Fine mapping of two QTL regions associated with inguinal hernia in pig

Abstract

Pigs suffering from hernias are of concern for pig producers as they can lead to poor animal welfare and economic loss for the producer. Inguinal and scrotal hernia describes instances where abdominal contents protrude though a weakness in the abdominal wall and into the inguinal canal or scrotum. The main pig breed in Norway is Norsvin Landrace, and although the incidence of inguinal/scrotal hernia in the population is generally low, selection against the condition is important to decrease the economic loss related to the defect. The aim of this study was to fine map two previously identified QTL regions (SSC6a and SSC6b) on pig chromosome 6 and to identify SNPs associated with inguinal hernia in the Norsvin Landrace population. Whole-genome sequences generated with Illumina sequencing technology were used to identify putative SNPs. A SNP panel for each of the two QTL regions was designed and polymorphisms were genotyped in 238 case and control animals. An association analysis was performed and the locations of SNPs significantly associated with inguinal hernia were assessed. Linkage disequilibrium between significant SNPs was also evaluated, and Tagger analysis was used to identify tagSNPs for putative use in animal breeding. In the first QTL region, SSC6a, 13 SNPs were associated with inguinal hernia; the majority of these were clustered close to the uncharacterized gene LOC102157459. Moreover, three tagSNPs (ALGA0104695, 6_8476636, and ASGA0027406) in the region captured the alleles of all significant SNPs from this study and can be used in breeding programs. In the second QTL region, SSC6b, 22 SNPs were associated with inguinal hernia, but the clustering of significant SNPs as well as the LD in the region makes this QTL more difficult to evaluate. Still, several partly characterized genes were affected by the significant SNPs, including NFIA, C6H1orf87, and two FGGY genes. Due to the complexity and size of this region, 12 tagSNPs are necessary to capture the alleles of all significant SNPs, and these can be used in breeding to reduce the incidence of inguinal hernia in Norsvin Landrace pigs. In total, this study presents fine mapping of two previously identified QTLs for inguinal hernia and identification of SNPs that could be implemented in genetic selection against this defect in Norsvin Landrace. Also, the results indicated several genes that could be involved in susceptibility to inguinal hernia that have not previously had attention as functional candidate genes for hernia formation. Brokk i griseindustrien representerer et problem for griseprodusenter da det fører til helse- og velferdsproblemer blant rammede griser, samt økonomiske tap for produsenten. Lyske- og pungbrokk oppstår når tarmer eller annet innhold i buken trenger gjennom et svakt punkt i bukveggen og inn i lyskekanalen, og i noen tilfeller videre til pungen. Norsvins landsvin er den viktigste rasen innen griseproduksjon i Norge, og i den norske landsvinpopulasjonen er forekomsten av lyske- og pungbrokk generelt lav. Det er likevel viktig å selektere mot brokk for å redusere økonomiske tap og øke grisens velferd. Målet med denne studien var å finkartlegge to områder (SSC6a og SSC6b) på kromosom 6 som i tidligere studier har vært assosiert med lyske- og pungbrokk hos landsvin. Helgenomsekvenser fra 23 dyr ble brukt til å identifisere antatte enkeltnukleotidpolymorfismer (SNPer), og et sett med SNPer ble valgt ut for de to områdene. SNPene ble genotypet i 238 syke og friske dyr, og en assosiasjonsanalyse ble utført for å identifisere SNPer assosiert med lyske- og pungbrokk i landsvinpopulasjonen. Koblingsulikevekt mellom markørene ble evaluert, og Tagger analyse ble brukt for å identifisere SNPer som egner seg til bruk i seleksjon. Det første området (SSC6a) inneholdt 13 SNPer med signifikant assosiasjon med lyske- /pungbrokk, der størstedelen befant seg inni og i nærheten av et ikke-karakterisert gen (LOC102157459). Tre tagSNPer (ALGA0104695, 6_8476636, og ASGA0027406) fanget opp allelene til alle signifikante SNPer i SSC6a og kan brukes videre i seleksjon. Det andre området (SSC6b) inneholdt 22 SNPer med signifikant assosiasjon med lyske- /pungbrokk. Fordelingen av signifikante SNPer og graden av koblingsulikevekt mellom disse ga ikke et like klart bilde som det gjorde i SSC6a. Flere delvis karakteriserte gener inneholdt signifikante SNPer; NFIA, C6H1orf87 og to FGGY gener. Tolv tagSNPer måtte til for å fange opp allelene til alle signifikante SNPer i området, og disse kan brukes i seleksjon. Totalt sett fremstiller denne studien finkartlegging av to QTL-områder som tidligere har blitt assosiert med lyske-/pungbrokk hos landsvin. Videre har flere markører som kan benyttes i seleksjon mot lyske-/pungbrokk blitt identifisert, samt flere gener som kan være involvert i predisponering for lyske-/pungbrokk som ikke har vært assosiert med brokk i tidligere publikasjoner.