Meta-analysis and cross-validation studies of QTLs associated with reproductive traits in tropical beef cattle - Melo, Thaise Pinto de [UNESP] (2018)
O poder estatístico de um único estudo de associação genômica ampla (GWAS) para detectar loci de características quantitativas (QTL) é esperado ser menor do que combinando resultados de GWAS independentes de múltiplas raças, isto é, de diferentes raças, especialmente para características complexas, como as de puberdade. Utilizar populações independentes e métodos para detectar novas regiões genômicas e validar regiões previamente conhecidas como associadas com a característica de interesse em populações independentes é uma estratégia viável para identificar QTLs mais acuradamente. O objetivo deste estudo foi detectar regiões genômicas controlando características de precocidade sexual em três raças de gado de corte tropical (Nelore, Brahman e Composto Tropical - CT), utilizando duas estratégias, meta-analise utilizando diferentes raças e validação cruzada de QTL entre raças. No estudo de meta-análise as características incluídas foram idade ao primeiro parto (IPP), prenhez precoce (PP), e circunferência escrotal (CEN) medida aos 18 meses de idade no Nelore, e a idade ao surgimento do primeiro corpo lúteo (IPCL), intervalo do primeiro anestro pós-parto (IPAPP) e circunferência escrotal medida aos 18 meses de idade (CE18B) para o Brahman. A meta-análise foi realizada utilizando um método multi-característica. Um total de 108 polimorfismos de nucleotídeo único (SNP) significativos a um P-valor empírico de 1.39 × 10−5 (FDR < 0.05), foram encontrados neste estudo. Tais SNP significativos foram distribuídos em 19 entre 29 autossomos, e a maioria deles estava localizada no BTA14. No estudo de meta-analise foram identificadas cinco regiões abrigando a maioria dos SNP significativos (76%): BTA2 (5.55%) de 95 a 96 Mb, BTA4 (5.55%) de 94.1 a 94.8 Mb, BTA14 (59.26%) de 24 a 25 Mb e de 29 a 30 Mb, e BTA21 (5.55%) de 6.7 Mb a 11.4 Mb. No estudo de validação cruzada entre raças foram utilizadas as mesmas características do estudo de meta-analise, exceto a IPP, além das características habilidade de ovular antes do desmame do bezerro (AD) e CE medida aos 12 e 24 meses de idade (CE12, CE24), avaliadas no Brahman. O Nelore foi considerado a população de validação e o Brahman, a população de “Discovery”, no qual foram utilizados dois conjuntos de SNP: 1) SNP em regiões gênicas previamente associadas com a precocidade sexual no Brahman, e SNP em regiões vizinhas a estes genes a ± 250 Kb de distância (para mais ou para menos) (G1); e 2) SNP significativos de estudos de meta-análise para características de precocidade sexual em machos e fêmeas Brahman e suas regiões vizinhas a ± 250 Kb de distância (para mais ou para menos) (G2). Este procedimento foi utilizado para validar no Nelore algumas regiões genômicas que são conhecidas por afetar características de precocidade sexual em Brahman, e para encontrar novos QTL afetando estas características em ambas as raças. Para PP 144 SNP foram validados em G1 e 41 SNP foram validados em G2. Para CEN 14 SNP foram validados em G1 e 2 em G2.. Um total de 21 SNP candidatos foi detectado para EP, isto é, eles estiveram em ambos os conjuntos de SNP, G1 e G2. Estes SNP e suas regiões vizinhas validados em machos e fêmeas estiveram próximos a QTL ou genes associados com eventos reprodutivos em bovinos e outras espécies, e são, portanto regiões candidatas afetando características de precocidade sexual em Nelore e Brahman. Além disso, os resultados do estudo de meta-análise foram validados em uma terceira raça, o CT. Aqueles SNP que foram significativos na meta-analise sob um P-value empírico de 1 × 10-4 e também foram significativos (P-valor ≤ 1 × 10-3) para cada GWAS individual das características do CT, IPCL, IPAPP e CECT, ou estiveram localizadas a ± 250 Kb (para mais ou para menos) dos SNP significativos de cada GWAS foram considerados validados. Em resumo, um total de 49, 4 e 14 SNP foram validados para IPCL, IPAPP e CECT, respectivamente. De modo geral, os resultados encontrados indicam regiões genômicas candidatas controlando a precocidade sexual em bovinos Nelore, Brahman e CT, e estas regiões parecem abrigar genes / QTLs que estão controlando a puberdade entre as raças estudadas aqui, apesar das diferenças na origem destas raças e nas condições ambientais e de manejo aos quais os animais estão expostos. Em resumo nós pudemos validar e encontrar novas regiões candidatas que estão provavelmente controlando a precocidade sexual em três populações de bovinos de corte tropical. Esse resultado nos permite concluir que a estratégia de utilizar meta-analise com múltiplas raças e validação de QTL entre raças é viável para detectar novos QTL e validar regiões genômicas previamente associadas com as características de interesse.