Integrative analyses of genomic and metabolomic data reveal genetic mechanisms associated with carcass merit traits in beef cattle
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Improvement of carcass merit traits is a priority for the beef industry. Discovering DNA variants and genes associated with variation in these traits and understanding biological functions/processes underlying their associations are of paramount importance for more effective genetic improvement of carcass merit traits in beef cattle. This study integrates 10,488,742 imputed whole genome DNA variants, 31 plasma metabolites, and animal phenotypes to identify genes and biological functions/processes that are associated with carcass merit traits including hot carcass weight (HCW), rib eye area (REA), average backfat thickness (AFAT), lean meat yield (LMY), and carcass marbling score (CMAR) in a population of 493 crossbred beef cattle. Regression analyses were performed to identify plasma metabolites associated with the carcass merit traits, and the results showed that 4 (3-hydroxybutyric acid, acetic acid, citric acid, and choline), 6 (creatinine, l-glutamine, succinic acid, pyruvic acid, l-lactic acid, and 3-hydroxybutyric acid), 4 (fumaric acid, methanol, d-glucose, and glycerol), 2 (l-lactic acid and creatinine), and 5 (succinic acid, fumaric acid, lysine, glycine, and choline) plasma metabolites were significantly associated with HCW, REA, AFAT, LMY, and CMAR (P-value < 0.1), respectively. Combining the results of metabolome-genome wide association studies using the 10,488,742 imputed SNPs, 103, 160, 83, 43, and 109 candidate genes were identified as significantly associated with HCW, REA, AFAT, LMY, and CMAR (P-value < 1 × 10–5), respectively. By applying functional enrichment analyses for candidate genes of each trait, 26, 24, 26, 24, and 28 significant cellular and molecular functions were predicted for HCW, REA, AFAT, LMY, and CMAR, respectively. Among the five topmost significantly enriched biological functions for carcass merit traits, molecular transport and small molecule biochemistry were two top biological functions associated with all carcass merit traits. Lipid metabolism was the most significant biological function for LMY and CMAR and it was also the second and fourth highest biological function for REA and HCW, respectively. Candidate genes and enriched biological functions identified by the integrative analyses of metabolites with phenotypic traits and DNA variants could help interpret the results of previous genome-wide association studies for carcass merit traits. Our integrative study also revealed additional potential novel genes associated with these economically important traits. Therefore, our study improves understanding of the molecular and biological functions/processes that influence carcass merit traits, which could help develop strategies to enhance genomic prediction of carcass merit traits with incorporation of metabolomic data. Similarly, this information could guide management practices, such as nutritional interventions, with the purpose of boosting specific carcass merit traits.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».