Deciphering the genetic architecture of prolificacy related traits in an experimental Iberian x Meishan F2 intercross

Resumen

Els caràcters reproductius són de gran interès en la indústria porcina per tal de millorar l’eficiència productiva. En estudis previs, utilitzant un creuament experimental F2 entre les races Ibèric (Ib) i Meishan (Me) es van identificar varis QTL afectant varis caràcters reproductius (Noguera et al., 2009, Fernandez-Rodriguez et al., 2010, Rodriguez et al., 2005). En particular, es van identificar 2 QTL amb efecte al nombre de garrins nascuts vius (NV) i al nombre total de garrins nascuts (NT) localitzats en els cromosomes porcins 13 (SSC13) i SSC17 (Noguera et al., 2009). Per tal de poder identificar els gens responsables dels QTL en el SSC13, es van analitzar quatre gens candidats (ITIH1, ITIH3, ITIH4 and MUC4). La caracterització del clúster de gens ITIH va permetre identificar que aquests tenen un efecte sobre el NV però que és independent dels QTL associats a la mida de la ventrada. Els anàlisis del gen MUC4, que es troba localitzat dins l’interval de confiança del QTL en el SSC13, van determinar una associació significativa entre un SNP dins d’aquest gen i els caràcters NV i NT, tot i que l’efecte era superior pel NV. A més, l’expressió del gen MUC4 en l’úter és dues vegades superior en truges d’alta prolificitat. Per tal de millorar el nostre coneixement envers l’arquitectura genètica dels caràcters relacionats amb la prolificitat, es va analitzar el transcriptoma a nivell d’expressió gènica en úter així com també els nivells d’expressió de miRNAs tant en úter com en ovari. Aquests estudis es van realitzar utilitzant truges F2 IbxMe que presentaven fenotips extrems pels nivells de prolificitat definits com el nombre d’embrions (NE) units a l’úter a dia 30-32 de la gestació. En l’úter de les truges d’alta prolificitat es van identificar 101 gens (upregulated) implicats en la resposta inflamatòria enfront als estímuls i en el desenvolupament del teixit muscular. Per altra banda, 196 gens (downregulated) es van relacionar amb el desenvolupament del teixit muscular, l'organització d’unió cel·lular, en processos d’adhesió, en la regulació biològica, en processos del sistema muscular i circulatori i en el transport. L’estudi del microRNAoma va identificar els miR-125b-5p, miR-200C-3p, miR-23b-3p, miR-23-3p i miR-99-5p com els més abundants en l'úter de les truges gestants, mentre que l'expressió de miR-139- 5p, miR-150-5p, miR-27-3p i miR-20-5P es van associar amb els nivells de prolificitat. Entre tots els possibles gens diana per als miRNAs relacionats amb la prolificitat, es troben 32 gens localitzats dins l’interval de confiança per als QTL de prolificitat i, per tant, es van proposar com a bons gens candidats per a ser estudiats. Entre aquests, es troba el gen MUC4 que és de gran interès per a ser el responsable del QTL en el SSC13 ja que reuneix varis criteris; es localitza dins l’interval de confiança del QTL en el SSC13, té un efecte sobre la mida de la ventrada, el seu nivell d’expressió es relaciona amb els nivells de prolificitat i pot ser regulat pel miR-150-5p, que també es va trobar diferencialment expressat en relació amb els nivells de prolificitat. D’altra banda, en ovari, els miR-146a-5p i miR-142-3p, involucrats en processos del sistema immunològic i en la homeòstasis cel·lular, estan diferencialment expressats en relació amb els nivells de prolificitat. Quatre gens diana per aquests miRNAs (LRRK1, CCL8, CPEB2 and BAT1) es troben dins l’interval de confiança per als QTL amb efecte per la prolificitat, fet que fa que siguin bons candidats a ser estudiats. Finalment, es va dissenyar un nou mètode RT-qPCR molt específic, sensible i precís per tal de mesurar els nivell d’expressió dels miRNAs mitjançant l’ús d’encebadors d’ADN.