Aixin Ni

Heterosis, of hybride groeikracht, verwijst naar het verschijnsel waarbij de prestaties van hybriden superieur zijn aan de gemiddelde prestaties van hun ouders. Het gebruik van heterosis werd ongeveer 100 jaar geleden ingevoerd in de veehouderij, maar de genetische en moleculaire mechanismen ervan zijn nog steeds niet volledig begrepen. Momenteel worden de meeste eieren, kippenvlees en varkensvlees geproduceerd door hybride dieren. De legprestaties zijn zowel economisch belangrijk als genetisch complex. Dit proefschrift richt zich op hybriden tussen de inheemse Beijing-You kippen en de commerciële White Leghorn leghennen, met als doel hun heterosis gedurende de legperiode te karakteriseren en de genetische varianten die ten grondslag liggen aan heterosis voor legprestaties te ontrafelen via een geïntegreerde genomische en transcriptomische benadering.

Er werd een volledige diallele kruising opgezet en een uitgebreide fenotypische dataset met bijna 80 kenmerken, waaronder eigewichten, eiproductie en eikwaliteitskenmerken, werd vastgelegd vanaf het begin van de leg tot een leeftijd van 100 weken. Analyses van erfelijkheid, fenotypische en genetische correlaties, heterosis en verschillen in reciproke kruisingen toonden aanzienlijke heterosis aan voor legprestaties, waarbij kruisingen een verbeterde persistentie vertoonden en in sommige gevallen zelfs de betere ouder overtroffen. Om de genetische basis van deze patronen te onderzoeken, werden whole-genome sequencing-gegevens van 1.004 kippen gecombineerd met ovariële transcriptoomgegevens van een subset van individuen.

Een op een additief-dominantie model gebaseerde genoombrede associatiestudie (GWAS) identificeerde loci voor het cumulatieve aantal eieren waarbij dominantie bijdroeg aan de variatie in kenmerken. Bovendien onthulden expression quantitative trait loci (eQTL) mapping, transcriptome-wide association study (TWAS) en Mendeliaanse randomisatie kandidaat-genen die gerelateerd zijn aan het aantal eieren, wat bewijs leverde voor potentiële causale verbanden. Het proefschrift onderzocht verder de genetische architectuur van eigewicht- en eikwaliteitskenmerken, waarbij GWAS additief-dominantie modellen, conditionele analyses en fine-mapping werden toegepast om secundaire signalen en potentiële causale varianten te identificeren. De resultaten toonden aan dat dominantie een beperkte rol speelde bij heterosis voor deze kenmerken, waarbij additieve effecten de genetische architectuur domineerden. Verschillende veelbelovende kandidaat-genen voor eigewichten en eierschaalkleur werden geïdentificeerd in de nabijheid van GWAS-pieksignalen. Al met al bood dit werk nieuwe inzichten in de genetische en transcriptomische mechanismen van heterosis bij leghennen en vormde het een basis voor kruisingsstrategieën die de legprestaties verbeteren.