Genome-wide association study provides insights into the genetic architecture of bone size and mass in chickens

Bone size is an important trait for chickens because of its association with osteoporosis in layers and meat production in broilers. Here, we employed high density genotyping platforms to detect candidate genes for bone traits. Estimates of the narrow heritabilities ranged from 0.37 [+ or -] 0.04 for shank length to 0.59 [+ or -] 0.04 for tibia length. The dominance heritability was 0.12 [+ or -] 0.04 for shank length. Using a linear mixed model approach, we identified a promising locus within NCAPG on chromosome 4, which was associated with tibia length and mass, femur length and area, and shank length. In addition, three other loci were associated with bone size or mass at a Bonferroni-corrected genome-wide significance threshold of 1%. One region on chicken chromosome 1 between 168.38 and 171.82 Mb harbored HTR2A, LPAR6, CAB39L, and TRPC4. A second region that accounted for 2.2% of the phenotypic variance was located around WNT9A on chromosome 2, where allele substitution was predicted to be associated with tibia length. Four candidate genes identified on chromosome 27 comprising SPOP, NGFR, GIP, and HOXB3 were associated with tibia length and mass, femur length and area, and shank length. Genome partitioning analysis indicated that the variance explained by each chromosome was proportional to its length. Key words: bone length, dominance effect, genome-wide association study, heritability, linear mixed model. La taille des os est un caractere important chez les poulets en raison de son association avec l'osteoporose chez les poules pondeuses et la production de viande chez les poulets de chair. Dans ce travail, les auteurs ont employe des plateformes de genotypage a haut debit pour detecter des genes candidats pour des caracteres en lien avec les os. Les estimes de l'heritabilite au sens strict variaient entre 0,37 [+ or -] 0,04 pour la longueur du tarse et 0,59 [+ or -] 0,04 pour la longueur du tibia. L'heritabilite decoulant de la dominance etait de 0,12 [+ or -] 0,04 pour la longueur du tarse. A l'aide d'un modele lineaire mixte, les auteurs ont identifie un locus prometteur au sein du NCAPG sur le chromosome 4, lequel etait associe a la longueur et a la masse du tibia, a la longueur et a la surface du femur, ainsi qu'a la longueur du tarse. De plus, trois autres locus etaient associes a la taille ou a la masse des os a un seuil de signification pangenomique corrige (selon la methode de Bonferroni) de 1 %. Une region sur le chromosome 1 du poulet, entre 168,38 et 171,82 Mb, contenait les genes HTR2A, LPAR6, CAB39L et TRPC4. Une seconde region qui expliquait 2,2 % de la variance phenotypique etait situee autour du locus WNT9A sur le chromosome 2, et la substitution de l'allele a ce locus etait associee a la longueur du tibia. Quatre genes candidats identifies sur le chromosome 27 (SPOP, NGFR, GIP et HOXB3) etaient associes avec la longueur et la masse du tibia, la longueur et la surface du femur, ainsi que la longueur du tarse. Une analyse de partitionnement du genome a indique que la variance expliquee par chaque chromosome etait proportionnelle a sa longueur. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : longueur des os, effet de dominance, etude d'association pangenomique, heritabilite, modele lineaire mixte.
Introduction Bone growth is of importance to poultry production as skeletal problems are associated with economic losses and welfare issues (Bradshaw et al. 2002; Kapell et al. 2012). Long bone [...]