Identification of positional and functional candidate genes for meat and carcass quality in F₂ Duroc x Pietrain resource population

Abstract

Five genes, AMBP, GC, PPP1R3B, TNC and IFI6, whose candidacy for meat and carcass quality traits arises from their trait-dependent differential expression and/or trait correlated expression, were selected for analysis. Additionally, HNF1A was selected for association analysis. We were screening SNPs in F1 DuPi population by sequencing and used for genotyping. For all genes, the SNPs were genotyped in 423 animals from two pig populations including F2 Duroc x Pietrain (DuPi) (n = 313) and a commercial herd of Pietrain (Pi) (n = 110). Comparative and genetic mapping established the location of AMBP and TNC on SSC1, GC on SSC8, PPP1R3B on SSC15, IFI6 on SSC6 and HNF1A on SSC14, respectively coinciding with QTL regions for meat and carcass quality traits. Only, the polymorphism of IFI6 revealed association with drip loss, pH and also with several other measures of carcass and meat quality traits. SNP of AMBP, GC, PPP1R3B, TNC and HNF1A were associated with pH. AMBP was associated with conductivity, carcass length, backfat thickness and fat area. Polymorphism of GC was associated with fat area and carcass length. SNP of PPP1R3B was associated with meat colour, shear force and carcass length. SNP of TNC revealed association with meat colour, conductivity, muscle area and ham weight. Moreover, carcass quality traits such as meat percentage, muscle area and fat area were associated with HNF1A polymorphism. However, none of the candidate genes showed a significant association to a particular trait across all populations. This may be due to breed specific effects that are related to the differences in carcass and meat quality of these pig breeds. The mRNA and protein expression of IFI6 were up regulated in low drip loss. The expression of HNF1A was higher in low pH muscle. This study reveals statistic evidence for a link of genetic variation of the region of these loci with phenotypic variation and promotes AMBP, GC, PPP1R3B, TNC, IFI6 and HNF1A genes as functional and/or positional candidate genes for carcass and meat quality traits.

<strong>Identifizierung von positionellen und funktionellen Kandidatengenen für Fleisch- und Schlachtkörperqualitätsmerkmale in einer F₂ Duroc x Pietrain Ressource Population</strong><br /> Für die Analyse wurden fünf Gene, AMBP, GC, PPP1R3B, TNC und IFI6, ausgewählt. Die Auswahl dieser Gene erfolgte aufgrund ihrer merkmalsabhängigen unterschiedlichen Expressionsmuster und/oder ihrer Merkmals korrelierten Expression. Zusätzlich wurde für Assoziationsanalysen das Gen HNF1A ausgewählt. Eine F1 DuPi Population wurde durch Sequenzierung auf SNPs untersucht sowie genotypisiert. Für alle Gene, wurden die SNPs für 423 Tiere aus zwei Schweinepopulationen einer F2 Duroc x Pietrain (DuPi) (n = 313) und einer kommerziellen Herden von Pietrain (Pi) (n = 110) genotypisiert. Durch vergleichende und genetische Kartierung konnten die Positionen von AMBP und TNC auf SSC1, GC auf SSC8, PPP1R3B auf SSC15, IFI6 auf SSC6 und HNF1A auf SSC14 lokalisiert werden. In diesen Regionen konnten ebenfalls QTL für Fleisch- und Schlachtkörperqualitätsmerkmale beobachtet werden. Nur der Polymorphismus im IFI6 zeigte Assoziation mit den Merkmalen Tropfsaftverlust, pH-Wert sowie einigen anderen Schlachtkörper-und Fleischqualitätsmerkmalen. Die SNPs in den Genen AMBP, GC, PPP1R3B, TNC und HNF1A konnten mit dem Merkmal pH-Wert assoziiert werden. AMBP konnte mit den Merkmalen Leitfähigkeit, Schlachtkörperlänge, Rückenspeckdicke und Fettfläche assoziiert werden. Der Polymorphismus im GC zeigte Assoziationen mit der Fettfläche und der Schlachtkörperlänge. Die SNP von PPP1R3B zeigten eine Assoziation mit der Fleischfarbe, Scherkraft und der Schlachtkörperlänge. Bei den SNP von TNC hingegen konnte eine Assoziation mit der Fleischfarbe, der Leitfähigkeit, mit der Fleischfläche und dem Schinkengewicht festgestellt werden. Darüber hinaus konnten die Fleischqualitätsmerkmale wie Fleischanteil, Fleisch- und Fettfläche mit den Polymorphismen des HNF1A assoziiert werden. Jedoch zeigte keines der Kandidatengene eine signifikante Assoziation zu einem bestimmten Merkmal in beiden Schweinepopulationen. Der Grund dafür liegt wahrscheinlich in den Rasse- spezifischen Effekten die in Verbindung mit den Unterschieden in Schlachtkörper- und Fleischqualität dieser Schweinerassen steht. Die Expressionsanalyse der mRNA sowie der Proteine des Gens IF16 erbrachten eine runter Regulierung in Proben mit niedrigem Tropfsaftverlust. HNF1A hingegen war höher in Muskel mit niedrigem pH-Wert exprimiert. Durch statistische Untersuchungen zeigte diese Studie eine Verbindung der genetischen Variation in diesen Loci zu phänotypischen Variationen. Diese sechs Gene, AMBP, GC, PPP1R3B, TNC, IFI6 and HNF1A, können somit als funktionelle und/oder positionelle Kandidatengene für Schlachtkörper- und Fleischqualitätsmerkmale angesehen werden.