Genome-wide association study for sperm motility in pigs

Abstract

A qualidade do sêmen de reprodutores suínos pode ser avaliada de acordo com vários critérios, sendo a motilidade espermática o mais utilizado e importante. A motilidade, essencial para a fertilização, refere-se ao movimento retilíneo dos espermatozóides. Apesar da importância da avaliação de características de qualidade do sêmen de reprodutores, tradicionalmente estes animais têm sido selecionados com ênfase em características de carcaça e crescimento, com pouca atenção dispensada à sua capacidade reprodutiva. Devido ao fato de características seminais poderem ser avaliadas nos reprodutores somente após a puberdade, técnicas moleculares e genotipagem dos animais utilizando chips de alta densidade de marcadores SNPs poderiam ser utilizados como ferramentas para avaliar e melhorar a seleção para fertilidade e qualidade de sêmen em reprodutores suínos em uma idade jovem. O estudo de associação genômica ampla (GWAS) requer o conhecimento de uma associação entre um marcador genético e alguma variação no fenótipo e assume que associação significativa pode ser detectada porque os SNPs estão em desequilíbrio de ligação (LD) com as mutações causais para as características de interesse, a nível de população. Assim, este estudo foi conduzido com o objetivo de identificar, através do GWAS, marcadores SNPs e genes candidatos relacionados com motilidade espermática em duas diferentes linhas de suínos. Os dados fenotípicos são provenientes de avaliações repetidas de motilidade de espermatozóides logo após a coleta do sêmen através do método denominado CASA (Computer Assisted Sperm Analysis). Animais de duas linhas (linha 1, n=760 animais da raça Landrace e linha 2, n=645 animais da raça Large White) foram fenotipados para a construção do arquivo de dados, que possui 32884 observações para a linha 1 e 32576 para a linha 2. Um total de 1507 animais da linha 1 e 1383 animais da linha 2 foram genotipados com o uso do chip de 60K da Illumina®. Os valores genéticos dos animais foram estimados utilizando o programa ASREML e os valores genéticos desregressados foram calculados para serem utilizados no GWAS. Após o controle de qualidade, 42551 SNPs e 602 animais genotipados (linha 1) e 40890 SNPs e 525 animais genotipados (linha 2) foram utilizados no GWAS. SNPs que possuíram q-valores baseados na taxa de falsos descobertos (FDR) menores ou iguais a 0.05 foram considerados significativos. Para a linha 1 não foram encontrados SNPs significativos relacionados com motilidade. Já para a linha 2, seis SNPs localizados no cromossomo 1 (SSC1) foram significativamente relacionados com a característica estudada. Essa diferença pode ser explicada pela baixa correlação (r = 0.0926) entre os valores de LD entre marcadores calculados para as duas linhas na região que abrange os seis SNPs significativos. O alto valor médio de r2 (r2 = 0.7275), calculado para medir o LD entre os seis SNPs significativos para a linha 2, revela que todos esses SNPs podem estar ligados a um mesmo QTL. O gene metionil-tRNA formiltransferase mitocondrial (MTFMT) é um possível gene candidato controlando a característica. Esse estudo fornece marcadores SNPs e um gene candidato associados com motilidade espermática em suínos. No entanto, por ser o primeiro trabalho a encontrar tais marcadores relacionados com motilidade espermática em suínos em uma nova região do SSC1, é necessária replicação e validação do estudo em outra população para confirmação dos resultados encontrados a fim de incluir tais informações na seleção de melhores animais.