Descoberta de SNP e estudo de associação para características de crescimento, gordura e qualidade da carne em porcos mestiços ibéricos

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 16361 (2022) Citar este artigo

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O porco ibérico e seus cruzamentos são produzidos para obter produtos cárneos de alta qualidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar um amplo painel de marcadores de DNA, selecionados por critérios biológicos e funcionais, para associação com características relacionadas ao crescimento muscular, gordura, qualidade da carne e metabolismo. Utilizámos 18 porcos ibéricos mestiços com padrões de crescimento pós-natal divergentes para sequenciação do genoma completo e descoberta de SNP, com mais de 13 milhões de variantes a serem detetadas. Selecionamos 1023 SNPs missense localizados em genes anotados e mostrando diferentes frequências alélicas entre porcos com padrões de crescimento significativamente diferentes. Complementamos este painel com 192 SNPs candidatos obtidos da mineração da literatura e de dados de RNAseq muscular. Os marcadores selecionados foram genotipados em 480 porcos Ibéricos × Duroc de uma população comercial, na qual foram obtidos fenótipos, e um estudo de associação foi realizado para os 1005 SNPs genotipados com sucesso mostrando segregação. Os resultados confirmaram os efeitos de vários SNPs conhecidos em genes candidatos (como LEPR, ACACA, FTO, LIPE ou SCD na gordura, crescimento e composição de ácidos graxos) e também revelaram efeitos interessantes de novos SNPs em genes menos conhecidos, como LRIG3, DENND1B , SOWAHB, EPHX1 ou NFE2L2 afetando o peso corporal, ganho médio diário e adiposidade em diferentes idades, ou KRT10, NLE1, KCNH2 ou AHNAK afetando a gordura e a composição de FA. Os resultados fornecem uma base valiosa para a implementação futura de estratégias de seleção assistida por marcadores em suínos e contribuem para uma melhor compreensão da arquitetura genética de características relevantes.

O porco ibérico é uma raça gorda autóctone caracterizada por um elevado potencial adipogénico, elevado apetite e excelente qualidade da carne. Essas características são consequência de sua genética e do tradicional sistema de produção extensivo, ambos contribuindo para a deposição de gordura subcutânea e intramuscular com alto teor de ácido oleico e antioxidantes1,2. O porco mestiço Ibérico × Duroc é o principal genótipo utilizado para produzir produtos de carne ibérica em sistemas de produção intensivos, embora a sua qualidade sensorial da carne seja considerada inferior à do porco ibérico puro3,4,5. Além disso, os porcos mestiços ibéricos são caracterizados por características de desenvolvimento, produtivas e de qualidade6 muito heterogéneas, com grande potencial para identificar os genes subjacentes. O conhecimento da base genética molecular de características relevantes ajudaria no projeto de programas de seleção assistida por marcadores.

Diferentes estudos de genes candidatos têm sido realizados em populações de porcos ibéricos, principalmente em animais de raça pura ou cruzamentos experimentais e com abordagens estruturais de baixa escala, a fim de aprofundar a arquitetura genética de características produtivas. Genes e mutações relevantes foram identificados até agora com essa abordagem, principalmente aqueles detectados nas populações experimentais do IBMAP, como LEPR7,8, ELOVL69 ou ACSL410,11. Recentemente, Fernandez-Barroso et al.12 encontraram associações significativas de mutações em PRKAG3, CAPN1 e vários outros genes em características de qualidade da carne em animais ibéricos puros. Além disso, estudos genéticos funcionais foram realizados em porcos ibéricos que forneceram informações sobre genes candidatos funcionais e vias potencialmente envolvidas na variação fenotípica5,13,14,15. Por outro lado, o uso de matrizes de SNP de alta densidade comercialmente disponíveis para estudos de associação genômica ampla (GWAS) fornece uma abordagem sistemática e poderosa para aprofundar a base genética de características complexas. Esta abordagem levou à identificação de muitas regiões genômicas interessantes e genes candidatos em diferentes populações e raças, incluindo o Ibérico16,17,18,19,20,21,22. No entanto, a aplicabilidade de matrizes SNP comerciais é limitada porque identificam apenas uma fração da variação genética. Isso se deve ao fato de terem sido elaborados a partir de SNPs detectados em algumas raças cosmopolitas, resultando em informatividade e poder limitados, principalmente para a análise de raças locais22,23. Em contraste, o sequenciamento de todo o genoma (WGS) pode potencialmente detectar todas as variantes genéticas, incluindo as causais24 e pode permitir o design de painéis SNP personalizados e altamente informativos, úteis para descobrir a base genética de características relevantes em raças locais. Tais avanços tornam possível o melhoramento genético para características produtivas e de qualidade relevantes em raças suínas não cosmopolitas.