Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Molekularbiologie

Betreuer: Prof. Dr. Klaus Wimmers



Dipl.-Biol. Katja Dolle
(e-mail: katja.dolle2@uni-rostock.de )

Einsatz von QTL-Region-spezifischen BAC-Arrays zur Identifizierung von positionellen funktionellen Kandidatengenen für Wasserbindungsvermögen vom M. longissimus dorsi beim Schwein

Wasserbindungsvermögen (WBV) ist ein komplexes quantitatives Merkmal, das entscheidend ist für den Tropfsaftverlust (DRIP) während der Fleischreifung und somit für die Qualität von Schweinefleisch sowie für das Schlachtkörpergewicht, wodurch ihm eine große wirtschaftliche Bedeutung zukommt. Zur Identifizierung von positionellen funktionellen Kandidatengenen für DRIP wurden für zwei QTL-Regionen auf Chromosom (SSC) 5 und 18 QTL-Region-spezifische BAC-Arrays erstellt und differentiell hybridisiert. Für SSC 5 wurden acht, für SSC 18 zwei Klone mit signifikanten Hybridisierungsunterschieden zwischen Tieren mit hohem und niedrigem DRIP identifiziert, die gemäß vergleichender Genkarten 49 Gene (SSC 5) bzw. 5 Gene (SSC 18) enthalten. Bei der QTL-Genotyp-abhängigen Analyse zeigten für SSC 5 vier BACs mit 21 Genen und für SSC 18 sechs BACs mit acht Genen signifikant unterschiedliche Hybridisierungssignale. Nach einem Vergleich der BAC-Array Ergebnisse mit den Expressionsprofilen von genomweiten Mikroarrays und der Durchführung von quantitativen Real-time-PCRs für die identifizierten Gene, konnte der Kandidatengenstatus für sechs Gene (GLI3, CAMK2B, CACNA1I, ANKRD54, STK17A und NUDCD3) bestätigt werden. Von besonderem Interesse ist das GLI3 Gen, das sowohl merkmals- als auch QTL-Genotyp-abhängige Expression zeigt. GLI3 kodiert einen Transkriptionsfaktor, der zur Steuerung der Muskelentwicklung und -regeneration beiträgt. Für einen SNP im GLI3 Gen wurde in verschiedenen Populationen eine Assoziation mit Fleischqualitätsmerkmalen des WBV gezeigt.

Water-holding capacity (WHC) is a complex quantitative trait which is crucial for drip loss during meat maturation and therefore for the quality of pork, as well as carcass weight, whereby it has a high commercial relevance. For identification of positional functional candidate genes for drip loss, QTL-region-specific BAC arrays were constructed and differentially hybridized for two QTL-regions on chromosome (SSC) 5 and 18. For SSC 5 eight BAC clones and for SSC 18 two BAC clones were identified with significant hybridisation differences between animals with high and low drip loss, according to comparative gene maps, they contain 49 (SSC 5) and 5 genes (SSC 18), respectively. In the QTL genotype dependent analysis for SSC 5 four BACs with 21 genes and for SSC 18 six BACs with eight genes showed significant different hybridisation signals. After a comparison of the BAC array results with expression profiles of genome-wide microarrays and conducted quantitative real-time-PCRs for the identified genes, candidate gene state for six genes (GLI3, CAMK2B, CACNA1I, ANKRD54, STK17A und NUDCD3) was confirmed. Of special interest is the GLI3 gene which shows trait- as well as QTL-genotype dependent expression. GLI3 encodes a transcription factor which contributes to the regulation of muscle development and regeneration. For a SNP in the GLI3 gene an association with meat quality traits of WHC was shown in different populations.