Aplicación de métodos de secuenciación paralela masiva y genómica al estudio de variantes génicas que regulancrecimiento, conformación y calidad de carne en cerdo

Resumen

El presente trabajo de tesis doctoral se basa en la gran cantidad recursos, datos y resultados de detección de QTL, genes candidato y expresión génica diferencial llevados a cabo en la población experimental Ibérico x Landrace (IBMAP) y posteriores generaciones. El objetivo del presente trabajo ha sido explorar diferentes aproximaciones basadas en el estudio masivo del genoma porcino para profundizar en el conocimiento de la base genética de caracteres productivos relacionados con crecimiento, deposición grasa y rendimiento de piezas nobles en tres retrocruces experimentales F1 (Ibérico x Landrace) x Landrace, F1 (Ibérico x Duroc) x Duroc y F1 (Ibérico x Pietrain) x Pietrain. Para abordar este objetivo se han planteado tres aproximaciones que han dado lugar a tres estudios. El objetivo del primer estudio fue la identificación de SNPs mediante secuenciación del ARN de hígado e hipotálamo, RNA-Seq, en el retrocruce Ibérico x Landrace. A partir un diseño experimental basado en la comparación de grupos extremos para crecimiento y deposición grasa, identificándose más de 90.000 SNPs, de los cuales 4.396 SNPs en hipotálamo y 1.862 en hígado estarían potencialmente relacionados con la variabilidad de los caracteres, proporcionando una relevante base de datos de mutaciones candidatas. Además, se identificaron fenómenos de edición de ARN, mostrando que este no es un fenómeno despreciable, que puede ser responsable de la variabilidad de caracteres de interés, además de afectar la tasa de falsos negativos al validar polimorfismos. El objetivo del segundo estudio fue descifrar cómo funciona la regulación de la expresión de genes relacionados con caracteres productivos mediante genética genómica. Para ello, se hizo un análisis de asociación de genomas completos, utilizando información de genotipado masivo y datos preseleccionados de expresión génica de músculo Longissimus dorsi en los animales del retrocruce Ibérico x Landrace (eGWAS). Los resultados obtenidos han permitido poner de manifiesto la complejidad de la regulación génica, identificando más de 60 eQTL, de los cuales seis solapan con QTL identificados en estudios previos en el mismo material. A partir de estos resultados y enfocado a los QTL solapantes se identificaron genes y mutaciones candidatas relevantes, explotando la información de identificación de SNPs del primer trabajo. Entre los genes propuestos destaca ALDBSSCG0000001928 que corresponde a un ARN largo no codificante (ARNlnc), elementos clave en la regulación génica. El objetivo del último de los estudios fue validar regiones QTL para caracteres productivos en tres fondos genéticos distintos basados en cerdo Ibérico, retrocruces Ibérico x Landrace, Ibérico x Duroc e Ibérico x Pietrain. Para ello, se realizaron GWAS en cada uno de los retrocruces y en el conjunto del material. Estos análisis han permitido identificar 22 regiones QTL comunes, incrementando probablemente el éxito en la identificación de QTNs. Además, los resultados ponen de manifiesto la relevancia de los QTL retrocruce-específicos, 58, que muestran efectos concordantes con los fondos genéticos analizados. Además, a partir de estos resultados e integrando resultados de expresión génica diferencial y de identificación de SNPs del primer trabajo, se identificaron genes y mutaciones candidatas relevantes. La combinación de este estudio con el anterior, permite destacar 18 regiones QTL asociadas a caracteres relacionados con deposición grasa y rendimiento de piezas nobles y a diferencias de expresión génica, identificadas de manera independiente en cada una de las aproximaciones, potenciando su valor. Finalmente resaltar que los estudios realizados bajo esta tesis doctoral han generado gran cantidad de información y resultados que serán útiles en estudios futuros sobre este y otro material animal, además de justificar el planteamiento de estudios más específicos enfocados al análisis de los genes y mutaciones candidatas propuestas.