Prospecção de regiões pleiotrópicas para características complexas relevantes ao melhoramento bovino a partir de GWAS bi-característica
| Ano de defesa: | 2019 |
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Universidade Federal de São Carlos
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Programa de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv
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Resumo: | The demand for sustainable beef production systems drives the development of new tools that aim to reduce the production costs and to avoid losses in meat quality. The objective of this study was to identify possible interactions among meat quality, calcium (Ca2+) content and feed efficiency, as well as to investigate which biological mechanisms underlie Nelore's complex traits modulation. For this, we estimated heritability, genetic correlations, and bivariate Genome Wide Association Study (GWAS). Our results indicated that the efficient animal's selection (low RFI) may not necessarily generate animals with less subcutaneous fat deposition, but may increase intramuscular fat (IMF). We identified a region located on chromosome 20, close to the genes CD180 and MAST4, both related to the regulation of lipid metabolism. IMF showed no correlation with other fat deposits in our data, indicating this trait could be selected independently from the others for breeding purposes. In the second chapter, we analyzed the influence of Ca2+ on meat tenderness measured at 14 days after slaughter (WSF14), and we estimated a negative correlation between these traits, which evidences a low shear force indices (tender beef) are associated with high Ca2+ content index. These associations may be the effect of calcium-dependent proteases on meat tenderness. From an integrative Transcriptome-wide association study (TWAS) approach, combining bivariate GWAS and cis-eQTL (SMR), we identified two candidate genes (DAP3 and ALKBH3) regulators of apoptosis, essential for the muscle-to-meat conversion process. Thus, the approaches allowed to estimate the association of complex phenotypes relevant to bovine breeding, as well as to indicate new candidate genes and metabolic pathways, decomposing part of the additive variance of these traits, contributing toward new strategies on genomic selection. |
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The objective of this study was to identify possible interactions among meat quality, calcium (Ca2+) content and feed efficiency, as well as to investigate which biological mechanisms underlie Nelore's complex traits modulation. For this, we estimated heritability, genetic correlations, and bivariate Genome Wide Association Study (GWAS). Our results indicated that the efficient animal's selection (low RFI) may not necessarily generate animals with less subcutaneous fat deposition, but may increase intramuscular fat (IMF). We identified a region located on chromosome 20, close to the genes CD180 and MAST4, both related to the regulation of lipid metabolism. IMF showed no correlation with other fat deposits in our data, indicating this trait could be selected independently from the others for breeding purposes. In the second chapter, we analyzed the influence of Ca2+ on meat tenderness measured at 14 days after slaughter (WSF14), and we estimated a negative correlation between these traits, which evidences a low shear force indices (tender beef) are associated with high Ca2+ content index. These associations may be the effect of calcium-dependent proteases on meat tenderness. From an integrative Transcriptome-wide association study (TWAS) approach, combining bivariate GWAS and cis-eQTL (SMR), we identified two candidate genes (DAP3 and ALKBH3) regulators of apoptosis, essential for the muscle-to-meat conversion process. Thus, the approaches allowed to estimate the association of complex phenotypes relevant to bovine breeding, as well as to indicate new candidate genes and metabolic pathways, decomposing part of the additive variance of these traits, contributing toward new strategies on genomic selection.A demanda por sistemas de produção de carne bovina sustentável direciona o desenvolvimento de novas ferramentas que visem reduzir os custos de produção e evitar perdas na qualidade da carne. O objetivo do presente estudo foi identificar possíveis interações entre qualidade de carne, conteúdo de Cálcio (Ca2+) e eficiência alimentar, bem como investigar quais mecanismos biológicos estão subjacentes à modulação conjunta destes fenótipos em animais da raça Nelore. Para tanto, estimamos herdabilidade, correlações genéticas e GWAS Bi-característica. Nossos resultados indicaram que a seleção de animais eficientes (baixo CAR) não necessariamente deve gerar animais com menos deposição de gordura subcutânea, dada a ausência de correlação, podendo, entretanto aumentar a gordura intramuscular (GIM). Identificamos uma região localizada no cromossomo 20, próximos aos genes CD180 e MAST4, ambos relacionados à regulação do metabolismo lipídico. O GIM não apresentou correlação com outros depósitos de gordura em nossos dados, indicando que poderia ser selecionado separadamente dos demais para fins de melhoramento. Adicionalmente no segundo capítulo, analisamos a influência do Ca2+ na maciez da carne medida 14 dias após o abate (FC14), tendo estimado correlação negativa entre estes fenótipos, indicando que baixos índices de força de cisalhamento (mais macio) estão associados a altos índices de conteúdo de Ca2+. Essas associações podem ser causadas pelo efeito das proteases dependentes de cálcio na maciez da carne. A partir de uma abordagem integrativa (Transcriptome-wide association study – TWAS), combinando GWAS bivariado e cis-eQTL, utilizando o método Summary Mendelian Randomization (SMR), identificamos dois novos genes candidatos (DAP3 e ALKBH3), reguladores da apoptose, essenciais para o processo de conversão de músculo em carne. Assim, as abordagens possibilitaram estimar a associação de fenótipos complexos relevantes ao melhoramento bovino, bem como indicar novos genes candidatos e vias metabólicas, decompondo parte da variância aditiva dessas características, contribuindo para o direcionamento de novas estratégias de seleção genômica.Não recebi financiamentoengUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMelhoramento bovinoQualidade de carneGwas bivariateCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICACIENCIAS AGRARIAS::ZOOTECNIA::GENETICA E MELHORAMENTO DOS ANIMAIS DOMESTICOSProspecção de regiões pleiotrópicas para características complexas relevantes ao melhoramento bovino a partir de GWAS bi-característicaProspecting pleiotropic regions for complex traits relevant to cattle breeding from bivariate GWASinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis600600d01ccf4a-eded-40d0-baa1-67970b99caebreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTESE_Buss_CE.pdfTESE_Buss_CE.pdfTese Buss CEapplication/pdf3088196https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/7fe76388-47a2-4759-a0a4-28cc86cb6e68/downloade0f727449622220e6016a7e2416526f5MD51trueAnonymousREAD2022-12-15carta_orientador_cbuss.pdfcarta_orientador_cbuss.pdfCarta comprovante assinada pela orientadora.application/pdf259374https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a83691df-362c-4d92-977c-aa8517af2d28/download4947d122d40f9c6902d187b42b943dd4MD53falseAnonymousREAD2022-12-15CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/f6d826b3-0ca4-4b29-b271-e82b465b630b/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD54falseAnonymousREAD2022-12-15TEXTTESE_Buss_CE.pdf.txtTESE_Buss_CE.pdf.txtExtracted texttext/plain153066https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/df2746b8-c0ac-425b-9a71-77da9c394d38/download96120066da3327cc9c700bd2ccaf7c57MD59falseAnonymousREAD2022-12-15carta_orientador_cbuss.pdf.txtcarta_orientador_cbuss.pdf.txtExtracted texttext/plain1345https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/f1f7ff1f-405b-4a48-b33f-f1ab00aab0df/downloadf93e67eb79c2c04c5817811103b94408MD511falseAnonymousREAD2022-12-15THUMBNAILTESE_Buss_CE.pdf.jpgTESE_Buss_CE.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7214https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/12d5c697-16a0-427b-9c66-fe9e96868927/downloadb208f009f68b6e7cc03aff7e49d661d9MD510falseAnonymousREAD2022-12-15carta_orientador_cbuss.pdf.jpgcarta_orientador_cbuss.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg14437https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/862067d5-0a41-439c-a94d-96dd23bfab0d/downloadb620a657ddef5571a8f2c4d663d80bdaMD512falseAnonymousREAD2022-12-1520.500.14289/129512025-02-05 19:26:24.53http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/12951https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T22:26:24Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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