Identification of expression quantitative trait loci (eQTL) and candidate genes associated with water holding capacity in porcine meat

Abstract

Consumer assessment of meat quality is defined by the characteristics of sensory experience such as juiciness, muscle pH, water-holding capacity and colour. Water-holding capacity in terms of drip loss has a genetic as well as environmental component with low to medium heritability. The number of genes involved in the development of drip loss is unknown. The aim of this study was to identify the candidate genes and their transcriptional regulation responsible for the drip loss in pig meat. <br /> Twenty genes were selected for the candidate gene analysis and for their eQTL study. For the expression of genes quantitative real-time PCR and GenomeLab GeXP multi-plex were used in 300 DUPI animals. Multiple housekeeping genes were used for the accurate gene expression normalization. Analysis revealed expression of peroxisome proliferator activated receptor gamma, coactivator 1 alpha (PPARGC1) and alpha 1 microglobulin/bikunin (AMBP) genes were differentially regulated in animals with higher drip loss compared to lower drip loss. Moreover, expression of other genes showed significant association with different meat quality parameters. eQTL analysis showed that these genes are trans-regulated in DUPI population. By using different QTL models, on SSC2 vicinity of marker S0141 was detected as the most promising chromosomal region for drip loss supported by the literature as well. Ovelapping of detected eQTL with QTL in DUPI population and other pig populations showed promising chromosomal regions for further fine mapping and association studies.

<strong>Identifizierung von expressions quantitativ trait Loci (eQTL) und Kandidatengenen für das Wasserhaltevermögen im Schweinefleisch<br /></strong>Die Beurteilung von Fleischqualität durch den Konsumenten ist definiert durch sensorische Merkmale, wie Saftigkeit, Muskel pH, Wasserhaltevermögen und Farbe. Das Wasserhaltevermögen in Bezug auf den Tropfsaftverlust hat sowohl eine genetische als auch eine ökologische Komponente mit geringer bis mittlerer Heritabilität. Die Anzahl der Gene die an dem Merkmal Tropfsaftverlust beteiligt sind, sind bislang noch unbekannt. Das Ziel dieser Studie war es, geeignete Kandidatengene, die für den Tropfsaftverlust im Schweinefleisch verantwortlich sind, zu identifizieren. <br /> Für die Kandidatengenanalyse und ihre eQTL Positionen wurden zwanzig Gene selektiert. Zur Erstellung der Expressionsprofile von 300 DUPI Tieren wurde einerseits eine quantitative Real-Time PCR verwendet, sowie das GenomeLab GeXP Multiplex Verfahren. Zur Normalisierung der Expression wurden mehrere Referenz Gene eingesetzt. Die Analyse zeigte das die Gene Peroxisome proliferator activated receptor gamma, coactivator 1 alpha (PPARGC1) und Alpha 1 microglobulin/bikunin (AMBP) in Vergleich zwischen hohem und niedrigem Tropfsaftverlust unterschiedlich exprimierten. Darüber, hinaus zeigte die Expression weiterer Gene signifikante Assoziationen mit verschiedenen Parametern der Fleischqualität. Die Analyse der eQTL erbrachte das diese Gene in der DUPI Population trans-reguliert waren. Durch die Verwendung verschiedener QTL Modelle wurde auf SSC2 in der Nähe des Markers S0141 eine vielversprechende chromosomale Region für Tropfsaftverlust entdeckt, dies konnte durch Fachliteratur bestätigt werden. Durch die Übereinstimmung entdeckter eQTL mit QTL in der DUPI Population und in anderen Schweine Populationen konnten weitere vielversprechende chromosomale Regionen für zukünftige Feinkartierungen und Assoziationsstudien a werden.