Detection of a Cis eQTL Controlling BMCO1 Gene Expression Leads to the Identification of a QTG for Chicken Breast Meat Color

Classical quantitative trait loci (QTL) analysis and gene expression QTL (eQTL) were combined to identify the causal gene (or QTG) underlying a highly significant QTL controlling the variation of breast meat color in a F2 cross between divergent high-growth (HG) and low-growth (LG) chicken lines. Within this meat quality QTL, BCMO1 (Accession number GenBank: AJ271386), encoding the β-carotene 15, 15′-monooxygenase, a key enzyme in the conversion of β-carotene into colorless retinal, was a good functional candidate. Analysis of the abundance of BCMO1 mRNA in breast muscle of the HG x LG F2 population allowed for the identification of a strong cis eQTL. Moreover, reevaluation of the color QTL taking BCMO1 mRNA levels as a covariate indicated that BCMO1 mRNA levels entirely explained the variations in meat color. Two fully-linked single nucleotide polymorphisms (SNP) located within the proximal promoter of BCMO1 gene were identified. Haplotype substitution resulted in a marked difference in BCMO1 promoter activity in vitro. The association study in the F2 population revealed a three-fold difference in BCMO1 expression leading to a difference of 1 standard deviation in yellow color between the homozygous birds at this haplotype. This difference in meat yellow color was fully consistent with the difference in carotenoid content (i.e. lutein and zeaxanthin) evidenced between the two alternative haplotypes. A significant association between the haplotype, the level of BCMO1 expression and the yellow color of the meat was also recovered in an unrelated commercial broiler population. The mutation could be of economic importance for poultry production by making possible a gene-assisted selection for color, a determining aspect of meat quality. Moreover, this natural genetic diversity constitutes a new model for the study of β-carotene metabolism which may act upon diverse biological processes as precursor of the vitamin A

Effects of mountain grassland maturity stage and grazing managment on carotenoids in sward and cows’ milk.

Carotenoids are involved in the sensorial and nutritional values of dairy products. In grazing systems, both herbage maturity stage and grazing management may affect the amount of carotenoid ingested, thus these factors may affect carotenoid concentrations in milk. Two homogenous plots of mountain grassland (1.4 and 2.0 ha) were grazed during two cycles of growth by 6 dairy cows in mid lactation, in strip (SG) and rotational grazing (RG), respectively. We monitored the changes in carotenoid concentrations in sward and milk, measured by HPLC twice a week. Seven carotenoids were identified in the sward: violaxanthin, antheraxanthin, epilutein, lutein, zeaxanthin, ß-carotene and 13-cis ß-carotene. Forage quality decreased throughout the course of the first growth stage, but carotenoid concentration in sward did not significantly change. In early regrowth, forage quality was high and the concentration of ß-carotene and xanthophylls also tended to be higher. Carotenoid concentrations in sward were not affected by grazing management, averaging 350 g per g DM. The carotenoids identified in milk were -carotene (75%) and lutein (25%). A significant decrease in ß-carotene concentration in milk was observed throughout the course of the first growth stage, from 5.37 to 3.87 g per g fat, whereas it increased to 4.91 g per g fat in early regrowth. -carotene concentration in milk was not affected by grazing management, averaging 4.72 and 5.03 g per g fat for RG and SG, respectively. However, lutein concentration was slightly lower for RG than for SG, averaging 1.39 and 1.74 g per g fat, respectively. It is concluded that carotenoids in milk were only slightly affected by herbage maturity stage, and to a lesser extent by grazing management.Les caroténoïdes sont impliqués dans les caractéristiques sensorielles et nutritionnelles des produits laitiers. Au pâturage, les teneurs en caroténoïdes du lait pourraient dépendre du stade de l'herbe et du mode de pâturage, qui conditionnent la quantité et la qualité de l'ingéré. Pour valider cette hypothèse, deux prairies naturelles de montagne homogènes, de 1,4 et 2,0 ha, ont été exploitées par 6 vaches en milieu de lactation, en pâturage tournant rapide (SG) et lent (RG), respectivement, pendant deux cycles de végétation. Nous avons suivi l'évolution des teneurs en caroténoides de l'herbe et du lait, déterminées par HPLC sur deux prélèvements par semaines. Dans l'herbe, sept caroténoïdes ont été identifiés: violaxanthine, anthéraxanthine, épilutéine, lutéine, zéaxanthine, ß-carotène et 13-cis ß-carotène. Au cours du premier cycle de végétation, la valeur nutritive de l'herbe a fortement diminué, mais sa teneur en caroténoïdes n'a pas été significativement modifiée. Les teneurs en ß-carotène et xanthophylles et la valeur nutritive de l'herbe étaient les plus élevées au début du deuxième cycle. La concentration en caroténoïdes de l'herbe n'a pas été affectée par le mode de pâturage, et était en moyenne de 350 g par g MS. Dans le lait, les caroténoïdes identifiés ont été le ß-carotène (75 %) et la lutéine (25 %). La concentration en ß-carotène dans le lait a diminué significativement de 5,37 à 3,87 g par g MG pendant le premier cycle de végétation, et était la plus élevée au début du deuxième cycle (4,91 g par g MG). La concentration en ß-carotène dans le lait n'a pas été affectée par le mode de pâturage, en moyenne 4,72 et 5,03 g par g MG pour RG et SG, respectivement. Cependant, la concentration en lutéine était légèrement plus faible avec RG (1,39 g par g MG) qu'avec SG (1,74 g par g MG). En conclusion, la concentration en caroténoïdes dans le lait a été légèrement affectée par le stade de l'herbe, et dans une moindre mesure par le mode de pâturage