Filete de salmón del Atlántico composición de ácidos grasos omega-3

Un estudio de asociación de todo el genoma identifica variantes genéticas

El estudio GWAS, que buscó variantes genéticas asociadas con ácidos grasos omega-3 de cadena larga en el músculo del salmón del Atlántico, identificó marcadores y recomendó que hubiera una variación genética en el filete de EPA y DHA en el cromosoma 21 en el salmón del Atlántico. Foto de Darryl Jory.

El salmón del Atlántico (Salmo salar) es una importante especie de pescado de piscifactoría conocida por su alto contenido de ácido eicosapentaenoico (EPA; 20: 5 omega-3) ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga omega-3 de cadena larga (omega-3 LC PUFA). y ácido docosahexaenoico (DHA; 22: 6 omega-3) en el músculo. Los niveles de AGPI omega-3 LC han disminuido significativamente en las últimas décadas a medida que el salmón del Atlántico cultivado ha sido reemplazado por ingredientes vegetales más sostenibles que los ingredientes marinos. Los análisis genéticos cuantitativos han evaluado los parámetros genéticos de los ácidos grasos omega-3 (AG) en el salmón del Atlántico y mostraron el potencial de la cría selectiva para aumentar los niveles de AGPI omega-3 LC en los filetes de salmón, ya que estos son rasgos hereditarios.

Varios estudios han demostrado una deposición más selectiva de DHA en el músculo en comparación con otros ácidos grasos en los alimentos. Por el contrario, el EPA parece metabolizarse en mayor medida en el músculo que el DHA. Un estudio reciente del salmón del Atlántico en nuestro grupo encontró que los niveles de EPA muscular se asociaron negativamente con la expresión de genes involucrados en el catabolismo de lípidos y planteó la hipótesis de que las diferencias individuales en los niveles de EPA se debían a la oxidación selectiva de ácidos grasos. Sin embargo, existe un conocimiento limitado sobre qué genes y vías metabólicas son más importantes para determinar los niveles de EPA y DHA en los músculos del salmón del Atlántico.

Los estudios de todo el genoma (GWAS) son una herramienta poderosa para detectar polimorfismos de un solo nucleótido [SNPs – a substitution of a single nucleotide (the basic building blocks of DNA and RNA) that occurs at a specific position in the genome (complete set of DNA of any organism)] asociado con genes asociados con rasgos fenotípicos (observados). Se ha realizado GWAS para la composición de FA muscular en bovinos y porcinos, donde se han identificado varias regiones y loci significativamente asociados. En el caso de los peces, un estudio de la gallineta nórdica asiática (o barramundi, Lates calcarifer) mostró la complejidad de la arquitectura genética de los AG de los peces.

Para aumentar la comprensión de la genética de los AGPI omega-3 LC en el salmón del Atlántico, GWAS es un enfoque apropiado que aún no se ha estudiado para el salmón del Atlántico. Este artículo ha sido adaptado y resumido edición original [Horn S.S. et al. 2020. GWAS identifies genetic variants associated with omega-3 fatty acid composition of Atlantic salmon fillets.] – Informes para la identificación de variantes genéticas asociadas con ácidos grasos omega-3 de cadena larga en salmón del Atlántico a través de un estudio de asociación del genoma completo (GWAS).

El nivel de omega-3 en el salmón de piscifactoría está disminuyendo, pero sigue siendo la fuente principal

Configuración de estudio

Se incluyeron en el análisis un total de 642 peces de 92 padres y 194 presas. Todos los padres tuvieron cuatro o más crías de más de una madre. El pez provenía de una clase de poblaciones reproductoras de salmón del Atlántico. SalmoBreed AS. Los peces se llevaron al mar con un peso medio de 0,1 kg y se sacrificaron unos 12 meses después con un peso medio de 3,6 kg (entre 1,2 y 6,4 kg). Los peces fueron alimentados con piensos comerciales para la cría. Dibujar contiene 70 por ciento de aceite de pescado y 3,1 por ciento de EPA y DHA.

Todos los peces se criaron en las mismas condiciones y se mantuvieron durante 13-14 días antes del sacrificio. Después del sacrificio, se determinó el sexo mediante inspección visual de las gónadas, se registró el peso corporal y se tomaron muestras de músculo esquelético para análisis de lípidos y AF de una sección de calidad noruega, se recogieron, se congelaron y se almacenaron a menos -20 ° C para varios análisis. En la publicación original se puede encontrar información detallada sobre poblaciones y registros de peces, análisis de grasas y ácidos grasos musculares, genotipificación y análisis estadísticos. Este trabajo fue apoyado por el Consejo de Investigación de Noruega (número de subvención NFR 244200).

Resultados y discusión

En este estudio, GWAS se realizó en 642 salmones del Atlántico de tamaño de sacrificio con diferentes niveles de EPA y DHA. Se analizaron varios rasgos y la mayoría de los rasgos no mostraron un valor de probabilidad significativo en todo el genoma (valores p). Las excepciones fueron DHA / ALA [α-linolenic acid] relación y DHA / DPA [docosapentaenoic acid] relación. Por lo tanto, además de los dos principales AGPI omega-3 LC, nos enfocamos en estos dos rasgos: DHA y EPA.

La Tabla 1 proporciona estadísticas descriptivas para estas características. Los niveles medios de EPA y DHA fueron 5,42 y 6,75 por ciento de la FA muscular total, respectivamente. El contenido de EPA mostró una variabilidad mucho mayor y una herencia más baja. [a statistic used in breeding and genetics to estimates the degree of variation in a phenotypic trait in a population that is due to genetic variation between individuals in that population] en comparación con el DHA. Las características de la relación tenían una estimación de herencia genómica ligeramente más alta que el DHA: 0,21 para DHA / DPA y 0,28 para DHA / ALA.

Cuerno, omega-3, Tabla 1

TraitMean (SD) MinMaxCVh ^ 2 (SE)

Ácidos grasos ^ *
EPA 20: 5n-3 5,29 (1,21) 2,06 9.45 22,94 0,05 (0,04)
DHA 22: 6n-3 6,51 (1,16) 1.4 9.1 17,87 0,23 (0,07)
Ratios
Relación DHA / ALA 1,94 (0,27) 0,91 3.1 13,95 0,28 (0,07)
Relación DHA / DPA 2,87 (0,30) 1,94 4.25 10,57 0,21 (0,06)

Tabla 1. Estadística descriptiva de las propiedades de los ácidos grasos determinadas en el estudio.
^ * Porcentaje de FA total en el músculo. DE: desviación estándar; Min: valor mínimo; Max: valor máximo; CV: coeficiente de variación (DE / media x 100); h ^ 2: herencia genómica; SE: error estándar.

Encontramos un gen candidato para la relación DHA / DPA que está directamente relacionado con la actividad de bioconversión de omega-3. Sin embargo, no encontramos una señal en o cerca de los genes que se sabe están involucrados en la bioconversión de omega-3 para los rasgos de la relación EPA, DHA o DHA / ALA. Los genes de esta vía deberían haberse identificado en estos ensayos si esta vía fuera importante para la determinación de EPA y DHA en el músculo. Por lo tanto, nuestros resultados sugieren que los genes de la vía de bioconversión de omega-3 no están claramente asociados con los niveles de EPA y DHA del músculo del salmón del Atlántico.

Figura 1: Gráfico de Manhattan de los resultados de GWAS para A) DHA, B) EPA y C) relación DHA / ALA. El eje X (horizontal) representa los cromosomas y el eje Y (vertical) –log 10 (valor p). El diagrama de Manhattan es un tipo de diagrama de dispersión que se usa comúnmente para mostrar datos con una gran cantidad de puntos de datos y generalmente se usa para mostrar SNP significativos a través de estudios de asociación de todo el genoma (GWAS). Personalizado del original.

Un factor importante potencial en la falta de unión de los genes de la vía de bioconversión de omega-3 es que los peces fueron alimentados con una dieta rica en aceite de pescado. Los altos niveles dietéticos de EPA y DHA inhiben la actividad de la vía de bioconversión de omega-3. El período de inanición también puede haber afectado la actividad metabólica y la composición de ácidos grasos. Por tanto, las diferencias observadas en los niveles de omega-3 se deben a diferencias en otros procesos metabólicos distintos de la bioconversión de omega-3.

Otra posible explicación es que, aunque la bioconversión de omega-3 es importante para la composición de ácidos grasos del hígado, puede no ser tan importante para la composición de ácidos grasos de los músculos. No se ha demostrado el papel de esta vía en la determinación de la composición de ácidos grasos musculares, y el contenido de ácidos grasos omega-3 de cadena larga en el hígado y el músculo parece tener dos propiedades distintas debido a su muy baja correlación.

Nuestros resultados sugieren que la variabilidad genética que afecta los niveles de EPA y DHA del filete está en el cromosoma 21 del salmón del Atlántico. Los resultados de GWAS de la relación DHA-ALA reforzaron aún más la importancia del cromosoma 21 para el contenido de AGPI omega-3 LC en los músculos del salmón del Atlántico. La región de los SNP más importantes del cromosoma 21 contenía varios genes no caracterizados. Algunos de estos pueden estar involucrados en el futuro metabolismo de los ácidos grasos omega-3. Se necesita más investigación para dilucidar aún más las variantes que subyacen a las características de composición del FA, incluido el mapeo preciso y la validación funcional.

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