| Data: |
2026 |
| Resum: |
L'augment en el consum de carn que porc a portat a la intensificació dels sistemes de producció, incrementant la susceptibilitat a la propagació de patògens. Aquest fet posa de manifest la necessitat de desenvolupar poblacions porcines més robustes. L'objectiu principal de la tesis és la millora de la robustesa porcina mitjançant l'augment de la immunocompetència. Abordant la relació entre trets immunitaris i productius, el determinisme genètic del transcriptoma sanguini i la seva relació amb la immunitat. Així identificant gens candidats, xarxes genètiques i variants reguladores implicades en la immunocompetència porcina. Com a part de l'últim objectiu es va identificar el potencial del transcriptoma de sang per predir trets immunitaris. Es va partir de dades fenotípiques (incloent trets immunitaris i productius) de 255 animals comercials, dels quals també es disposava de genotips imputats. Sobre la mateixa població es va utilitzar RNA-seq per obtenir els nivells d'expressió gènica en sang. Es varen trobar relacions genètiques entre caràcters productius i d'immunitat, amb animals més grassos presentant menys leucòcits i limfòcits de memòria i més limfòcits gamma-delta. Estudis d'associació de tot el genoma (GWAS) van detectar regions coincidents entre qualitat de la canal i paràmetres hematològics i van permetre identificar 14 gens candidats. GWAS d'expressió amb el transcriptoma de sang varen detectar diversos hotspots transcripcionals (variants associades a l'expressió de 10 gens o més) regulant gens immunitaris amb alts graus de coexpressió entre ells i correlacions amb trets immunitaris. Els anàlisis de colocalització entre regions associades a caràcters immunitaris i regions associades a l'expressió de gens immunitaris varen reportar variants reguladores i causals comunes entre limfòcits T de memòria i CLEC12B, KLRC1 i KLRD1 i limfocits T ajudants i IGKV2D i ZAP70. Aquests resultats aporten nova informació sobre els mecanismes reguladors del transcriptoma sanguini i identifiquen potencials biomarcadors d'immunitat en porc. Atès que diversos hotspots estaven associats a RNA no-codificant d'alta llargada (lncRNA) es varen estudiar xarxes de coexpressió regulades per aquests elements. Una xarxa reguladora principal associada al hotspot rs1107483072 es va trobar implicada en múltiples rutes immunitàries, destacant especialment resposta antiviral. Es van detectar quatre possibles interaccions RNA-RNA entre gens d'aquesta xarxa i un domini específic del lncRNA ENSSSCG00000055468. Aquests resultats remarquen la importància de la regulació influenciada per lncRNA en la immunitat sanguínia. Finalment, es va analitzar el potencial del transcriptoma sanguini per predir trets immunitaris i indicadors d'estrès mitjançant la seva integració en models genòmics BLUP. En general, el transcriptoma va explicar una proporció més gran de la variància fenotípica que el genoma per a la majoria de trets analitzats, millorant la precisió de la predicció de trets immunitaris, però no d'estrès. Els trets associats a la immunitat adaptativa es van predir millor que els relacionats amb la immunitat innata amb els limfòcits gamma-delta presentant la millor estima utilitzant dades genètiques i transcriptòmiques. En quan al modelat, els models utilitzant dades transcriptòmiques ajustades per l'efecte genòmic. En conclusió, els resultats d'aquesta tesi demostren la viabilitat d'estratègies de selecció basades en la immunitat per millorar la robustesa dels porcs. El transcriptoma sanguini emergeix com una eina clau tant per identificar biomarcadors d'immunitat com per predir trets immunitaris. Tot i això, cal tenir en compte les possibles relacions genètiques antagonistes entre producció i immunitat per tal d'optimitzar els programes de millora genètica. |
| Resum: |
El aumento en el consumo de carne de cerdo ha llevado a la intensificación de los sistemas de producción, incrementando la susceptibilidad a la propagación de patógenos. Este hecho pone de manifiesto la necesidad de desarrollar poblaciones porcinas más robustas. El objetivo principal de esta tesis es la mejora de la robustez porcina mediante el aumento de la inmunocompetencia, abordando la relación entre los caracteres inmunitarios y productivos, el determinismo genético del transcriptoma sanguíneo y su relación con la inmunidad. De este modo, se identifican genes candidatos, redes génicas y variantes reguladoras implicadas en la inmunocompetencia porcina. Como parte del último objetivo, también se evaluó el potencial del transcriptoma sanguíneo para predecir caracteres inmunitarios. El estudio se basó en datos fenotípicos (incluyendo caracteres inmunitarios y productivos) de 255 animales comerciales, de los cuales también se disponía de genotipos imputados. En la misma población, se utilizó RNA-seq para obtener los niveles de expresión génica en sangre. Se encontraron relaciones genéticas entre caracteres productivos y de inmunidad, observándose que los animales más grasos presentaban menos leucocitos y linfocitos de memoria, pero una mayor proporción de linfocitos gamma-delta. Los estudios de asociación del genoma completo (GWAS) detectaron regiones coincidentes entre la calidad de la canal y parámetros hematológicos, permitiendo identificar 14 genes candidatos. Los GWAS de expresión con el transcriptoma sanguíneo detectaron varios hotspots transcripcionales (variantes asociadas a la expresión de 10 o más genes) que regulaban genes relacionados con la inmunidad, mostrando altos niveles de coexpresión y correlaciones con caracteres inmunitarios. Los análisis de colocalización entre regiones asociadas a caracteres inmunitarios y regiones asociadas a la expresión génica identificaron variantes reguladoras y causales comunes entre los linfocitos T de memoria y los genes CLEC12B, KLRC1 y KLRD1, así como entre los linfocitos T colaboradores y los genes IGKV2D y ZAP70. Estos resultados aportan nueva información sobre los mecanismos reguladores del transcriptoma sanguíneo e identifican potenciales biomarcadores de inmunidad en porcino. Dado que varios hotspots estaban asociados a ARN largos no codificantes (lncRNA), también se analizaron redes de coexpresión reguladas por estos elementos. Se identificó una red reguladora principal asociada al hotspot rs1107483072 implicada en múltiples rutas inmunitarias, destacando especialmente la respuesta antiviral. Se detectaron cuatro posibles interacciones ARN-ARN entre genes de esta red y un dominio específico del lncRNA ENSSSCG00000055468. Estos resultados resaltan la importancia de la regulación mediada por lncRNA en la inmunidad sanguínea. Finalmente, se analizó el potencial del transcriptoma sanguíneo para predecir caracteres inmunitarios e indicadores de estrés mediante su integración en modelos genómicos BLUP. En general, el transcriptoma explicó una mayor proporción de la varianza fenotípica que el genoma para la mayoría de los caracteres analizados, mejorando la precisión de predicción de los caracteres inmunitarios, pero no de los indicadores de estrés. Los caracteres asociados a la inmunidad adaptativa se predijeron mejor que los relacionados con la inmunidad innata, siendo los linfocitos gamma-delta los que presentaron la mayor precisión al combinar datos genómicos y transcriptómicos. En cuanto al modelado, los mejores resultados se obtuvieron con modelos que ajustaban los datos transcriptómicos por el efecto genómico. En conclusión, los resultados de esta tesis demuestran la viabilidad de estrategias de selección basadas en la inmunidad para mejorar la robustez de los cerdos. El transcriptoma sanguíneo emerge como una herramienta clave tanto para identificar biomarcadores de inmunidad como para predecir caracteres inmunitarios. No obstante, es necesario tener en cuenta las posibles relaciones genéticas antagonistas entre producción e inmunidad para optimizar los programas de mejora genética. |
| Resum: |
The increase in pork consumption has led to the intensification of production systems, increasing susceptibility to the pathogen spread. This highlights the need to develop more robust pig populations. The main objective of this thesis is to improve pig robustness by enhancing immunocompetence, addressing the relationship between immune and production traits, the genetic determinism of the blood transcriptome, and its relationship with immunity. This approach enables the identification of candidate genes, gene networks, and regulatory variants involved in porcine immunocompetence. As part of the final objective, the potential of the blood transcriptome to predict immune traits was also evaluated. The study was based on phenotypic data (including immune and production traits) from 255 commercial animals, for which imputed genotypes were also available. In the same population, RNA-seq was used to obtain gene expression levels in blood. Genetic relationships between production and immune traits were identified, with fatter animals showing fewer leukocytes and memory lymphocytes, but a higher proportion of gamma-delta lymphocytes. Genome-wide association studies (GWAS) detected overlapping regions associated with carcass quality and hematological parameters, leading to the identification of 14 candidate genes. Expression GWAS using the blood transcriptome identified several transcriptional hotspots (variants associated with the expression of 10 or more genes) regulating immune-related genes, which showed high levels of co-expression and correlations with immune traits. Colocalization analyses between regions associated with immune traits and regions associated with gene expression revealed shared regulatory and causal variants between memory T cells and the genes CLEC12B, KLRC1, and KLRD1, as well as between helper T cells and the genes IGKV2D and ZAP70. These findings provide new insights into the regulatory mechanisms of the blood transcriptome and identify potential biomarkers of immunity in pigs. Since several hotspots were associated with long non-coding RNAs (lncRNAs), co-expression networks regulated by these elements were also analyzed. A major regulatory network associated with the hotspot rs1107483072 was found to be involved in multiple immune pathways, particularly antiviral response. Four potential RNA-RNA interactions were detected between genes within this network and a specific domain of the lncRNA ENSSSCG00000055468. These results highlight the importance of lncRNA-mediated regulation in blood-based immunity. Finally, the potential of the blood transcriptome to predict immune traits and stress indicators was evaluated by integrating transcriptomic data into genomic BLUP models. In general, the transcriptome explained a greater proportion of phenotypic variance than the genome for most traits analyzed, improving the prediction accuracy of immune traits, but not of stress indicators. Traits related to adaptive immunity were better predicted than those associated with innate immunity, with gamma-delta lymphocytes showing the highest predictive accuracy when combining genomic and transcriptomic data. In terms of modelling, the best results were obtained when transcriptomic data were adjusted for genomic effects. In conclusion, the results of this thesis demonstrate the feasibility of immunity-based selection strategies to improve pig robustness. The blood transcriptome emerges as a key tool both for identifying immunity biomarkers and for predicting immune traits. However, potential antagonistic genetic relationships between production and immunity must be considered to optimize breeding programs. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Producció Animal |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Transcriptoma de sang ;
Blood transcriptome ;
Transcriptoma de sangre ;
Immunocompetència ;
Immunocompetence ;
Immunocompetencia ;
Porc ;
Pig ;
Cerdo ;
Ciències de la Salut |
visitant ::
identificació
