Diverzita kandidátních genů asociovaných se složkami kančího pachu u čistokrevných populací prasat

Bc. Ivana Hovorková

Master's thesis

Diversity across candidate genes associated with boar taint components in pure pig breeds

Abstract:

Cílem diplomové práce bylo zjistit frekvence vybraných polymorfismů asociovaných s hladinou kančího pachu u vybraných čistokrevných plemen prasat. Dále byla hledána asociace mezi vybranými SNP a hladinou jednotlivých substancí kančího pachu. Stanoveny tak byly dvě hypotézy – v první hypotéze jsme předpokládali, že mezi vybranými plemeny bude existovat statisticky významný rozdíl v zastoupení genotypů u sledovaných SNP. V druhé hypotéze jsme se zaměřili na sledování frekvence alel asociovaných s hladinou kančího pachu u otcovských plemen Pietrain a Duroc. V úvodu se práce věnovala přehledu odborné literatury, která shrnuje dosavadní poznatky o genetických markerech ve vztahu k výskytu hladiny kančího pachu a jeho jednotlivým složkám. Zároveň je zmíněna i problematika kastrace kanečků a ekonomické faktory s ní spojené. Experimentální část diplomové práce zahrnuje dvě analýzy, Do první bylo zařazeno celkem 327 zvířat sedmi různých čistokrevných plemen (Bu, L, D, Pn, Pc, Mg, W) pocházejících z odlišných podmínek. U osmi vybraných SNP CYP2E1(g.1423G>A, g.1422C>T, g.2412C>T), CYP17A1(c.1220T>A), SULT1A1(c.439A>G, c.846T>A), CYB5A(c.8G>T) a HSD3B1(g.165262G>A) byly zjišteny genotypy s využitím RFLP-PCR. Za pomoci Pearsonova chí-kvadrát testu a Fisherova exaktního testu byly testovány rozdíly v zastoupení alel napříč populacemi. Druhá analýza se týkala možné asociace SNP v genech CYP2E1 a HSD3B1 se složkami kančího pachu. Pro tento účel sloužily údaje zjištěné metodou HPLC z hřbetního tuku 73 hybridních jedinců ((BuxL)xBO), které byly statisticky vyhodnoceny pomocí GLM. V případě první analýzy jsme nemohli podpořit ani jednu ze stanovených hypotéz. Dostatečnou variabilitu vykazovaly pouze polymorfismy g.1423G>A, g.2412C>T a g.165262G>A. U zbylých pěti SNP se v populaci vyskytoval převážně jeden genotyp. Rovněž u otcovských plemen Pietrain a Duroc ve čtyřech SNP výrazně převažovala jedna z alel, které jsou asociované s nižší hladinou androstenonu či skatolu. Očekávaných výsledků jsme dosáhli v asociační analýze SNP g.1423G>A, g.1422C>T a g.2412C>T pro které jsme statisticky podpořili asociaci s hladinou skatolu v tukové tkáni. Pro g.165262G>A jsme byli schopni stanovit pouze trend nikoliv významnost pro vazbu na hladinu androstenonu. Z výsledků můžeme soudit, že diverzita české populace prasat je nízká a převážně se v ní vyskytují genotypy asociované s nižší hladinou kančího pachu. Ačkoliv jsme dospěli k některým statisticky průkazným výsledkům, je třeba podotknout, že asociace byla potvrzena pouze u hladina skatolu a nikoliv indolu, jehož koncentrace by dle dosavadních znalostí měla úzce korelovat s hladinou skatolu. Pro další výzkum tedy doporučujeme rozšířit počet testovaných zvířat.

Abstract:

The aim of the diploma thesis was to determine the frequencies of selected polymorphisms associated with the level of boar taint in selected purebred pig breeds. Furthermore, the association between selected SNPs and the level of individual boar taint substances was sought. Thus, two hypotheses were established - in the first hypothesis, we assumed that there will be a statistically significant difference in the representation of genotypes in the monitored SNPs between the selected breeds. In the second hypothesis, we focused on monitoring the frequency of alleles associated with the level of boar taint in paternal breeds Pietrain and Duroc. In the introduction, the work was devoted to an overview of the literature, which summarizes the existing knowledge about genetic markers in relation to the occurrence of boar taint and its individual components. At the same time, the issue of castration of boars and economic factors associated with it are also mentioned. The experimental part of the diploma thesis includes two analyzes. The first included a total of 327 animals of seven different purebred breeds (Bu, L, D, Pn, Pc, Mg, W) originating from different conditions. In eight selected SNPs CYP2E1 (g.1423G>A, g.1422C>T, g.2412C>T), CYP17A1 (c.1220T>A), SULT1A1 (c.439A>G, c.846T>A), CYB5A (c.8G>T) and HSD3B1 (g.165262G>A) genotypes were determined using RFLP-PCR. Differences in allele distribution across populations were tested using Pearson's chi-square test and Fisher's exact test. The second analysis concerned the possible association of SNPs in the CYP2E1 and HSD3B1 genes with boar taint components. For this purpose, HPLC data from the back fat of 73 hybrid subjects ((BuxL) xBO) were used, which were statistically evaluated by GLM. In the case of the first analysis, we could not support any of the established hypotheses. Only the polymorphisms g.1423G>A, g.2412C>T and g.165262G>A showed sufficient variability. For the remaining five SNPs, there was predominantly one genotype in the population. Also, in the paternal breeds Pietrain and Duroc in the four SNPs, one of the alleles significantly associated with lower levels of androstenone or skatole significantly predominated. We achieved the expected results in the association analysis of SNPs g.1423G>A, g.1422C>T and g.2412C>T for which we statistically supported the association with the level of skatole in adipose tissue. For g.165262G>A we were only able to determine the trend and not the significance for binding to androstenone levels. From the results we can judge that the diversity of the Czech pig population is low and there are mostly genotypes associated with lower levels of boar taint. Although we have reached some statistically significant results, it should be noted that the association was confirmed only for the level of skatole and not for indole, the concentration of which should be closely correlated with the level of skatole to date. For further research, we therefore recommend expanding the number of animals tested.

Keywords

prase, polymorfismus, kančí pach, gen, SNP

Keywords

pig, polymorphism, SNP, gene, boar taint

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Kateřina Zadinová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Biotechnology / Biotechnology and Animal Breeding