Application of genomic tools to study and potentially improve the upper thermal tolerance of farmed Atlantic salmon (Salmo salar)
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background The Atlantic salmon ( Salmo salar ) aquaculture industry must mitigate the impacts of rising ocean temperatures and the increased prevalence/severity of marine heat waves. Therefore, we investigated the genetic architecture and gene expression (transcriptomics) responsible for determining a salmon’s upper thermal tolerance. Results A genome-wide association study (GWAS) was conducted using fin clips of salmon from a previous incremental thermal maximum (IT Max ) challenge ( n = 251) and the North American 50 K SNP chip. IT Max was a highly polygenic trait with low/moderate heritability (mean SNP-based h 2 = 0.20 and pedigree-based h 2 = 0.25). Using data from the same fish, a separate GWAS assessed thermal-unit growth coefficient (TGC). Five significant SNPs were detected on chromosomes three and five, and high heritability estimates were calculated for TGC measured as fish grew from 12 to 20 °C (mean SNP-based h 2 = 0.62 and pedigree-based h 2 = 0.64). RNA-seq analyses of liver samples ( n = 5–6 family -1 temperature -1 ) collected from the four most and four least tolerant families at 10 and 20 °C were also used to provide insights into potential mechanisms modulating this species’ thermal tolerance. Between the top and bottom families, 347 and 175 differentially expressed transcripts (FDR-adjusted p < 0.01; fold-change ≥|2.0|) were identified at 10 and 20 °C, respectively. GO term enrichment analysis revealed unique responses to elevated temperature between family rankings (e.g., ‘blood coagulation’, ‘sterol metabolic process’ and ‘synaptic growth at neuromuscular junction’). qPCR analyses further confirmed differences pertaining to cholesterol metabolism ( lpl ), inflammation ( epx , elf3 , ccl20 ), apoptosis ( htra1b , htra2 , anxa5b ), angiogenesis ( angl4 , pdgfa ), nervous system processes ( insyn2a , kcnj11l ) and heat stress ( serpinh1b-1 , serpinh1b-2 ). Three differentially expressed transcripts (i.e., ppp1r9a , gal3st1a , f5 ) were located in close proximity (± 120 kbp) to near-significant SNPs from the GWAS. Interestingly, ppp1r9a and gal3st1a have putative neurological functions, while f5 regulates blood coagulation. Conclusions These analyses provide several putative biomarkers of upper thermal tolerance in salmon that could prove valuable in helping the industry develop more temperature-tolerant fish. Further, our study supports previous reports that IT Max has low/moderate heritability in this species, and suggests that TGC at elevated temperatures is highly heritable.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».