Studium vybraných kandidátních genů a jejich asociací se složkami kančího pachu v tuku prasat

Bc. Lucie Zemanová

Diplomová práce

Study of selected candidate genes and their asociations with boar taint compounds in porcine adipose tissue

Anotace:

Kančí pach je nepříjemný zápach vepřového masa získaného z nekastrovaných kanců,způsobený akumulací androstenonu, skatolu a indolu v tuku. Genetická podmíněnost hladinykančího pachu byla prokázána v četných studiích, jak při studiu kandidátních genů, takcelogenomovými přístupy (mapování QTL, celogenomová asociační analýza, RNAsekvenování). Z provedených analýz je evidentní, že za kančí pach je zodpovědný větší početgenů.Tato práce je zaměřena na studium polymorfismu vybraných kandidátních genů(CYP1A2, CYP1A1, CYP7A1 a CYP2A19) a jejich asociací s hladinami androstenonu, skatolua indolu v experimentální populaci (ČBUxČL)xČBO. Geny a jejich polymorfismus bylystudovány pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR). Pro jednotlivé geny byly navrženyprimery a získané amplikony byly komparativně sekvenovány.U CYP1A2 genu byl pozorován větší počet jednonukleotidových polymorfismů (SNP)a proto u tohoto genu bylo studováno všech šest kódujících exonů a části přilehlých intronů.Celkem bylo v genu CYP1A2 nalezeno 42 SNP. V exonu 2 bylo identifikováno 12 SNP a vexonu 5 šest SNP. Z těchto exonových SNP šest způsobovalo záměnu aminokyseliny, a z nichbyly dvě záměny nekonzervativní. Polymorfismy v exonu 2 a 5 v experimentální populacibyly identifikovány sekvenováním amplikonů při použití jednoho primeru pro každýamplikon. Tyto testované polymorfismy byly přítomné ve formě dvou komplexníchhaplotypů H1 a H2 (zahrnují i SNP v intronech), vytvářejících 3 genotypy, které byly využitypro hodnocení asociací s hladinami androstenonu, skatolu a indolu. Ve studovanéexperimentální populaci jsme nezjistili statisticky významné rozdíly mezi jednotlivýmigenotypy. To znamená, že studované polymorfismy v CYP1A2 genu neovlivňují komponentykančího pachu. Ve studovaných fragmentech dalších studovaných genů nebyly zjištěnyvýznamnější SNP.V CYP1A1, v exonu 2, byly identifikovány 3 synonymní SNP. V genu CYP7A1,v exonu 6, byly nalezeny 3 SNP (2 synonymní, 1 způsobující konzervativní substituci), av intronu 6 byly pozorovány 2 SNP. V amplikonu genu CYP2A19 byl identifikován jedenSNP v intronu 1. Polymorfismy zjištěné v těchto třech genech považujeme za nevýznamné aod jejich dalšího studia bylo upuštěno.Závěrem lze konstatovat, že studované polymorfismy v genech CYP1A2, CYP1A1,CYP7A1 a CYP2A19 v naší experimentální populaci neovlivňují hladiny androstenonu,skatolu a indolu.

Abstract:

Boar taint is an unpleasant odor of pork meat obtained from uncastrated boars causedby the accumulation of androstenone, skatole and indole in fat. The genetic conditionality ofboar taint has been demonstrated in numerous studies, both by candidate gene andwholegenome approaches (QTL mapping, wholegenome association analysis, RNAsequencing). From the analyses performed it is clear that a greater number of genes isresponsible for the boar taint.This thesis is focused on the study of polymorphisms of selected candidate genes(CYP1A2, CYP1A1, CYP7A1 and CYP2A19) and their associations with levels ofandrostenone, skatole and indole in the experimental population of CLWx (CLWxCL) (CLW– Czech Large White, CL – Czech Landrace). Genes and their polymorphism were studied bypolymerase chain reaction (PCR). Primers were designed for the individual genes, and theobtained amplicons were comparatively sequenced.For the CYP1A2 gene, numerous single nucleotide polymorphisms (SNPs) wereobserved, and therefore all six coding exons and parts of flanking introns were studied in thisgene. In total, 42 SNPs were found in the CYP1A2 gene. In exon 2, twelve SNPs, and in exon5, six were identified. Of these, six SNPs caused amino acid substitutions, two of them beingnon-conservative. The polymorphisms in exons 2 and 5 in the experimental population wereidentified by sequencing the amplicons using one primer for each amplicon. The testedpolymorphisms were present in the form of two complex, H1 and H2, haplotypes generating 3genotypes that were used to evaluate associations with the levels of androstenone, skatole andindole. We did not detect statistically significant differences between individual genotypes inthe experimental population. It means that the studied polymorphisms in the CYP1A2 gene donot affect the components of the boar taint. No SNPs that could be considered significantwere found in the studied fragments of other studied genes.In CYP1A1, in exon 2, three synonymous SNPs were identified. In the CYP7A1 gene,in exon 6, three SNPs (two synonymous, one conservative substitution) were found, and twoSNPs were observed in intron 6. In the amplicon of the CYP2A19 gene, one SNP wasidentified in intron 1. The polymorphisms found in these three genes were consideredinsignificant and were not studied further.It can be concluded that the studied polymorphisms in the CYP1A2, CYP1A1, CYP7A1and CYP2A19 genes in our experimental population do not affect levels of androstenone,skatole and indole.

Klíčová slova

kančí pach, androstenon, skatol, indol, PCR, polymorfismus, kandidátní geny, asociace, prase

Keywords

pig, boar taint, androstenone, skatole, indole, PCR, polymorphism, candidate genes, associations

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 4. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. Ing. Roman Stupka, CSc.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / obor:
Biotechnologie / Reprodukční biotechnologie