Integration von Expressions- und genomweiten Assoziations-Analysen in Kreuzungspopulationen kommerzieller Rassen zur Kartierung von QTL Regionen mit verbesserter Auflösung und funktionelle Analyse von Kandidatengenen für Wasserbindungsvermögen (DRIP II)

Das Ziel dieses Projektes war die Identifizierung und Validierung von QTL und Kandidatengenen für das Merkmal Wasserhaltekapazität von Schweinefleisch in einer Duroc x Pietrain Ressourcen Population. Die Wasserhaltekapazität wurde definiert durch den Tropfsaftverlust und pH-Wert im Schweinefleisch. In diesem Projekt wurden 169 F2 DuPi Tiere mit dem SNP60 BeadChip von Illumina genotypisiert. Die genomweiten Assoziationsanalyse ergab 9 QTL für Tropfsaftverlust. In einem zweiten Ansatz wurde RNA aus 100 F2 DuPi Tieren isoliert und ein globales Genexpressionsprofil wurde mit dem Schweine-Genom-Array von Affymetrix erstellt. Eine Korrelationsanalyse zwischen den unterschiedlichen Genexpressionen und dem Tropfsaftverlust ergab 1228 Transkripte (p <0,05). Von diesen waren 822 Transkripte positiv und 406 negativ mit Tropfsaftverlust korreliert. Eine Gene Set enrichment Analyse zeigte einen Zusammenhang zu Signalwegen des glykolytischen Metabolismus und der Muskelzusammensetzung. In einem letzten Schritt wurde ein Expressions-QTL (eQTL) Analyse durchgeführt.

Für 267 Transkripte konnten mit der eQTL Analyse insgesamt 1541 signifikante (p <0,0001) Zusammenhänge identifiziert werden. 8-Transkripte waren cis-reguliert. Das Gen Aalpha-1-Mikroglobulin (AMBP) wurde als vielversprechendes Kandidatengen bereits in einem früheren Projekt identifiziert und validiert. Aufgrund einer höheren Markerdichte kann nun von dem Transkript dieses Gens eine cis-Regulation angenommen werden, was bisher noch nicht berichtet wurde. In funktionellen Genanalysen wurden die Gene Myostatin (MSTN), myogener Faktor 6 (MYF6), SRY (Geschlecht bestimmende Region Y) -Box 6 (Sox6), NEL-like 1 (NELL1) und Tribbles Homolog 3 (TRIB3) weiter auf mögliche Einflüsse durch epigenetischen Mechanismus, miRNA-Targeting und Validierung der Verbindung mit Fleischqualitätsmerkmale hin untersucht. Es war möglich zu zeigen, dass MSTN durch epigenetische Effekte beeinflusst wird. MYF6 zeigte weitere Assoziationen mit Fleischqualitätsmerkmalen. Die Gene SOX6, TRIB3 und NELL1 sollen in Zukunft weiter untersucht werden. Erste Ergebnisse zeigten funktionelle Mutationen in Exon-Regionen, die zu funktionellen Aminosäure-Veränderungen führen. Die Ergebnisse dieses Projektes geben einen wichtigen Überblick über die komplexe genetische Architektur der Wasserhaltekapazität und bestätigen die Rolle einiger Kandidatengene. Weitere Funktionsanalysen und die Anwendung neuer Technologien wie Next Generation Sequencing sind, um die ursächlichen Mutationen und ihre zugrunde liegenden Auswirkungen auf die Expression von quantitativen Merkmalen wie Tropfsaftverlust zu identifizieren, notwendig.