Resumen de Efecto de la introducción de genética Duroc y de la restricción de vitamina A en la dieta sobre parámetros productivos, expresión génica y calidad de la carne en el cerdo ibérico
- español
El cerdo ibérico se caracteriza por una alta tasa de acumulación de grasa, con un perfil de ácidos grasos característico y por una capacidad de crecimiento magro limitada, siendo cruzada con machos Duroc para mejorar el rendimiento productivo, lo que disminuye la calidad de la carne. Estudios previos han demostrado que la genética y la nutrición determinan la cantidad y composición de la grasa intramuscular, GIM.
El objetivo general de la presente Tesis Doctoral ha sido profundizar en el conocimiento de los mecanismos genéticos asociados a caracteres fenotípicos de interés en el cerdo ibérico, como la GIM, así como conocer la respuesta de estos mecanismos ante la restricción de vitamina A.
Se diseñaron dos ensayos experimentales. En el primero, se estudió el efecto del tipo genético y de la edad sobre el fenotipo y el transcriptoma muscular de los músculos Longissimus dorsi LD y Biceps femoris BF de cerdos ibéricos puros y cruzados con Duroc al nacimiento y a los 4 meses de edad.
Los cerdos puros fueron más pequeños y presentaron mayores niveles de colesterol que los cruzados al nacimiento, pero no a los 4 meses de edad. También mostraron una mayor cantidad de GIM que los cruzados en el músculo BF al nacimiento y en el LD a los 4 meses de edad, siendo su composición muy similar en ambos genotipos. En cuanto al análisis del transcriptoma, la edad fue el factor que más afectó a la expresión génica, con 5812 genes diferencialmente expresados, GDE. El tipo genético y el músculo tuvieron un efecto menor, entre 113 y 261 GDE. Los neonatos mostraron una activación procesos anabólicos y del desarrollo que no se observó a los 4 meses de edad. En ambos músculos, los cerdos puros mostraron un enriquecimiento de rutas relacionadas con el metabolismo lipídico y con el catabolismo de proteínas. Además, a los 4 meses de edad mostraron una activación del crecimiento muscular, similar a la observada en neonatos cruzados. Se identificaron genes reguladores (EGRs, PPARGC1B, FOXOs, TRIM63, MYOD1 o MEFs) asociados a las diferencias fenotípicas observadas. El estudio de polimorfismos realizado en estos reguladores identificó variantes no sinónimas en algunos de ellos (PPARGC1B y TRIM63).
Los resultados obtenidos en este ensayo mejoran la comprensión de las diferencias metabólicas entre cerdos ibéricos puros y cruzados y resaltan el potencial de la tecnología RNA-Seq para identificar genes, rutas metabólicas y factores de transcripción involucrados en la variabilidad fenotípica para caracteres de interés económico.
En el segundo ensayo, se estudió el efecto de la suplementación (10000 UI kg pienso) y la restricción (0 UI kg pienso) de vitamina A, VA sobre caracteres de interés, y sobre la expresión de genes candidato. La restricción de VA comenzó a los 2 (restricción temprana) o 4 meses de edad (restricción tardía) y sus efectos se estudiaron a lo largo del crecimiento y cebo.
La acumulación tisular de VA aumentó en los cerdos suplementados y disminuyó en los restringidos y se correlacionó negativamente con los niveles de vitamina E. No hubo diferencias en los parámetros productivos. A los 4 meses, los animales restringidos mostraron un mayor número de preadipocitos que se tradujo en un mayor contenido en GIM en los músculos semimembranosus y LD de animales restringidos a los 11 meses de edad. La restricción de VA aumentó la cantidad de ácidos grasos monoinsaturados y disminuyó la de ácidos grasos saturados en todos los tejidos muestreados excepto en el hígado. Los efectos son más marcados en el grupo restricción temprana. La VA modificó la expresión de genes candidato ACSL4, CEBPB, IGF1, CRABPII o SCD relacionados con el metabolismo de la VA, la adipogénesis y el metabolismo lipídico.
Los resultados presentados en esta Tesis Doctoral aportan información novedosa de utilidad en el ámbito de la investigación genética básica, así como de la nutrición porcina.
- English
The Iberian pig is a swine breed characterized by high fat deposition rate and limited capacity for lean tissue accretion. Its meat has a high fat content and a characteristic fatty acid profile, main factors determining the high quality of Iberian pig products. In order to improve productive performance and muscle development, this breed has been traditionally crossed with the Duroc breed. However, a decrease in intramuscular fat (IMF) and monounsaturated fatty acids (MUFA) content, parameters closely linked to meat quality, has been reported in those crossbred pigs. Previous studies showed than genetics and nutrition among others, are key factors controlling IMF content and composition. Hence, the main goal of this Thesis was to contribute to the knowledge on genetic and molecular mechanisms associated with target phenotypic traits in Iberian pig, specially the intramuscular fat content and composition, and to study the effect of a nutritional strategy, specifically dietary vitamin A restriction, on these mechanisms. Two different experiments were designed to achieve these objectives. In the first one, the effects of age and genotype on muscle transcriptome were studied in pure and Duroc-crossbred Iberian pigs at two developmental stages (birth and four months of age). Several phenotypic parameters and Longissimus dorsi (LD, at both ages) and Biceps femoris (BF, at birth) transcriptome were assessed. The second experiment allowed the study of vitamin A supplementation (10,000 IU/kg feed) and restriction (0 IU/kg feed) on target traits and gene expression. Experimental diets administration started at two (early restriction group) or four (late restriction group) months of age and their effects were studied through the growing and fattening phases ...
