Genome-wide association study for intramuscular fatty acid composition in divergently selected rabbit lines

Abstract

[EN] Intramuscular fat (IMF) content and composition are key traits determining meat quality. A divergent selection experiment for IMF content in Longissimus thoracis et lumborum muscle was carried out during nine generations in rabbits. Data from the ninth generation of selection were analysed in order to evaluate the responses to selection and examine the genetic background of IMF composition.

The high heritability and variability of IMF allowed its improvement through selection in rabbits. The direct response to selection for IMF was 0.51g/100g of muscle, representing 3.3 phenotypic standard deviations. Selection for IMF content generated also a correlated response on the intramuscular fatty acid composition. The correlated response to selection was positive for saturated (SFA) and monounsaturated (MUFA) fatty acids percentages, 1.71% and 3.24 %, respectively, with greater values in the high-IMF line. In contrast, it was negative for polyunsaturated fatty acids (PUFA) percentage (-4.96%), with greater values for low-IMF line. Most individual SFA were higher in high-IMF line except heptadecanoic (C17:0) and stearic (C18:0) acids. Whereas, most individual PUFA were higher in low-IMF line except ¿-linolenic acid (C18:3n3). Thus, selection for IMF content has important effects on its fatty acid composition.

Association analyses were carried out on the same divergently selected rabbit lines. The aim was to identify genomic regions associated with the IMF composition and identify putative candidate genes. Our study highlighted the polygenic nature of IMF composition. An important genomic region at 34.0-37.9 Mb on OCU1 was associated with C14:0, C16:0, SFA, and C18:2n6, explaining 3.54%, 11.20%, 11.32%, and 3.18% of the genomic variance, respectively. Besides, a genomic region at 149.0-149.9 Mb on OCU3 was associated with almost all the traits (C14:0, C16:0, C18:0, C18:1, C18:2n6, C20:4n6, SFA, MUFA, PUFA, and PUFA/SFA). Another relevant genomic region was found to be associated at 46.0-48.9 Mb on OCU18, explaining up to 8% of the genomic variance of the ratio MUFA/SFA. Many genomic regions were found to be associated with the intramuscular fatty acid composition, harbouring several genes related to lipid metabolism such as SCD, PLIN2, and ERLIN1. The main genomic regions associated with the fatty acids were not previously detected for IMF content in rabbits. MTMR2 is the only gene that was associated with both the IMF content and its composition. Our study underlined the polygenic nature of IMF in rabbits and identified several candidate genes.

[ES] El contenido y la composición de la grasa intramuscular (IMF) afectan a la calidad de la carne. Un experimento de selección divergente para el contenido de IMF en el músculo Longissimus thoracis et lumborum se llevó a cabo durante nueve generaciones en conejos. Se analizaron los datos de la novena generación de selección para evaluar las respuestas a la selección por el IMF y examinar la estructura genética de su composición.

La elevada heredabilidad de la IMF y su relativamente elevada variabilidad han permitido su mejora mediante la selección en conejos. La respuesta directa a la selección por el IMF fue de 0.51 g/100 g de músculo, lo que representa 3.3 desviación estándar fenotípica. La selección por el contenido de IMF dio lugar también a una respuesta correlacionada en la composición de ácidos grasos. La respuesta correlacionada a la selección fue positiva para los porcentajes de ácidos grasos saturados (SFA) y monoinsaturados (MUFA), 1.71% y 3.24%, respectivamente, con valores mayores en la línea de alta IMF. Por el contrario, la respuesta correlacionada fue negativa para el porcentaje de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) (-4.96%), con mayores valores en la línea de baja IMF. La mayoría de los SFA individuales fueron más altos en la línea de alta IMF, excepto los ácidos heptadecanoico (C17:0) y esteárico (C18:0). Mientras que la mayoría de los PUFA individuales fueron más altos en la línea de baja IMF excepto el ácido ¿-linolénico (C18:3n3). Por lo tanto, la selección por contenido del IMF tiene efectos importantes en su composición de ácidos grasos.

Los análisis de asociación se llevaron a cabo en las mismas líneas de conejo seleccionadas de forma divergente. El objetivo era identificar las regiones genómicas asociadas a la composición del IMF e identificar los posibles genes candidatos. Nuestro estudio ha mostrado la naturaleza poligénica de la composición del IMF. Una región genómica importante en 34.0-37.9 Mb en OCU1 se asoció con C14:0, C16:0, SFA, y C18:2n6, explicando 3.54%, 11.20%, 11.32%, y 3.18% de la varianza genómica, respectivamente. Además, la región genómica en 149.0-149.9 Mb en OCU3 se asoció con casi todos los caracteres (C14:0, C16:0, C18:0, C18:1, C18:2n6, C20:4n6, SFA, MUFA, PUFA, y PUFA/SFA). Se encontró que otra región genómica relevante en 46.0-48.9 Mb estaba asociada en el OCU18, explicando hasta el 8% de la varianza genómica del ratio MUFA/SFA. Las regiones asociadas revelaron varios genes relacionados con el metabolismo de los lípidos, como SCD, PLIN2, ERLIN1¿ Las principales regiones genómicas asociadas a los ácidos grasos no se habían detectado anteriormente para el contenido de IMF en conejos. MTMR2 es el único gen asociado con el contenido de IMF y su composición. Nuestro estudio destacó la naturaleza poligénica del IMF en conejos e identificó varios genes candidatos.