr

eak)

.We

mad

e

su

reth

atal

lUR

Lsar

eco

rrec

t,bu

tift

hisp

robl

empe

rsis

ts,p

leas

etry

clic

king

onth

eU

RL

(cop

y-pa

ste

seem

s to

be m

ore

prob

lem

atic

). W

e ve

rifie

d th

at a

ll lin

ks w

orke

d w

ith A

dobe

Acr

obat

PD

F R

eade

r.

1.37

Ta

bles

S3-

5: M

ake

sure

thes

e ar

e av

aila

ble

as su

ppor

ting

data

(tex

t file

or s

imila

r)

so th

ey c

an b

e us

ed b

y ot

hers

, and

not

just

as a

PD

F.

All

GW

AS

resu

lts in

(new

) S3-

S7 T

able

s are

now

pro

vide

d as

Exc

el fi

les.

1.38

Fi

gure

S5

lege

nd. T

here

is a

n in

corr

ectly

rend

ered

‘<’ w

hich

shou

ld p

roba

bly

be

\text

less

. It’

s now

fixe

d. T

hank

you

for p

oint

ing

this

. N

otes

on

softw

are

I ins

talle

d an

d ra

n D

BGW

AS o

n th

e pr

ovid

ed te

st d

atas

et, t

hen

on m

y ow

n te

st d

atas

et (a

s not

ed

abov

e).

Her

e ar

e so

me

note

s I m

ade

whi

le ru

nnin

g th

roug

h th

is p

roce

ss w

hich

may

hel

p im

prov

e us

abili

ty:

1.39

Th

e st

atic

bin

ary

did

not w

ork

for m

e on

two

diffe

rent

Lin

ux m

achi

nes d

ue to

a

vers

ion

mis

mat

ch o

f glib

c (is

this

bec

ause

they

had

Inte

l rat

her t

han

AMD

arc

hite

ctur

e?).

Wou

ld it

be

poss

ible

to m

ake

a fu

lly st

atic

bin

ary,

or c

ross

-com

pile

for I

ntel

too?

Th

isre

spon

seco

ncer

nsth

epr

oble

ms

rais

edby

mul

tiple

revi

ewer

sre

gard

ing

the

diff

icul

ties

of

inst

allin

gan

d/or

runn

ing

DB

GW

AS,

like

prec

ompi

led

bina

ryin

com

patib

ilitie

s,pr

oble

ms

with

the

bu

ildin

gpr

oces

s,et

c.W

ear

egr

atef

ulfo

rthe

revi

ewer

sfo

rpoi

ntin

gou

tthe

sepr

oble

ms,

asw

ete

sted

th

epa

ckag

esin

som

eof

oura

ndco

lleag

ues’

mac

hine

s,bu

twe

had

note

xper

ienc

edan

ypr

oble

ms,

so

we

wer

eto

tally

unaw

are

ofth

em.T

hede

taile

din

put

ofth

ere

view

ers

allo

wed

usto

solv

ese

vera

l

prob

lem

s in

this

asp

ect.

1.

Pre

com

pile

d bi

nary

issu

es

Reg

ardi

ngth

epr

ecom

pile

dbi

nary

,we

wer

eab

leto

repr

oduc

eth

epr

oble

mst

ated

byR

evie

wer

1

(item

1.3

9) b

y ru

nnin

g th

e D

BG

WA

S pr

ecom

pile

d bi

nary

v0.

5.1

on D

ebia

n-7.

11.0

: de

bian

@deb

ian:

~/05

1_te

st/b

in$

./DB

GWAS

./

DBGW

AS:

/lib

/x86

_64-

linu

x-gn

u/li

bc.s

o.6:

vers

ion

`GLI

BC_2

.17'

not

foun

d (r

equi

red

by .

/DBG

WAS)

./

DBGW

AS:

/lib

/x86

_64-

linu

x-gn

u/li

bc.s

o.6:

vers

ion

`GLI

BC_2

.14'

not

foun

d (r

equi

red

by .

/DBG

WAS)

D

BG

WA

S al

so u

ses G

EMM

A fo

r the

stat

istic

al te

st, b

ut G

EMM

A b

inar

y al

so fa

iled

on

Deb

ian-

7.11

.0:

debi

an@d

ebia

n:~/

051_

test

/bin

/DBG

WAS_

lib$

./g

emma

.0.9

3b

./ge

mma.

0.93

b: /

lib/

x86_

64-l

inux

-gnu

/lib

c.so

.6:

vers

ion

`GLI

BC_2

.14'

not

fou

nd (

requ

ired

by

/hom

e/de

bian

/051

_tes

t/bi

n/DB

GWAS

_lib

/sha

redo

bjec

ts/l

ibgs

l.so

.0)

W

eag

reed

that

ago

odso

lutio

nto

build

apo

rtabl

ebi

nary

was

tous

eH

oly

Bui

ldB

ox

(http

://ph

usio

n.gi

thub

.io/h

oly-

build

-box

/)fo

llow

ing

Páll

Mel

sted

'sbl

og

(http

s://p

mel

sted

.wor

dpre

ss.c

om/2

015/

10/1

4/bu

ildin

g-bi

narie

s-fo

r-bi

oinf

orm

atic

s/)

onho

whe

did

it

fo

rka

llist

o(N

LB

ray,

HPi

men

tel,

PM

elst

edan

dL

Pach

ter,

Nea

rop

timal

prob

abili

stic

RN

A-s

eq

quan

tific

atio

n,N

atur

eB

iote

chno

logy

34,

p52

5--5

27(2

016)

).B

ydo

ing

so,

the

new

prec

ompi

led

D

BG

WA

Sbi

nary

(v0.

5.2)

ism

ore

porta

ble:

itsh

ould

wor

kon

pret

tym

uch

any

glib

c-ba

sed

x86

and

x86-

64Li

nux

dist

ribut

ion

rele

ased

sinc

e20

07(e

.g.:

Deb

ian

>=6,

Ubu

ntu

>=10

.04,

Red

Hat

En

terp

rise

Linu

x >=

5, C

entO

S >=

5, e

tc).

H

owev

er,t

heD

BG

WA

Spa

ckag

eno

tonl

yre

lieso

nth

eD

BG

WA

Sbi

nary

,but

also

on3

bina

riesf

rom

th

eB

last

suite

(bla

stn,

blas

tx,a

ndm

akeb

last

db),

the

GEM

MA

bina

ryan

dth

eph

anto

mjs

bina

ry.W

e

foun

dth

eB

last

suite

bina

ries

and

the

phan

tom

jsbi

nary

tobe

reas

onab

lypo

rtabl

ean

dth

usw

edi

dno

t

re

com

pile

them

.Th

eG

EMM

Abi

nary

,ho

wev

er,

did

not

wor

kon

som

esy

stem

s,lik

eth

e

D

ebia

n-7.

11.0

.DB

GW

AS

uses

bugw

as,w

hich

requ

ires

am

odifi

edG

EMM

Ave

rsio

n0.

93to

wor

k.

The

sour

ceco

deof

this

mod

ified

GEM

MA

vers

ion

isav

aila

ble

at

http

s://g

ithub

.com

/dan

ny-w

ilson

/gem

ma0

.93b

.

We

just

fork

edth

isre

posi

tory

atht

tps:

//gith

ub.c

om/le

oisl

/gem

ma0

.93b

,and

used

Hol

yB

uild

Box

(http

://ph

usio

n.gi

thub

.io/h

oly-

build

-box

/)to

crea

tea

stat

icpo

rtabl

ebi

nary

ofth

issp

ecifi

cve

rsio

nof

GEM

MA

. Thi

s new

GEM

MA

bin

ary

is p

acka

ged

with

DB

GW

AS

in v

0.5.

2.

2. B

uild

ing

proc

ess i

ssue

s D

espi

teal

lou

ref

forts

,it

coul

dbe

that

DB

GW

AS

orth

eot

herb

inar

ies

itus

esm

ight

notw

ork

ona

parti

cula

rm

achi

ne.T

oco

ver

the

case

whe

reth

eD

BG

WA

Spr

ecom

pile

dbi

nary

does

notw

ork,

we

im

prov

edth

eco

mpi

latio

npr

oces

s.W

efix

edtw

ois

sues

with

DB

GW

AS

com

pila

tion:

1)no

t

reco

gniz

ing

CM

AK

Ear

gum

ents

(like

-DC

MA

KE

_BU

ILD

_TY

PE=R

elea

se,

aspo

inte

dou

tby

R

evie

wer

2,ite

m2.

13);

2)w

rong

CM

AK

Eve

rsio

n(a

spo

inte

dou

tby

Rev

iew

er1,

item

1.41

).

Si

nce

we

wer

eab

leto

com

pile

DB

GW

AS

usin

gH

oly

Bui

ldB

ox,w

hich

isbu

iltC

entO

S5

(rel

ease

da

te12

Apr

il20

07)

with

asi

mpl

eco

mpi

ler

tool

chai

n(G

CC

4.8.

2,G

NU

mak

e,C

Mak

e3.

6.3)

,we

belie

veno

wth

atth

eso

urce

code

can

beco

mpi

led

ona

vast

num

bero

flin

uxdi

strib

utio

ns.T

oco

ver

the

case

sw

here

the

othe

rpa

ckag

edbi

narie

sdo

not

wor

k,w

ein

trodu

ced

thre

ene

wpa

ram

eter

s

allo

win

gth

eus

erto

chan

geth

eB

last

,GEM

MA

and

phan

tom

jsex

ecut

able

path

s:-G

EMM

A-p

ath,

-B

last

-pat

han

d-p

hant

omjs

-pat

h.A

ssu

ch,t

heus

erca

nco

mpi

leor

dow

nloa

dth

eiro

wn

vers

ions

of

thes

eex

ecut

able

san

dte

llD

BG

WA

Sto

use

them

thro

ugh

thes

epa

ram

eter

s,in

stea

dof

the

ones

pa

ckag

ed.S

ince

phan

tom

jsco

uld

beco

mpl

icat

edto

com

pile

,and

itis

note

ssen

tiali

nD

BG

WA

S(i.

e.

it

only

prov

ides

the

com

pone

nts

prev

iew

inth

esu

mm

ary

outp

utpa

ge),

we

intro

duce

dth

epa

ram

eter

-n

o-pr

evie

w a

llow

ing

DB

GW

AS

to sk

ip th

is st

ep a

nd th

us d

o no

t cal

l pha

ntom

js.

3. In

terf

acin

g w

ith R

and

bug

was

R

evie

wer

1po

inte

dou

tin

item

1.42

that

the

mai

nis

sue

heha

dw

asin

terf

acin

gw

ithR

and

bugw

as.

Due

toth

is,

we

now

offe

ra

com

man

dlin

eop

tion

(-R

scrip

t-pat

h)al

low

ing

the

path

to

R

scrip

t to

be u

ser-

spec

ified

. 4.

Val

idat

ion

of th

e ne

w p

acka

ge (D

BG

WA

S v0

.5.2

) To

atte

stth

atth

ene

wpr

ecom

pile

dbi

nary

truly

wor

kson

olde

rlin

uxdi

strib

utio

ns,

we

test

ed

DB

GW

AS

v0.5

.2pr

ecom

pile

dbi

nary

onD

ebia

n7.

11.0

,Ubu

ntu

14.0

4.5

and

Cen

tOS

7.H

owev

er,w

e

co

njec

ture

that

it w

orks

on

all d

istri

butio

ns su

ppor

ted

by H

oly

Bui

ld B

ox.

W

ear

egr

atef

ulfo

rth

ere

view

ers’

feed

back

,w

hich

allo

wed

usto

impr

ove

the

com

patib

ility

of

DB

GW

AS

prec

ompi

led

bina

ries

and

itsbu

ildin

gpr

oces

s.W

edo

hope

they

will

now

beab

leto

use

th

e so

ftwar

e m

ore

easi

ly.

1.

40

The

dow

nloa

d is

ver

y la

rge

and

take

s a lo

ng ti

me

to e

xtra

ct –

is th

is b

ecau

se o

f bo

ost?

I th

ink

it is

pos

sibl

e to

just

incl

ude

the

boos

t lib

rari

es y

ou a

re u

sing

, I w

ould

co

nsid

er d

oing

this

.

Than

ksfo

rpoi

ntin

gou

tthe

prob

lem

atic

larg

esi

zeof

the

repo

sito

ry.W

eju

stin

clud

eth

eB

oost

libra

ry

vers

ion

we

need

,an

dal

soas

aco

mpr

esse

dfil

e-

itis

extra

cted

only

whe

nbu

ildin

gth

epa

ckag

e.

H

owev

er,w

eho

peth

eus

ers

will

dow

nloa

dth

ene

wpo

rtabl

epr

ecom

pile

dbi

nary

inst

ead

ofcl

onin

g

the

repo

sito

ryan

dco

mpi

ling

DB

GW

AS.

DB

GW

AS

v0.5

.2pr

ecom

pile

dbi

nary

pack

age

isin

deed

still

he

avy,

(182

Mbs

).W

eco

uld

verif

yth

atm

ore

than

half

ofit,

96M

Bs,

com

esfr

omth

epa

ckag

ed

sa

mpl

eex

ampl

e.Th

ere

mai

ning

86M

Bs

com

esm

ainl

yfr

omth

est

atic

ally

built

bina

ries,

whi

ch

in

crea

sea

lott

hesi

zeof

the

exec

utab

ledu

eto

the

pack

agin

gof

itsde

pend

enci

esin

the

exec

utab

le.W

e

coul

din

deed

rem

ove

the

sam

ple

exam

ples

from

DB

GW

AS

pack

age,

redu

cing

the

pack

age

size

from

182

MB

s to

86 M

Bs,

but w

e ha

ve a

slig

ht p

refe

renc

e on

pro

vidi

ng a

hea

vier

, but

com

plet

e pa

ckag

e.

1.41

I m

anag

ed to

com

pile

from

sour

ce o

k, b

ut th

e m

inim

um v

ersi

on o

f cm

ake

requ

ired

is

v3.1

.0 (n

ot v

2.0

as st

ated

) due

to o

ne o

f the

dep

ende

ncie

s. W

esw

itche

dto

CM

AK

Ev3

.6.

This

isre

quire

dby

Hol

yB

uild

Box

(http

://ph

usio

n.gi

thub

.io/h

oly-

build

-box

/)to

build

the

porta

ble

bina

ry(s

eere

spon

seof

item

1.39

),an

d

th

is C

MA

KE

vers

ion

also

solv

e th

is is

sue.

Tha

nks f

or p

oint

ing

this

out

.

1.42

Th

e m

ain

issu

e I h

ad w

as th

e in

terf

acin

g w

ith R

and

bug

was

. The

Rsc

ript

on

my

path

w

as th

e w

rong

ver

sion

for b

ugw

as, a

nd (I

thin

k) d

ue to

the

way

the

com

man

d is

bei

ng ru

n fr

om C

++

non

e of

the

bash

tric

ks I

trie

d to

fix

it w

ould

wor

k. In

the

end

this

requ

ired

me

to e

dit t

he h

ard-

code

d R

com

man

d in

the

sour

ce c

ode

and

reco

mpi

le fr

om sc

ratc

h, w

hich

is

som

ethi

ng I

thin

k m

any

user

s wou

ld a

void

. I w

ould

offe

r a c

omm

and

line

optio

n al

low

ing

the

path

to ‘R

scri

pt’ t

o be

use

r-sp

ecifi

ed, b

ut a

lso

cons

ider

allo

win

g th

e w

hole

R

com

man

d to

be

chan

ged

with

out r

ecom

pilin

g.

Plea

se se

e re

spon

se o

f ite

m 1

.39

Rev

iew

er #

2:

Jaill

ard

et a

l. pr

esen

t the

ir so

ftwar

e to

ol, D

BGW

AS, a

s an

alte

rnat

ive

to e

xist

ing

bact

eria

l GW

AS

met

hods

(and

pos

sibl

y G

WAS

met

hods

mor

e br

oadl

y) fo

r ide

ntify

ing

gene

tic v

aria

nts a

ssoc

iate

d w

ith a

phe

noty

pe. T

heir

maj

or a

rgum

ent f

or th

e ut

ility

of t

heir

app

roac

h is

that

it st

rike

s a b

alan

ce

betw

een

the

flexi

bilit

y of

a k

-mer

bas

ed a

ppro

ach

for d

etec

ting

a ra

nge

of ty

pes o

f gen

etic

var

iatio

n th

at m

ay b

e as

soci

ated

with

phe

noty

pe, a

nd th

e in

terp

reta

bilit

y of

map

ping

-bas

ed m

etho

ds. T

hey

achi

eve

this

by

taki

ng 3

1-m

er w

ords

from

ass

embl

ed c

ontig

s and

form

ing

a co

llaps

ed d

e Br

uijn

gr

aph

from

them

. ‘U

nitig

s’ fo

rmed

in th

e de

Bru

ijn g

raph

are

then

attr

ibut

ed to

diff

eren

t iso

late

s ba

sed

on th

eir c

onst

ituen

t k-m

ers.

Afte

r col

laps

ing

redu

ndan

t pre

senc

e/ab

senc

e pa

ttern

s, th

ese

uniti

g pa

ttern

s are

then

test

ed fo

r ass

ocia

tion

with

phe

noty

pe u

sing

bug

was

. A g

raph

ical

inte

rfac

e ai

ds in

vis

ualis

ing

and

inte

rpre

ting

resu

lts.

This

is a

nov

el c

ontr

ibut

ion

to th

e su

ite o

f too

ls a

vaila

ble

for p

erfo

rmin

g G

WAS

s, an

d I t

hink

it w

ill

prov

e po

pula

r pro

vide

d th

e so

ftwar

e is

eas

y to

inst

all a

nd e

noug

h he

lp is

pro

vide

d fo

r int

erpr

etin

g re

sults

. I li

ke th

e id

ea o

f thi

s too

l, an

d lo

ok fo

rwar

d to

tryi

ng it

on

my

own

data

, how

ever

I th

ink

the

pres

enta

tion

and

benc

hmar

king

of t

he so

ftwar

e in

this

pap

er c

ould

be

impr

oved

upo

n. C

ritic

ally

, in

stal

latio

n of

the

softw

are

need

s to

be m

ore

stra

ight

forw

ard,

and

mor

e he

lp n

eeds

to b

e pr

ovid

ed

in in

terp

retin

g gr

aphs

that

don

’t fo

llow

the

stra

ight

forw

ard

stru

ctur

e pr

esen

ted

in F

ig 2

. M

inor

com

men

ts:

2.

1Tr

ees s

how

ing

the

popu

latio

n st

ruct

ure

for e

ach

test

dat

aset

, and

labe

lling

ph

enot

ype

on ti

ps w

ould

giv

e us

a b

ette

r ide

a of

the

stru

ctur

e of

the

data

sets

and

di

ffere

nces

bet

wee

n th

em.

W

eth

ank

the

revi

ewer

for

this

com

men

t.D

BG

WA

Spr

ovid

esth

ese

trees

with

tips

show

ing

the

ob

serv

edan

dpr

edic

ted

phen

otyp

esw

hen

the

user

spec

ifies

the

-new

ick

optio

nan

dpr

ovid

esa

new

ick

file

(thes

etre

esar

epr

oduc

edby

the

bugw

aspa

ckag

e).W

epr

ovid

ean

exam

ple

ofth

ese

trees

atht

tp://

pbil.

univ

-lyon

1.fr

/dat

aset

s/D

BG

WA

S_su

ppor

t/ful

l_da

tase

t_vi

sual

izat

ion/

(clic

kon

th

e“S

how

figur

eson

linea

geef

fect

”bu

tton)

.W

ead

ded

apa

ragr

aph

inth

eM

etho

dsse

ctio

n

‘Tes

ting

uniti

gsfo

ras

soci

atio

nw

ithth

eph

enot

ype

(ste

p2)

’to

mak

eth

iscl

ear(

chec

kth

ere

d

te

xt in

line

s 421

-424

):

“DB

GW

AS

optio

nally

prov

ides

bugw

aslin

eage

effe

ctpl

ots

whe

nth

eus

ersp

ecifi

esa

phyl

ogen

etic

tree

usin

gth

e-n

ewic

kop

tion.

An

exam

ple

ofth

ege

nera

ted

figur

esis

avai

labl

eat

http

://pb

il.un

iv-ly

on1.

fr/d

atas

ets/

DB

GW

AS_

supp

ort/f

ull_

data

set_

visu

aliz

atio

n/ .”

2.2

List

ing

coun

ts o

f iso

late

s car

ryin

g hi

ts n

ot p

revi

ousl

y as

soci

ated

with

phe

noty

pe is

no

t suf

ficie

nt to

indi

cate

a si

gnifi

cant

diff

eren

ce, s

ince

mos

t iso

late

s car

ryin

g a

uniti

g co

uld

be a

ll fr

om o

ne c

lone

. Allo

win

g th

e m

appi

ng o

f the

uni

tigs t

o a

tree

wou

ld a

llow

bet

ter

asse

ssm

ent o

f how

con

vinc

ing

a hi

t is.

The

revi

ewer

isrig

ht,c

ount

sof

isol

ates

are

notc

orre

cted

fort

hepo

pula

tion

stru

ctur

ean

dar

eno

t

suff

icie

ntto

indi

cate

asi

gnifi

cant

diff

eren

ce.O

urte

stin

gpr

oced

ure

relie

son

bugw

asto

take

into

ac

coun

tth

epo

pula

tion

stru

ctur

e,so

the

resu

lting

beta

coef

ficie

ntan

das

soci

ated

q-va

lues

are

the

relia

ble

mea

sure

sof

sign

ifica

nce.

The

node

colo

rsin

subg

raph

sou

tput

byou

rste

p3

are

deriv

ed

fr

omth

ees

timat

edbe

taco

effic

ient

from

the

LMM

,not

from

acr

ude

stat

istic

base

don

isol

ated

coun

ts.

Bot

hin

DB

GW

AS

and

our

resu

ltsse

ctio

n,co

unts

are

only

prov

ided

asan

addi

tiona

l

info

rmat

ion.

We

verif

ied

that

the

coun

tsre

porte

dfo

rthe

seco

ndsu

bgra

phof

amik

acin

resi

stan

ce

fo

rP.a

erug

inos

a(1

3/47

resi

stan

ts,1

/233

sens

itive

s)w

ere

nott

rigge

red

bya

sing

lecl

one:

assh

own

onth

efig

ure

belo

w,t

he13

resi

stan

tstra

ins

carr

ying

the

sign

ifica

ntun

itig

(hig

hlig

hted

inor

ange

)

belo

ngto

two

diff

eren

tphy

logr

oups

.11

ofth

emar

ere

ason

ably

spre

adou

tin

Phyl

ogro

up2

whi

le2

ot

hers

belo

ngto

Phyl

ogro

up1,

whi

chal

soco

ntai

nsth

ese

nsiti

vest

rain

sca

rryi

ngth

eun

itig

(hig

hlig

hted

inbl

ue).

We

now

clar

ifyth

ispo

inti

nth

eR

esul

tsse

ctio

n(c

heck

the

red

text

inlin

es

19

9-20

2): “T

his

anno

tatio

nw

asno

tan

arte

fact

ofth

epo

pula

tion

stru

ctur

e,pr

oper

lyta

ken

into

ac

coun

tby

the

linea

rmix

edm

odel

.Ind

eed

the

13re

sist

ants

train

scor

resp

onde

dto

dist

inct

clon

es b

elon

ging

to tw

o ph

ylog

roup

s, on

e of

them

con

tain

ing

the

susc

eptib

le st

rain

.”

As

sugg

este

din

com

men

t2.1

,the

-new

ick

optio

nca

nal

sobe

used

toex

ecut

eth

ebu

gwas

anal

ysis

of

line

age

effe

ct a

nd o

utpu

t a tr

ee re

pres

enta

tion

of th

e st

rain

s and

p-v

alue

s per

PC

. R

emap

ping

sign

ifica

ntun

itigs

from

asu

bgra

phto

atre

eis

also

ani

ceid

eaw

hich

we

wou

ldlik

eto

im

plem

ent i

n a

futu

re v

ersi

on o

f DB

GW

AS.

We

than

k th

e re

view

er fo

r the

sugg

estio

n.

2.

3I’

d lik

e to

see

file

S1 o

n th

e w

ebpa

ge fo

r the

tool

, bec

ause

the

man

ual i

sn’t

quite

as

exte

nsiv

e as

it c

ould

be.

We

than

k th

e re

view

er fo

r the

sugg

estio

n. W

e re

mov

ed th

e pr

evio

us S

1 A

ppen

dix

from

the

supp

lem

enta

ry m

ater

ials

and

now

pro

vide

it a

s a W

iki p

age

avai

labl

e on

line

at

http

s://g

itlab

.com

/leoi

sl/d

bgw

as/w

ikis

/DB

GW

AS-

web

-bas

ed-in

tera

ctiv

e-vi

sual

izat

ion

, and

als

o re

fere

nced

on

the

web

page

for t

he to

ol a

t ht

tps:

//gitl

ab.c

om/le

oisl

/dbg

was

#lea

rnin

g-ho

w-to

-use

-the-

dbgw

as-w

eb-b

ased

-inte

ract

ive-

visu

aliz

ati

on ;

2.

4I b

elie

ve “

S2 S

ectio

n” n

eeds

to b

e ch

ange

d to

“S2

App

endi

x” in

the

mai

n te

xt. I

fo

und

S2 A

ppen

dix

very

hel

pful

, tha

nk y

ou fo

r inc

ludi

ng it

. I d

id n

otic

e th

at in

Fig

ure

S8,

k=31

was

not

incl

uded

for v

isua

lisat

ion,

whi

ch se

emed

odd

sinc

e it

was

the

final

cho

ice

for

k-m

er le

ngth

.

Than

k yo

u fo

r the

sugg

estio

ns. W

e in

tegr

ated

text

from

(pre

viou

s) S

2 A

ppen

dix

(and

rem

oved

it),

and

Figs

S7

and

S8 (n

ow F

igs 4

and

5) i

n th

e M

etho

ds se

ctio

n ‘c

DB

G c

onst

ruct

ion’

(che

ck th

e re

d te

xt in

line

s 368

-381

). W

e ke

pt o

nly

figur

es S

9 an

d S1

0 as

supp

lem

enta

ry m

ater

ials

. In

the

new

Fi

g 4

(pre

viou

s S8

Fig)

, we

repl

aced

the

grap

h w

ith k

=15

by th

e on

e w

ith k

=31.

2.5

Num

ber o

f sam

ples

in e

ach

data

set s

houl

d be

add

ed to

Tab

le 2

.

As s

ugge

sted

, we

adde

d th

e nu

mbe

r of a

vaila

ble

geno

mes

in th

e ne

w T

able

4 (p

revi

ous T

able

2).

2.

6W

here

refe

renc

e [2

7] w

as c

ited,

I’d

like

to se

e se

vera

l stu

dies

com

pari

ng th

e ac

cura

cy o

f gen

omic

and

phe

noty

pic

antib

iogr

ams,

sinc

e th

is is

wha

t is s

tate

d in

the

text

.

As s

ugge

sted

, we

adde

d th

ree

othe

r ref

eren

ces i

n th

e D

iscu

ssio

n se

ctio

n (c

heck

the

red

text

in li

nes

334-

335)

: “S

ever

al st

udie

s hav

e al

read

y de

mon

stra

ted

that

in so

me

case

s, ge

nom

ic a

ntib

iogr

ams

can

be a

t lea

st a

s goo

d as

phe

noty

pic

one

s [30

, 46-

48].”

Th

ese

refe

renc

es a

re:

30.G

ordo

nN

,Pric

eJ,

Col

eK

,Eve

ritt

R,M

orga

nM

,Fin

ney

J,et

al.P

redi

ctio

nof

St

aphy

loco

ccus

aure

usan

timic

robi

alre

sist

ance

byw

hole

-gen

ome

sequ

enci

ng.J

ourn

al

of

clin

ical

mic

robi

olog

y. 2

014;

52(4

):118

2-11

91.

46.K

osV

N,D

eras

peM

,McL

augh

linR

E,W

hite

aker

JD,R

oyPH

,Alm

RA

,eta

l.Th

e

re

sist

ome

ofPs

eudo

mon

asae

rugi

nosa

inre

latio

nshi

pto

phen

otyp

icsu

scep

tibili

ty.

A

ntim

icro

bial

age

nts a

nd c

hem

othe

rapy

. 201

4; p

. AA

C-0

3954

. 47

.B

radl

eyP,

Gor

don

NC

,W

alke

rTM

,D

unn

L,H

eys

S,H

uang

B,e

tal

.Rap

id

an

tibio

tic-r

esis

tanc

epr

edic

tions

from

geno

me

sequ

ence

data

for

Stap

hylo

cocc

us

au

reus

and

Myc

obac

teriu

m tu

berc

ulos

is .

Nat

ure

com

mun

icat

ions

. 201

5;6:

1006

3.

48.

Mor

adig

arav

and

D,

Palm

M,

Fare

wel

lA

,M

usto

nen

V,

War

ringe

rJ,

Parts

L.

Prec

ise

pred

ictio

nof

antib

iotic

resi

stan

cein

Esch

eric

hia

coli

from

full

geno

me

se

quen

ces.

bioR

xiv.

201

8; p

. 338

194.

C

hoic

e of

ben

chm

arki

ng d

atas

ets:

2.

7Th

e da

tase

t com

pose

d of

gen

omes

of d

iffer

ent s

peci

es se

emed

like

an

espe

cial

ly

unus

ual c

hoic

e, a

s I h

aven

’t se

en a

ny st

udie

s do

this

bef

ore.

For

a k

-mer

bas

ed a

ppro

ach

in

part

icul

ar th

is se

ems i

ncre

dibl

y un

likel

y to

iden

tify

any

shar

ed re

sist

ance

mec

hani

sms.

I’m

un

sure

wha

t the

pur

pose

of t

his i

nclu

sion

of t

his d

atas

et w

as, b

ut I

thin

k th

is p

art o

f the

an

alys

is sh

ould

be

rem

oved

.

Than

k yo

u fo

r thi

s com

men

t. W

e re

mov

ed th

e un

real

istic

WH

O p

anel

and

repl

aced

it b

y 3

sing

le-s

peci

es la

rge

data

sets

with

rand

om p

heno

type

s, in

ord

er to

ana

lyse

the

com

puta

tiona

l pe

rfor

man

ce a

t a c

ompr

ehen

sive

scal

e. M

ore

deta

ils a

re g

iven

in it

em 1

.4 a

s it w

as a

lso

a co

ncer

n of

Rev

iew

er 1

.

Cho

ice

of so

ftwar

e co

mpa

riso

ns

2.8

I was

a b

it un

sure

abo

ut th

e co

mpa

riso

ns w

ith o

ther

met

hods

. In

my

min

d, si

nce

this

tool

stri

kes a

nic

e ba

lanc

e be

twee

n k-

mer

and

SN

P/ge

ne-b

ased

app

roac

hes,

I’d

like

to

see

a co

mpa

riso

n w

ith b

oth

type

s or a

ppro

ach,

in te

rms o

f res

ults

and

runt

ime/

mem

ory

requ

irem

ents

.

DB

GW

AS

isdo

ing

the

sam

ese

tof

asso

ciat

ion

test

sas

one

wou

ldw

ithpl

ain

k-m

ers.

Our

cont

ribut

ion

com

pare

dto

test

ing

plai

nk-

mer

slie

sin

the

abili

tyof

DB

GW

AS

toag

greg

ate

the

re

sults

ina

mor

ein

terp

reta

ble

form

,co

mpa

ctin

gov

erla

ppin

gk-

mer

sw

ithid

entic

al

pres

ence

/abs

ence

prof

iles

ina

sing

leun

itig,

and

expl

oitin

gth

eco

lore

dD

BG

toun

ders

tand

its

ge

nom

icco

ntex

t.C

ompa

ring

with

ak-

mer

appr

oach

inte

rms

ofre

sults

ther

efor

eam

ount

sto

com

parin

gdi

ffer

entw

ays

toin

terp

rett

hese

tofs

igni

fican

tk-m

ers.

Plai

nk-

mer

sw

ould

need

tobe

alig

ned

agai

nst

anno

tate

dre

fere

nces

,le

adin

gto

alo

tof

man

ual

insp

ectio

n.W

eth

ough

tth

ata

re

leva

nt b

asel

ine

wou

ld b

e H

AW

K a

nd p

ysee

r, w

hich

are

oth

er w

ays t

o w

ork

with

k-m

ers.

Com

parin

gw

ithpl

ain

k-m

ers

inte

rms

ofru

ntim

ean

dm

emor

y,am

ount

sto

quan

tifyi

ngth

e

ov

erhe

ad c

ause

d by

our

step

3, w

hich

we

now

show

in n

ew T

able

S2.

R

egar

ding

SNP/

gene

-bas

edap

proa

ches

,we

chos

eto

com

pare

the

resu

ltsof

DB

GW

AS

with

thos

e

obta

ined

usin

ga

resi

stom

eap

proa

ch:

for

each

spec

ies

and

each

drug

,we

built

ade

sign

mat

rix

de

scrib

ing

the

pres

ence

ofkn

own

caus

alge

nes

and

the

SNPs

with

inth

ese

gene

sin

the

geno

me

of

each

sam

ple,

and

appl

ied

the

sam

est

atis

tical

test

used

byD

BG

WA

Sto

this

mat

rix.O

urra

tiona

le

w

asto

chec

kth

atD

BG

WA

Sdi

dno

tm

iss

caus

alva

riant

sth

atco

uld

bere

cove

red

by

SNP/

gene

-bas

edap

proa

ches

(reg

ardl

ess

ofits

abili

tyto

disc

over

new

elem

ents

).W

eno

wpr

ovid

e

anes

timat

ion

ofth

eru

ntim

ean

dm

emor

yus

age

requ

ired

tobu

ildth

ere

sist

ome

mat

rixfo

rth

e

ex

ampl

es p

rese

nted

in T

able

s 2 a

nd 3

.

2.9

For g

ene-

base

d an

alys

es it

s com

mon

to u

se g

ene

pres

ence

/abs

ence

ana

lysi

s bas

ed

on a

pan

geno

me

crea

ted

from

ass

embl

ies (

e.g.

the

outp

ut fr

om R

oary

or s

imila

r). T

his

pang

enom

e-ba

sed

anal

ysis

isn’

t ref

eren

ce d

epen

dent

, so

the

criti

que

in th

e te

xt th

at

stan

dard

gen

e-ba

sed

appr

oach

es a

re li

mite

d ba

sed

on th

e ch

oice

of r

efer

ence

is

inac

cura

te.

Than

kyo

ufo

rth

isre

mar

k.W

em

odifi

edth

ete

xtin

the

Intr

oduc

tion

(che

ckth

ere

dte

xtin

lines

8-15

):“T

hem

ostc

omm

onap

proa

ches

are

base

don

sing

lenu

cleo

tide

poly

mor

phis

ms(

SNPs

),

defin

edby

alig

ning

allg

enom

esof

the

stud

ied

pane

laga

inst

are

fere

nce

geno

me

[1,3

,

4]ag

ains

tapa

ngen

ome

built

from

allt

hege

nes

iden

tifie

dby

anno

tatin

gth

ege

nom

es

[8

],an

don

gene

pres

ence

/abs

ence

,usi

nga

pre-

defin

edco

llect

ion

ofge

nes[

5,7]

.The

use

ofa

refe

renc

ege

nom

ebe

com

esun

suita

ble

whe

nw

orki

ngon

bact

eria

lspe

cies

with

a

larg

eac

cess

ory

geno

me

-the

part

ofth

ege

nom

ew

hich

isno

tpre

sent

inal

lstra

ins.

On

the

othe

rha

nd,

met

hods

focu

sing

onge

nes

are

unab

leto

cove

rva

riant

sin

nonc

odin

gre

gion

s,in

clud

ing

thos

ere

late

dto

trans

crip

tiona

lan

dtra

nsla

tiona

l

regu

latio

n[9

,10]

.Mor

eove

r,so

me

poor

lyst

udie

dsp

ecie

sst

illla

cka

repr

esen

tativ

e

an

nota

tion

[11]

.”

Not

e: [8

] ref

ers t

o ro

ary

2.10

The

man

uscr

ipt c

ited

for H

AWK

is th

e Bi

oRxi

v ve

rsio

n, w

hich

is q

uite

diff

eren

t to

the

vers

ion

rece

ntly

acc

epte

d by

eLi

fe. N

otab

ly, t

he v

ersi

on o

f the

softw

are

repo

rted

in

BioR

xiv

did

not a

llow

cor

rect

ion

for p

opul

atio

n st

ruct

ure.

Als

o, th

e cu

rren

t ver

sion

onl

y in

clud

es tw

o pr

inci

pal c

ompo

nent

s whe

n co

rrec

ting

for p

opul

atio

n st

ruct

ure

by d

efau

lt,

whi

ch te

nds t

o be

inad

equa

te fo

r bac

teri

al G

WAS

s. In

thei

r ben

chm

arki

ng w

ith re

al

bact

eria

l seq

uenc

e da

ta th

ey u

se 1

0 PC

s, w

hich

is m

ore

appr

opri

ate,

but

it’s

unc

lear

from

th

e m

etho

ds w

heth

er th

is p

roce

dure

was

follo

wed

in th

e be

nchm

arki

ng in

this

pap

er. I

f in

clud

ing

resu

lts fr

om a

com

pari

son

with

HAW

K, u

sing

the

vers

ion

that

cor

rect

s for

po

pula

tion

stru

ctur

e is

ess

entia

l. W

eth

ank

the

revi

ewer

for

poin

ting

out

the

new

pape

ran

dve

rsio

nfo

rHA

WK

.We

agre

eth

atin

orde

rto

add

HA

WK

toa

bact

eria

lG

WA

Sbe

nchm

ark,

corr

ectin

gfo

rpo

pula

tion

stru

ctur

eis

esse

ntia

l. W

era

nth

ene

wve

rsio

nof

HA

WK

,HA

WK

v0.9

.8-b

eta,

inth

etw

opa

nels

we

used

toco

mpa

re

resi

stom

e-ba

sed

asso

ciat

ion

stud

ies,

DB

GW

AS

and

pyse

erqu

alita

tivel

y:P.

aeru

gino

sa

levo

floxa

cin

resi

stan

ce(n

ewT

able

2)an

dM

.tub

ercu

losi

sst

rept

omyc

inre

sist

ance

(new

Tab

le3)

.

Unf

ortu

nate

ly,H

AW

Kfo

und

nosi

gnifi

cant

k-m

ers

fore

ither

ofth

ese

two

pane

ls.B

yin

vest

igat

ing

HA

WK

’sco

dean

ddi

scus

sing

with

itsau

thor

(our

inte

ract

ion

isav

aila

ble

here

:

ht

tps:

//gith

ub.c

om/a

tifra

hman

/HA

WK

/issu

es/5

),w

ere

alis

edth

atH

AW

Kv0

.9.8

-bet

aw

asus

ing

ve

ryst

rict

k-m

erfil

ters

.M

ore

prec

isel

y,w

ere

mov

edth

efo

llow

ing

filte

rs:

ht

tps:

//gith

ub.c

om/a

tifra

hman

/HA

WK

/blo

b/m

aste

r/haw

k.cp

p#L5

03-L

510

,

ht

tps:

//gith

ub.c

om/a

tifra

hman

/HA

WK

/blo

b/m

aste

r/con

vertT

oFas

ta.c

pp#L

47-L

50,

and

ht

tps:

//gith

ub.c

om/a

tifra

hman

/HA

WK

/blo

b/m

aste

r/con

vertT

oFas

ta.c

pp#L

71-L

74in

the

hope

of

retri

evin

gso

me

sign

ifica

ntk-

mer

s,to

beab

leto

asse

mbl

eth

eman

dth

ench

eck

the

caus

alva

riant

s

th

eyre

pres

ent.

Thes

em

odifi

catio

nsdi

dal

low

usto

retri

eve

2co

ntig

sfo

rP.

aeru

gino

sa

le

voflo

xaci

nre

sist

ance

and

7co

ntig

sfo

rM

.tub

ercu

losi

sst

rept

omyc

inre

sist

ance

.Unf

ortu

nate

ly,

th

edo

wns

tream

anal

ysis

ofth

ese

cont

igs

reve

aled

that

they

did

not

corr

espo

ndto

the

expe

cted

kn

own

posi

tive

caus

alva

riant

sid

entif

ied

byth

ere

sist

ome-

base

das

soci

atio

nst

udy.

On

the

othe

r

hand

,the

prev

ious

vers

ion

ofH

AW

K,H

AW

Kv0

.8.3

-bet

a,w

hich

does

notc

orre

ctfo

rpop

ulat

ion

stru

ctur

e,w

asab

leto

find

8co

ntig

sfor

P.ae

rugi

nosa

levo

floxa

cin

resi

stan

cean

d2,

038

cont

igsf

or

M

.tub

ercu

losi

sst

rept

omyc

inre

sist

ance

.For

the

first

pane

l,it

foun

don

eof

the

two

know

npo

sitiv

e

caus

alva

riant

s,an

dfo

rth

ese

cond

pane

l,it

foun

dth

etw

o.Th

us,a

lthou

ghH

AW

Kv0

.9.8

-bet

ais

theo

retic

ally

the

corr

ectv

ersi

onof

the

tool

toru

n,si

nce

itis

mor

eap

prop

riate

forb

acte

rialG

WA

S,

corr

ects

for

popu

latio

nst

ruct

ure,

and

ism

ore

rece

ntth

anH

AW

Kv0

.8.3

-bet

a,ou

rqu

alita

tive

co

mpa

rison

show

edth

atth

ere

sults

obta

ined

with

HA

WK

v0.8

.3-b

eta

are

far

supe

rior

than

with

HA

WK

v0.9

.8-b

eta.

Mor

eove

r,th

ere

sults

we

obta

ined

with

HA

WK

v0.9

.8-b

eta

requ

ired

m

odifi

catio

nsof

filte

rsth

atw

ebe

lieve

dw

ere

the

sour

ceof

prob

lem

s,w

hich

mig

htno

tbe

the

corr

ect

way

tofis

hba

ckth

esi

gnifi

cant

k-m

ers.

Ade

eper

anal

ysis

ofw

hyth

ek-

mer

sar

ebe

ing

fil

tere

dou

tin

thes

eda

tase

tsw

ould

bene

eded

,but

we

thou

ghtt

hatf

urth

erde

bugg

ing

ofH

AW

K

v0

.9.8

-bet

a’s c

ode

to m

ake

it co

rrec

tly e

xecu

te o

n ou

r dat

aset

s was

out

of t

he sc

ope

of th

is w

ork.

W

ebr

iefly

expl

aine

dth

isde

cisi

onin

the

Met

hods

sect

ion

“k-m

er-b

ased

GW

AS”

(che

ckth

ere

d

te

xt in

line

s 624

-629

): “W

efir

stly

ran

HA

WK

[13]

v0.9

.8-b

eta,

asit

allo

ws

corr

ectin

gfo

rpo

pula

tion

stru

ctur

e.U

nfor

tuna

tely

,itw

asun

able

tofin

dth

ekn

own

caus

alva

riant

srep

orte

dfo

r

P.ae

rugi

nosa

levo

floxa

cin

and

M.

tube

rcul

osis

stre

ptom

ycin

resi

stan

ces

byot

her

met

hods

(see

Tabl

es2

and

3).

We

ther

efor

eke

ptin

our

benc

hmar

ksan

earli

er

ve

rsio

n,H

AW

Kv0

.8.3

-bet

a,w

hich

pres

ente

dbe

tter

qual

itativ

epe

rfor

man

cefo

r

thes

e tw

o ev

alua

ted

pane

ls.”

2.11

A m

ore

appr

opri

ate

com

pari

son

wou

ld b

e SE

ER a

nd a

SN

P/ge

ne b

ased

tool

(p

erha

ps b

ugw

as si

nce

it’s t

he to

ol u

nder

lyin

g D

BGW

AS) a

s the

se a

re th

e m

etho

ds m

ost

pote

ntia

l use

rs w

ill b

e us

ing

curr

ently

. I th

ink

it w

ould

be

valu

able

to d

emon

stra

te th

at

DBG

WAS

runs

in a

com

para

ble

time

scal

e an

d pr

oduc

es m

ore/

clea

rer t

rue

posi

tives

than

a

GW

AS o

f SN

Ps a

nd g

enes

. I th

ink

colla

psin

g m

any

gene

hits

into

a si

ngle

mob

ile e

lem

ent i

n th

e re

sults

wou

ld b

e ve

ry a

ppea

ling

to p

eopl

e, a

s wou

ld h

ighl

ight

ing

mul

tiple

SN

Ps in

the

sam

e ge

ne w

ithin

a si

ngle

gra

ph.

W

eth

ank

the

revi

ewer

for

this

sugg

estio

n.O

urM

etho

dsse

ctio

n‘R

esis

tom

e-ba

sed

asso

ciat

ion

stud

ies’

feat

ures

SNPs

and

gene

ste

sted

usin

gbu

gwas

,and

follo

win

gth

ere

view

er’s

sugg

estio

nw

e

ad

ded

asp

ecifi

csu

bsec

tion

entit

led

‘DB

GW

AS

faci

litat

esth

ein

terp

reta

tion

ofk-

mer

-bas

ed

GW

AS’

inth

eR

esul

tsse

ctio

n,in

orde

rto

bette

rhig

hlig

htth

atD

BG

WA

Sin

deed

colla

pses

mul

tiple

SN

Ps in

a si

ngle

subg

raph

(ch

eck

the

red

text

in li

nes 2

23-2

74).

Cho

ice

of b

ench

mar

king

con

ditio

ns:

2.12

Whi

le p

erfo

rman

ce o

f the

se m

etho

ds o

n a

sing

le c

ore

is in

tere

stin

g, th

is se

ems l

ike

an u

nrea

listic

test

scen

ario

, sin

ce m

etho

ds w

ould

be

likel

y to

be

run

in a

par

alle

l co

mpu

ting

envi

ronm

ent (

or e

ven

usin

g m

ultip

le c

ores

on

a la

ptop

). D

oes t

his m

etho

d re

mai

n co

mpe

titiv

e w

hen

the

tool

s are

giv

en a

cces

s to

mul

tiple

cor

es?

SEER

and

HAW

K

can

be ru

n in

par

alle

l to

dras

tical

ly re

duce

run

time

and

it’s n

ot c

lear

if D

BGW

AS c

an.

We

now

pre

sent

two

benc

hmar

ks w

here

all

met

hods

use

mul

tiple

(8) c

ores

. Th

efir

ston

eis

ane

wbe

nchm

ark

toas

sess

the

scal

abili

tyof

DB

GW

AS.

We

built

seve

ralp

anel

s

from

thre

esi

ngle

-spe

cies

larg

eda

tase

tsw

ithra

ndom

phen

otyp

es.W

epr

esen

tin

(new

)S9

Figu

re

th

etim

ean

dm

emor

yus

age

perf

orm

ance

curv

es,

whi

chpr

ovid

esa

bette

run

ders

tand

ing

of

DB

GW

AS

perf

orm

ance

beha

viou

rand

estim

atio

nsof

the

com

puta

tiona

lres

ourc

esus

age

onsm

all

and

larg

epa

nels

with

diff

eren

tge

nom

epl

astic

ities

.For

mor

ede

tails

,ple

ase

see

our

resp

onse

to

item

1.4

.

The

seco

ndon

eis

anup

date

ofth

epr

evio

usbe

nchm

ark

com

parin

gD

BG

WA

S,py

seer

and

HA

WK

,

pres

ente

din

(new

)S2

Tab

le.W

eup

date

dSE

ERto

pyse

er,a

dded

thre

ela

rge

pane

ls,d

etai

led

the

com

puta

tiona

lres

ourc

eus

age

ofal

lste

psof

pyse

eran

dH

AW

K,a

ndra

nal

ltoo

lson

8co

resi

nth

is

benc

hmar

k.W

eal

soke

ptD

BG

WA

Spe

rfor

man

ceon

1co

rein

(new

)S1

Tab

le,a

llow

ing

the

read

er

to

chec

kth

ega

inin

perf

orm

ance

whe

nw

orki

ngon

mul

tiple

core

s,by

com

parin

gth

ese

resu

ltsto

the

on

es in

(new

) S2

Tab

le.

Not

eth

atth

etim

ean

dm

emor

yus

age

repo

rted

on1

core

diff

erfr

omth

ose

repo

rted

inth

e

prev

ious

lysu

bmitt

edve

rsio

nbe

caus

ew

era

nal

lour

benc

hmar

ksof

(new

)S1

Tab

lean

d(n

ew)S

2

T

able

ona

sing

leun

ique

mac

hine

,with

8In

tel(R

)Xeo

n(R

)CPU

E5-2

620

v3@

2.40

GH

zco

res,

315

GB

of R

AM

, and

1 T

B o

f dis

k sp

ace.

In

stal

latio

n an

d us

e:

2.

13I t

ried

runn

ing

the

prec

ompi

led

vers

ion

of th

e so

ftwar

e on

our

com

putin

g cl

uste

r, bu

t it w

as n

ot th

e ri

ght k

ind

of m

achi

ne, s

o se

t abo

ut c

ompi

ling

it fr

om sc

ratc

h. T

he

Read

me

file

atta

ched

to th

e so

ftwar

e om

its th

e -D

CM

AKE_

BUIL

D_T

YPE=

Rele

ase

flag

in

the

cmak

e co

mm

and,

cau

sing

com

pila

tion

to ta

ke a

n ex

trem

ely

long

tim

e (w

e ha

d to

kill

the

proc

ess e

vent

ually

). O

nce

I app

lied

the

inst

ruct

ions

from

the

web

site

, ins

talla

tion

proc

eede

d a

smal

l way

then

faile

d, a

nd I

have

n’t b

een

able

to d

ecip

her w

hy y

et b

ased

on

the

log

file

prod

uced

. I tr

ied

on a

lapt

op a

nd g

ot a

noth

er, d

iffer

ent e

rror

(err

or: i

nval

id

argu

men

t '-s

td=

c++

11' n

ot a

llow

ed w

ith 'C

/Obj

C')

whi

ch I

have

n’t y

et b

een

able

to re

solv

e us

ing

sugg

estio

ns I’

ve fo

und

onlin

e. I

aske

d ar

ound

abo

ut o

ther

peo

ple

who

’ve

trie

d th

e to

ol a

nd fo

und

one

pers

on w

ho’d

succ

eede

d in

inst

allin

g an

d ru

nnin

g it

afte

r a lo

t of w

ork

and

havi

ng to

cha

nge

the

sour

ce c

ode

seve

ral t

imes

to g

et it

to ru

n. E

ase

of in

stal

latio

n of

th

e so

ftwar

e ne

eds t

o be

impr

oved

if u

sers

are

to a

dopt

this

met

hod.

Get

ting

mor

e re

port

s fr

om u

sers

atte

mpt

ing

to in

stal

l and

the

erro

rs th

ey re

ceiv

e w

ill li

kely

impr

ove

this

thou

gh,

so I

don’

t thi

nk th

is sh

ould

nec

essa

rily

be

a ba

rrie

r to

publ

icat

ion.

W

eth

ank

the

revi

ewer

for

thei

ref

forts

inin

stal

ling

DB

GW

AS

insp

iteof

thes

eer

rors

.Th

e

di

ffic

ultie

sen

coun

tere

ddu

ring

the

inst

alla

tion

and

exec

utio

nof

the

tool

wer

eal

soa

conc

ern

of

Rev

iew

er1.

We

answ

ered

allR

evie

wer

s’qu

erie

son

inst

alla

tion

and

runn

ing

issu

es(in

clud

ing

this

one)

inth

ere

spon

seof

item

1.39

.The

re,w

epr

ovid

ea

full

upda

teof

wha

twe

have

done

tom

ake

the

exec

utio

nof

the

stat

ical

lyco

mpi

led

bina

ryas

stra

ight

forw

ard

aspo

ssib

le,

asw

ell

asth

e

com

pila

tion

of th

e so

urce

cod

e.

2.14

I did

hav

e a

look

at t

he e

xam

ple

resu

lts in

the

onlin

e br

owse

r too

l. I n

otic

ed m

any

of th

e hi

ts fo

rmed

com

pact

ed d

e Br

uijn

gra

phs w

hich

wer

e le

ss st

raig

htfo

rwar

d to

inte

rpre

t th

an th

e ex

ampl

es in

the

pape

r. I w

asn’

t sur

e ho

w th

e un

itigs

cor

resp

onde

d to

the

geno

me/

plas

mid

s. In

thes

e ca

ses I

wou

ld h

ave

need

ed to

ext

ract

the

sequ

ence

s and

map

th

em to

und

erst

and

wha

t the

resu

lts m

eant

. The

col

laps

ing

of k

-mer

s wou

ld b

e a

bene

fit in

th

is c

ase,

but

I th

ink

the

inte

rpre

tabi

lity

of th

ese

grap

hs re

lativ

e to

a k

-mer

ana

lysi

s has

be

en o

verb

low

n a

bit.

In p

artic

ular

, if t

he a

utho

rs c

ould

exp

lain

the

grap

hs w

hich

don

’t fo

rm a

line

ar o

r cir

cula

r str

uctu

re, b

ut ra

ther

a c

ompl

ex n

etw

ork

of u

nitig

s tha

t all

appe

ar

to b

e qu

ite in

terc

onne

cted

, som

e of

whi

ch a

re a

ccom

pani

ed b

y a

larg

e nu

mbe

r of p

rote

in

anno

tatio

ns, t

his w

ould

be

help

ful.

A m

ore

exte

nsiv

e se

t of e

xam

ples

and

thei

r in

terp

reta

tion

laid

out

in a

man

ual o

r a w

iki o

n th

e G

itLab

pag

e co

uld

addr

ess t

his.

The

inte

rpre

tatio

nof

the

less

stra

ight

forw

ard

grap

hsis

also

one

ofou

rcon

cern

s.A

wor

kin

itiat

ed

on

thes

em

ore

conn

ecte

dsu

bgra

phs

allo

wed

usto

find

som

ecl

ues

onw

hyth

ese

grap

hsar

eso

co

mpl

ex.

We

iden

tifie

dth

atsu

chgr

aphs

with

alo

wnu

mbe

rof

uniti

gs

(h

ttp://

pbil.

univ

-lyon

1.fr

/dat

aset

s/D

BG

WA

S_su

ppor

t/exp

erim

ents

/Pae

ru_A

mik

acin

_vis

ualis

atio

ns/

com

pone

nts/

com

p_3.

htm

l)of

ten

inte

grat

ea

path

ofre

d(p

ositi

vely

-ass

ocia

ted)

node

sly

ing

ina

non-

codi

ngre

gion

betw

een

varia

ble

acce

ssor

yge

nes

(her

e,IC

Eel

emen

ts).

They

seem

tobe

m

arke

rsof

som

em

obile

gene

ticel

emen

ts,

how

ever

asth

ese

path

sst

and

ina

nonc

odin

gre

gion

be

twee

nva

riabl

ege

nes,

thei

rnei

ghbo

runi

tigs

bran

chto

vario

usot

heru

nitig

s,m

akin

gth

est

ruct

ure

com

plex

and

har

d to

inte

rpre

t. Fo

rsim

ilarr

easo

ns,w

hen

gene

sin

volv

edin

gene

mob

ility

,suc

has

trans

posa

seso

rint

ergr

ases

,are

ca

ptur

edin

asu

bgra

ph,

the

num

ber

ofun

itigs

inth

esu

bgra

phex

plod

es

(h

ttp://

pbil.

univ

-lyon

1.fr

/dat

aset

s/D

BG

WA

S_su

ppor

t/exp

erim

ents

/Pae

ru_A

mik

acin

_vis

ualis

atio

ns/

com

pone

nts/

com

p_0.

htm

l).In

deed

,the

sege

nes

ofte

nex

ist

inse

vera

lco

pies

inea

chge

nom

ean

d

are

foun

din

varia

ble

geno

mic

envi

ronm

ents

.Whe

nre

pres

ente

dat

aba

cter

ialp

opul

atio

nsc

ale,

this

gene

rate

loop

s and

mul

tiple

bra

nche

s, m

akin

g su

ch su

bgra

phs v

ery

com

plex

to in

terp

ret.

Com

plex

grap

hsal

soar

ise

whe

nse

vera

lva

riant

sar

eag

greg

ated

beca

use

they

are

clos

eto

each

ot

heri

nat

leas

tone

stra

inof

the

stud

ied

pane

l,an

dth

eirn

eigh

borh

ood

(asd

efin

edw

ithD

BG

WA

S

-nh

para

met

er)

over

lap

(this

isth

eca

seof

AA

C6’

acet

yltra

nsfe

rase

and

CM

Lef

flux

pum

pin

ht

tp://

pbil.

univ

-lyon

1.fr

/dat

aset

s/D

BG

WA

S_su

ppor

t/exp

erim

ents

/Pae

ru_A

mik

acin

_vis

ualis

atio

ns/c

ompo

nent

s/co

mp_

6.ht

ml).

Inth

isca

se,t

hegr

aph

can

besi

mpl

ified

bybr

eaki

ngso

me

edge

san

d

sp

littin

gth

esu

bgra

phin

tose

vera

lsu

bgra

phs.

This

can

bedo

neby

mod

ifyin

gth

epa

ram

eter

sof

D

BG

WA

Sth

irdst

ep(-

nhan

d-S

FF).

Forn

ow,t

his

step

inde

edre

quire

stri

alan

der

rort

ofin

e-tu

ne

the

choi

ceof

-SFF

and

-nh

valu

es.W

ere

com

men

dto

re-r

unth

eth

irdst

epw

ithlo

wer

-nh

and/

or

-S

FFva

lues

(new

Met

hods

sect

ion

‘Re-

runn

ing

from

step

2or

step

3’-c

heck

the

red

text

inlin

es

52

3-52

8), a

nd a

lso

in M

etho

ds se

ctio

n ‘G

raph

nei

ghbo

rhoo

ds’.

We

now

ackn

owle

dge

the

fact

that

som

esu

bgra

phsh

ave

nost

raig

htfo

rwar

din

terp

reta

tion

usin

gth

e

ex

ampl

esab

ove

inth

e‘D

BG

WA

Sfa

cilit

ates

the

inte

rpre

tatio

nof

k-m

er-b

ased

GW

AS’

sect

ion

(che

ck th

e re

d te

xt in

line

s 255

-274

). Th

eau

tom

ated

dete

ctio

nof

SNP,

MG

Eor

ofm

ore

com

plex

grap

h-

and

the

auto

mat

ion

ofa

-n

h/-S

FFpa

ram

eter

tuni

ngis

how

ever

not

trivi

al,

itis

apr

ojec

tin

itsel

f.W

epr

oduc

eda

beta

ve

rsio

nof

apr

edic

tion

tool

able

tell

apar

tSN

Psfr

omM

GEs

.To

build

this

tool

,w

etra

ined

pr

edic

tive

mod

els

over

real

and

sim

ulat

edda

ta,p

rodu

cing

subg

raph

swhi

chw

ekn

ewco

rres

pond

ed

toSN

Psor

MG

Es.W

ew

illno

tbe

able

toin

clud

eit

inth

ene

xtre

leas

eof

DB

GW

AS,

buti

twill

be

de

scrib

ed in

Mag

ali J

ailla

rd’s

PhD

man

uscr

ipt a

nd a

dded

to a

futu

re re

leas

e as

soon

as p

ossi

ble.

Fina

l com

men

ts:

I rea

lly li

ke th

e id

ea o

f thi

s too

l, an

d if

I man

age

to g

et it

inst

alle

d I w

ill u

se it

and

get

a

bette

r fee

l for

the

inte

rpre

tatio

n of

thes

e gr

aphs

, how

ever

in it

s cur

rent

form

I’m

not

abl

e to

ge

t it r

unni

ng. I

do

hope

this

tool

is p

ublis

hed,

how

ever

a b

ette

r com

pari

son

of th

e to

ol to

ot

her m

etho

ds is

requ

ired

.

Revi

ewer

3:

Ove

rall

I enj

oyed

the

pape

r as i

t is a

nea

t ide

a fo

r tac

klin

g th

e ga

p be

twee

n km

er a

nd S

NP

appr

oach

es. I

t is q

uite

a d

ense

man

uscr

ipt i

n te

rms o

f con

tent

– th

e au

thor

s hav

e cl

earl

y do

ne a

lot

of im

pres

sive

wor

k- a

nd th

eir m

etho

d is

cle

arly

succ

essf

ully

wor

king

. I h

ave

a fe

w c

omm

ents

ho

wev

er:

3.

1Th

e pa

per i

s fai

rly

stat

istic

s hea

vy, a

nd I

thin

k it

wou

ld b

enef

it fr

om a

long

er m

ore

draw

n ou

t exp

lana

tion

of th

e ap

proa

ch in

the

intr

oduc

tion.

I fo

und

it a

bit c

halle

ngin

g to

un

ders

tand

on

the

first

read

. Th

ank

you

forh

ighl

ight

ing

this

diff

icul

ty.W

em

oved

abr

iefe

xpla

natio

nof

the

pipe

line,

toge

ther

with

the

pipe

line

over

view

figur

e(n

ewFi

g2)

,to

the

begi

nnin

gof

the

Res

ults

sect

ion,

whi

chw

eho

pew

ill

he

lp th

e re

ader

s (ch

eck

the

red

text

in li

nes 6

4-75

): “W

ede

velo

ped

DB

GW

AS,

avai

labl

eat

http

s://g

itlab

.com

/leoi

sl/d

bgw

as,a

ndva

lidat

edit

on

pane

lsfo

rse

vera

lba

cter

ial

spec

ies

for

whi

chge

nom

ese

quen

ces

and

antib

iotic

resi

stan

ceph

enot

ypes

wer

eav

aila

ble.

DB

GW

AS

com

pris

esth

ree

mai

nst

eps:

itfir

st

build

sa

varia

ntm

atrix

,whe

reea

chva

riant

isa

patte

rnof

pres

ence

/abs

ence

ofun

itigs

in

each

geno

me.

Each

varia

ntis

then

test

edfo

ras

soci

atio

nw

ithth

eph

enot

ype

usin

ga

linea

rm

ixed

mod

el,

adju

stin

gfo

rth

epo

pula

tion

stru

ctur

e.Fi

nally

,it

uses

the

cDB

G

neig

hbou

rhoo

dof

sign

ifica

ntly

asso

ciat

edun

itigs

asa

prox

yfo

rth

eir

geno

mic

en

viro

nmen

t.D

BG

WA

Sou

tput

sa

seto

fsuc

hsu

bgra

phs

orde

red

bym

inq,

whi

chis

the

smal

lest

q-va

lue

obse

rved

over

uniti

gsin

each

subg

raph

.The

top

subg

raph

sth

eref

ore

repr

esen

tth

ege

nom

icen

viro

nmen

toft

heun

itigs

mos

tsig

nific

antly

asso

ciat

edw

ithth

e

te

sted

phen

otyp

e.Fi

g2

sum

mar

ises

the

mai

nst

epso

fthe

proc

ess.

Ade

taile

dde

scrip

tion

of th

e pi

pelin

e is

pre

sent

ed in

the

Met

hods

sect

ion.

3.2

I thi

nk th

ere

need

s to

be m

ore

disc

ussi

on o

f mul

tiple

test

ing

and

how

sign

ifica

nce

is

defin

ed. I

n m

y m

ind

the

prob

lem

of l

arge

num

bers

of c

orre

late

d km

ers i

s one

of t

he b

ig

prob

lem

s with

the

kmer

app

roac

h, a

nd so

any

sens

e of

whe

ther

the

appr

oach

des

crib

ed

here

can

mak

e ad

vanc

es w

ould

be

appr

ecia

ted.

As i

t sta

nds h

owev

er I

feel

the

defin

ition

of

‘sig

nific

ant’

asso

ciat

ions

is a

rbitr

ary

to th

e po

int o

f bei

ng h

ard

to ju

dge

how

wel

l the

re

sults

wou

ld st

and

up in

a le

ss e

xtre

me

phen

otyp

e th

an a

ntib

iotic

resi

stan

ce (w

here

the

hits

are

ver

y cl

ear)

We

ackn

owle

dge

that

the

defin

ition

ofth

esi

gnifi

canc

ew

asno

teno

ugh

expl

icit

inth

edo

cum

ent,

and

adde

dan

addi

tiona

lsen

tenc

efo

rthe

read

ers,

inM

etho

dse

ctio

n‘S

igni

fican

ceth

resh

old’

(che

ckth

e

re

d te

xt in

line

s 447

-452

): “T

hein

terp

reta

tion

step

focu

ses

onth

eun

itigs

with

the

low

est

q-va

lues

.The

seun

itigs

are

inde

edus

edto

build

the

resu

lting

anno

tate

dsu

bgra

phs.

The

uniti

gse

lect

ion

can

beei

ther

base

don

the

FDR

(q-v

alue

thre

sold

)oro

na

num

bero

fpre

senc

e/ab

senc

epa

ttern

sord

ered

by

incr

easi

ngq-

valu

es.P

ract

ical

ly,t

his

isdo

nein

DB

GW

AS

usin

ga

Sign

ifica

ntFe

atur

esFi

lter

(S

FF).

Fora

sele

ctio

nba

sed

ona

FDR

thre

shol

d,th

eSF

Fva

lue

isse

tbet

wee

n0

and

1,w

hile

an

y in

tege

r val

ue >

1 d

efin

es th

e nu

mbe

r of p

atte

rns t

o co

nsid

er.”

To

answ

eryo

urre

mar

kab

outm

ultip

lete

stin

g,w

eta

keth

ete

stm

ultip

licity

into

acco

untb

yre

turn

ing

q-va

lues

rath

erth

anun

corr

ecte

dp-

valu

es.A

dmitt

edly

,uni

tigpr

esen

ce/a

bsen

cepr

ofile

scan

behi

ghly

corr

elat

ed.

The

corr

elat

ion

isty

pica

llypo

sitiv

e:ev

enif

two

k-m

ers

are

mut

ually

excl

usiv

e,th

eir

pres

ence

prof

iles

are

the

sam

esi

nce

allp

rofil

esar

eco

nver

ted

toth

eirm

inor

alle

leve

rsio

nbe

fore

they

ar

ete

sted

.U

nder

such

posi

tive

depe

nden

cy,

the

Ben

jam

ini-H

ochb

erg

proc

edur

eth

atw

eus

est

ill

cont

rols

the

FDR

asth

eq-

valu

eit

prov

ides

isan

uppe

rbou

ndon

the

true

FDR

.The

maj

orpr

oble

min

this

case

isth

atth

eva

rianc

eof

the

FDP

arou

ndth

eFD

Rin

crea

ses

with

the

leve

lofd

epen

denc

y,an

d

the

FDR

itsel

fbec

omes

less

info

rmat

ive.

Unf

ortu

nate

ly,t

oth

ebe

stof

ourk

now

ledg

eth

ere

isno

bette

r

alte

rnat

ive.

We

disc

usse

dth

ispo

int

with

mul

tiple

test

ing

expe

rtsan

dw

ould

like

tofin

dbe

tter

al

tern

ativ

es in

the

futu

re b

ut w

e ar

e no

t mak

ing

any

adva

nce

to th

is p

robl

em in

this

pap

er.

The

use

ofB

Hm

etho

dw

asm

ade

mor

ecl

eari

nth

eM

etho

ds,‘

Tes

ting

uniti

gsfo

ras

soci

atio

nw

ith

the

phen

otyp

e (s

tep

2)’

(che

ck th

e re

d te

xt in

line

s 434

-437

): “T

ota

ckle

the

situ

atio

nof

mul

tiple

test

ing

caus

edby

the

high

num

bero

ftes

ted

patte

rns,

we

com

pute

q-

valu

es,w

hich

are

the

Ben

jam

ini-H

ochb

erg

trans

form

edp-

valu

esco

ntro

lling

forf

alse

disc

over

yra

te

(F

DR

) [60

].”

and

we

disc

uss a

bout

pos

sibl

e im

prov

emen

ts th

e D

iscu

ssio

n (c

heck

the

red

text

in li

nes 3

22-3

25):

“DB

GW

AS

curr

ently

relie

son

the

Ben

jam

ini-H

ochb

erg

proc

edur

eto

cont

rol

the

FDR

and

offe

rsno

adva

nce

expl

oitin

gth

ede

pend

ence

amon

gpr

esen

ce/a

bsen

cepa

ttern

s.A

nim

porta

nt

impr

ovem

entw

ould

beto

cont

rolt

hefa

lse

disc

over

yra

teat

the

subg

raph

leve

lins

tead

ofth

e

un

itig

leve

l.”

3.3

On

a si

mila

r not

e th

e no

vel a

ssoc

iatio

ns a

re v

ery

hard

to ju

dge

as th

ere

is n

o w

ay

to te

ll if

they

are

trul

y ca

usal

(a p

ro o

f the

met

hod)

or j

ust r

ando

m n

oise

(a c

on).

I thi

nk

som

e w

ork

shou

ld b

e do

ne h

ere

to a

t lea

st tr

y to

dig

into

this

furt

her –

eve

n if

pure

ly ju

st

split

ting

sam

ples

into

repl

icat

ion

and

disc

over

y sa

mpl

es a

nd lo

okin

g at

how

wel

l nov

el

asso

ciat

ions

in th

e di

scov

ery

sam

ple

repl

icat

e (r

athe

r tha

n w

et la

b w

ork)

. W

eag

ree

that

not

bein

gab

leto

tell

apar

ttru

lyca

usal

and

spur

ious

asso

ciat

ions

amon

gno

vel

asso

ciat

ions

isfr

ustra

ting.

We

belie

veho

wev

erth

atso

lvin

gth

ispr

oble

mw

ould

nece

ssar

ilyre

quire

w

etla

bex

perim

ents

.Unf

ortu

nate

ly,s

plitt

ing

sam

ples

into

repl

icat

ion

and

disc

over

yw

ould

only

say

so

met

hing

abou

tth

ero

bust

ness

ofth

est

atis

tical

asso

ciat

ion

betw

een

varia

nts

and

phen

otyp

es,n

ot

thei

rbe

ing

caus

al.A

SNP

whi

chis

stro

ngly

asso

ciat

edw

ithre

sist

ance

byLD

fore

xam

ple

coul

dbe

va

lidat

ed b

y th

is a

ppro

ach,

whe

reas

a tr

uly

caus

al S

NP

with

wea

ker a

ssoc

iatio

n co

uld

fail.

In

the

abse

nce

ofw

etla

bex

perim

ents

,we

chos

eto

(i)as

sess

how

wel

lD

BG

WA

Sw

ould

reco

ver

kn

own

dete

rmin

ants

and

(ii)d

escr

ibe

nove

lass

ocia

tions

and,

whe

npo

ssib

le,h

owlik

ely

they

wer

eto

be

truly

caus

al.

Som

eof

them

(e.g

.L6

50M

amin

o-ac

idch

ange

for

P.ae

rugi

nosa

resi

stan

ceto

le

voflo

xaci

n)ev

oke

poss

ible

resi

stan

cem

echa

nism

s.O

ther

s(s

ee(n

ew)

Tab

le1)

are

likel

yto

be

ca

used

bya

sele

ctio

nbi

asin

the

desi

gnof

the

pane

ls(o

rang

e'C

R'(

for

‘co-

resi

stan

ce’)

inth

ela

st

co

lum

n)or

LD(h

igh

r²in

dex

inth

ela

stco

lum

n).F

inal

ly,w

eal

soas

sess

edth

eab

ility

ofD

BG

WA

Sto

te

llap

artt

ruly

caus

alan

dsp

urio

usas

soci

atio

nsus

ing

sim

ulat

edda

ta,w

here

we

knew

the

true

caus

al

el

emen

ts.

The

resu

ltsw

ere

prev

ious

lypr

esen

ted

ina

sepa

rate

bioR

xiv

pre-

prin

t

(http

s://w

ww

.bio

rxiv

.org

/con

tent

/ear

ly/2

017/

03/0

3/11

3563

)an

dar

eno

win

clud

edas

anap

pend

ixto

th

is m

anus

crip

t (ne

w S

1 A

ppen

dix)

.

3.4

The

resu

lts a

re c

ompa

red

to S

EER,

but

I be

lieve

pys

eer i

s pro

babl

y a

bette

r co

mpa

riso

n fo

r spe

ed.

We

than

kth

ere

view

erfo

rpoi

ntin

gou

tpys

eer,

the

upda

ted

vers

ion

ofSE

ER.W

efu

llyre

plac

edSE

ER

bypy

seer

inth

isw

ork

(incl

udin

gth

ete

xtan

dth

ebe

nchm

arks

).A

sth

isw

asal

soa

conc

ern

of

R

evie

wer

1,w

epr

ovid

em

ore

deta

ilsin

item

1.12

onw

hat

chan

ged

inth

em

anus

crip

tan

din

the

benc

hmar

ks b

y re

plac

ing

SEER

by

pyse

er.

Node ID Allele feq Pheno0 Pheno1 Seq Length

n170 106 10/163 96/119 663

n12598 174 151/163 23/119 36

n17983 172 149/163 23/119 36

n8021 63 53/163 10/119 45

n170 n12598

n17983

n8021

����������� � ��� ����� ������� � � ��� �� ������ ����� ���� �� ��������

����� �� � ���� �� � ���� ��� ��� �� � ���� ��� ����� ����� � ���� �� ���� �

���� �� �� � ������� �� ���� � �� ���� ���� ������ ������ ���� ���� �� � ���

�������� ������� ��� �� ���� �������� ��� �������� ! �� �" ##$% &'()�� � �������� ��

��������"��� ����� �� �� ��� ���� ���� ����� ���� ������� �� �� ���� ��� ��� ��������

�������� �" ������ k − 1 �� � �������

���� ��� � ��������� ���� ����

��������� ������ �����

���� λ [1× 10−4; 0.4]

��� λ [1× 10−2; 370]

���� �(���λ [1× 10−4; 0.4]α ]0; 1[

� �� �*+ C [0.5; 40]

� � �*+C [0.5; 40]γ [0; 0.3]

���� "����m [2; 20]

���� ���� [1; 25]

�,-

allele_fq_mean

allele_fq_sd

diff_alleles

contig_homology

sign_node_effect_sd

length_neg_mean

sign_node_degree_Qu.0.05

min_q

sign_node_degree_Median

diff_length

node_degree_sd

node_degree_Qu.0.95

sig_node_ratio

sign_node_degree_sd

sign_node_degree_Qu.0.95

diff_contig

max_contig_pos

node_degree_Median

node_degree_Qu.0.05

length_neg_sum

max_contig_neg

sign_node_effect_Qu.0.95

node_effect_sd

node_effect_Qu.0.95

sign_node_effect_Qu.0.05

node_effect_Median

sign_node_effect_Median

pos_effect_ratio

length_pos_mean

length_pos_sum

sum_length

sig_node_number

node_effect_Qu.0.05

node_number

allele_fq_meanallele_fq_sddiff_allelescontig_homologysign_node_effect_sdlength_neg_meansign_node_degree_Qu.0.05min_qsign_node_degree_Mediandiff_lengthnode_degree_sdnode_degree_Qu.0.95sig_node_ratiosign_node_degree_sdsign_node_degree_Qu.0.95diff_contigmax_contig_posnode_degree_Mediannode_degree_Qu.0.05length_neg_summax_contig_negsign_node_effect_Qu.0.95node_effect_sdnode_effect_Qu.0.95sign_node_effect_Qu.0.05node_effect_Mediansign_node_effect_Medianpos_effect_ratiolength_pos_meanlength_pos_sumsum_lengthsig_node_numbernode_effect_Qu.0.05node_number

0.5

0

0.5

1

individual variables correlation for nh5_repVal