The thesis is composed for four articles, where is studied either as relationships between body condition and energetic mobilization in rabbits and as the effect of selection for litter size variability in body condition and energetic mobilization, such as welfare biomarkers, and in litter size and its components after seven generation of selection. The first article examines the relationships between measures of body condition and energetic mobilization on primiparous rabbit at mating, delivery and 10 d after delivery, using principal component analysis. Body condition was measured as body weight and perirenal fat thickness. Energetic mobilization was measured as non-esterified fatty acid concentration in blood, before (NEFAb) and after lipolysis stimulation by isoproterenol (NEFAr). All body weights and perirenal fat thickness were located on the first principal component, exhibiting high correlations between them both at the same or different times (from 0.51 to 0.83). All NEFA measurements were located on the second component, showing low correlations with body condition measurements. Both NEFAs showed high positive correlations when measured at the same time (0.65 at mating, 0.72 at delivery and 0.69 at 10 d after delivery), but low correlations when measured at different times (from 0.09 to 0.20). The second article analyses the correlated response in body condition and fat reserves mobilization. The perirenal fat thickness and the increase in NEFAs from basal until adrenergic stimulation by isoproterenol were measured at second mating, at delivery and at 10 d after delivery. Perirenal fat thickness was similar in both lines at mating. However, the high line showed lower fat thickness than the low line at delivery (-0.16 mm, P=0.86), and this difference remained at 10 d after delivery (-0.17 mm, P=0.86). Moreover, this line exhibited 30% more concentration in NEFAs at delivery than the low one (P=0.96). The third and fourth articles study the correlated responses to selection in litter size and its components. A laparoscopy was performed 12 d of the second gestation, in order to estimate ovulation rate and number of implanted embryos. The litter size was recorded at the second parity. In the last gestation, the embryonic development was analysed at 28, 48 and 72 hours of gestation. The ovulation rate was similar in both lines. The line selected to reduce variability in litter size showed a higher number of implanted embryos (1.23, P=1.00) than the high line. Also, this line showed a more advanced development of the embryos from 48 hours of gestation, exhibiting a lower percentage of early morulae both at 48 hours (53.32% vs 79.90%, P=0.93) and at 72 hours (3.88% Vs. 21.04%, P=0.93). More advanced embryo development is related to higher embryo survival (0.85 vs 0.78, P=1.00). A higher uterine overcrowding of embryos in the low line did not penalise fetal survival, and as a result, this line continued showing a greater number of kits born at birth (0.98, P=0.96). In conclusion, body weight and perirenal fat thickness are good predictors of body reserves and both measurements could be used to estimate energy changes in the mid-long term, while NEFA measurements should be used in the short term. A decrease in litter size variability has a favourable effect on body condition, fat reserve mobilization, embryonic development and survival, and litter size. / La tesis se compone de cuatro artículos, donde se estudia tanto la relación entre la condición corporal y la movilización de energía en la coneja como el efecto de la selección divergente por variabilidad del tamaño de camada en la condición corporal y movilización de reservas energéticas, como biomarcadores del bienestar del animal, y en el tamaño de camada y sus componentes después de siete generaciones de selección. El primer artículo examina las relaciones entre las medidas de la condición corporal y la movilización de energía en conejas primíparas a la monta, al parto y a los 10 días tras el parto, a través de un análisis de componentes principales. La condición corporal se midió como el peso corporal y el espesor de grasa perirenal. La movilización de energía se midió como la concentración de ácidos grasos no esterificados en sangre, antes (NEFAb) y después de la estimulación lipolítica con isoproterenol (NEFAr). Todos los pesos y espesores de grasa perirenal se situaron sobre la primera componente principal, exhibiendo altas correlaciones entre ellos independientemente del estado fisiológico donde se midieron (de 0.51 a 0.83). Todas las medidas de NEFAs se localizaron sobre la segunda componente principal, mostrando una baja correlación con las medidas de la condición corporal. Los NEFAb y NEFAr mostraron elevadas correlaciones entre ellos cuando se midieron en el mismo momento (0.65 a la monta, 0.72 al parto y 0.69 a los 10 días tras el parto), pero bajas correlaciones cuando se midieron en diferentes momentos (de 0.09 a 0.20). El segundo artículo analiza la respuesta correlacionada sobre la condición corporal y la movilización de reservas grasas. El espesor de la grasa perirenal y el incremento de los niveles basales de NEFAs después de su estimulación adrenérgica con isoproterenol fueron medidos a la segunda monta, al parto y a los 10 días tras el parto. El espesor de la grasa perirenal fue similar en ambas líneas a la monta. Sin embargo la línea de alta mostró un menor espesor de grasa que la línea de baja al parto (-0.16 mm, P=0.86), y esta diferencia se mantuvo a los 10 días después del parto (-0.17 mm, P=0.86). Por otro lado, esta línea exhibió un 30% menos de NEFAs al parto que la línea de baja (P=0.96). El tercer y cuarto artículo estudian la respuesta correlacionada sobre el tamaño de camada y sus componentes. Se realizó una laparoscopía a los 12 días de la segunda gestación para estimar la tasa de ovulación y el número de embriones implantados. Se contabilizó el tamaño de camada al segundo parto. En la última gestación se analizó el desarrollo embrionario a 28, 48 y 72 horas de gestación. La tasa de ovulación fue similar en ambas líneas. La línea seleccionada para reducir la variabilidad en tamaño de camada mostró un mayor número de embriones implantados (1.23, P=1.00) que la línea de alta. También, esta línea mostró un desarrollo de los embriones más avanzado a partir de las 48 horas de gestación, exhibiendo un menor porcentaje de mórulas tempranas tanto a 48 horas (53.32% vs 79.90%, P=0.93) como a 72 horas (3.88% vs 21.04%, P=0.93). Un desarrollo más avanzado del embrión está relacionado con una mayor supervivencia de éste (0.85 vs 0.78, P=1.00). Por otro lado, un mayor atestamiento de embriones en el útero de la línea de baja variabilidad no penalizó la supervivencia fetal, y como resultado, esta línea continuó mostrando un mayor número gazapos al parto (0.98, P=0.96). En conclusión, el peso y el espesor de grasa perirenal son buenos predictores de las reservas corporales, ambas medidas podrían usarse para estimar los cambios energéticos a medio plazo, mientras que las medidas de NEFAs se deberían usar a corto plazo. La disminución de la variabilidad del tamaño de camada tiene un efecto favorable sobre la condición corporal, la movilización de reservas grasas, el desarrollo y supervivencia embrionaria y el tam / La tesi es compon de quatre articles, on s'estudia tant la relació entre la condició corporal i la mobilització d'energia en la conilla com l'efecte de la selecció divergent per variabilitat de la grandària de ventrada en la condició corporal i mobilització de reserves energètiques, com biomarcadores del benestar de l'animal, i en la grandària de ventrada i els seus components després de set generacions de selecció. El primer article examina les relacions entre les mesures de la condició corporal i la mobilització d'energia en conilles primípares a la muntada, al part i als 10 dies després del part, a través d'una anàlisi de components principals. La condició corporal es va mesurar com el pes corporal i la grossària de greix perirenal. La mobilització d'energia es va mesurar com la concentració d'àcids grassos no esterificats en sang, abans (NEFAb) i després de l'estimulació lipolítica amb isoproterenol (NEFAr) . Tots els pesos i grossàries de greix perirenal es van situar sobre la primera component principal, exhibint altes correlacions entre ells independentment de l'estat fisiològic on es van mesurar (de 0.51 a 0.83) . Totes les mesures de NEFAs es van localitzar sobre la segona component principal, mostrant una baixa correlació amb les mesures de la condició corporal. Els NEFAb i NEFAr van mostrar elevades correlacions entre ells quan es van mesurar en el mateix moment (0.65 a la muntada, 0.72 al part i 0.69 als 10 dies després del part) , però baixes correlacions quan es van mesurar en diferents moments (de 0.09 a 0.20). El segon article analitza la resposta correlacionada sobre la condició corporal i la mobilització de reserves greixos. La grossària del greix perirenal i l'increment dels nivells basals de NEFAs després de la seua estimulació adrenérgica amb isoproterenol van ser mesurats a la segona muntada, al part i als 10 dies després del part. La grossària del greix perirenal va ser semblant en ambdós línies a la muntada. No obstant això la línia d'alta va mostrar una menor grossària de greix que la línia de baixa al part (-0.16 mm, P=0.86) , i esta diferència es va mantindre als 10 dies després del part (-0.17 mm, P=0.86) . D'altra banda, esta línia va exhibir un 30% menys de NEFAs al part que la línia de baixa (P=0.96). El tercer i quart article estudien la resposta correlacionada sobre la grandària de ventrada i els seus components. Es va realitzar una laparoscopía als 12 dies de la segona gestació per a estimar la taxa d'ovulació i el nombre d'embrions implantats. Es va comptabilitzar la grandària de ventrada al segon part. En l'última gestació es va analitzar el desenrotllament embrionari a 28, 48 i 72 hores de gestació. La taxa d'ovulació va ser semblant en ambdós línies. La línia seleccionada per a reduir la variabilitat en grandària de ventrada va mostrar un nombre més gran d'embrions implantats (1.23, P=1.00) que la línia d'alta. També, esta línia va mostrar un desenrotllament dels embrions més avançat a partir de les 48 hores de gestació, exhibint un menor percentatge de mórulas primerenques tant a 48 hores (53.32% vs 79.90%, P=0.93) com a 72 hores (3.88% vs 21.04%, P=0.93). Un desenrotllament més avançat de l'embrió està relacionat amb una major supervivència d'este (0.85 vs 0.78, P=1.00). D'altra banda, un major atapeïment d'embrions en l'úter de la línia de baixa variabilitat no va penalitzar la supervivència fetal, i com resultat, esta línia va continuar mostrant un nombre més gran errors al part (0.98, P=0.96). En conclusió, el pes i la grossària de greix perirenal són bons predictors de les reserves corporals, ambdós mesures podrien usar-se per a estimar els canvis energètics a mitjà termini, mentres que les mesures de NEFAs s'haurien d'usar a curt termini. La disminució de la variabilitat de la grandària de ventrada té un efecte favorable sobre la condició corporal, la mobilització de reserves greixos, el dese / Calle Ayma, EW. (2017). CORRELATED RESPONSE TO SELECTION FOR LITTER SIZE RESIDUAL VARIANCE IN RABBITS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/81021 / TESIS

[ES] En esta tesis, se realizaron análisis genómicos, metagenómicos y metabolómicos en líneas de conejo seleccionadas de forma divergente para alta y baja VE del tamaño de la camada (TC). Estos animales mostraron diferencias en su potencial de resiliencia. Por ello, estas poblaciones divergentes son un excelente material biológico para estudiar la resiliencia animal a través de la VE. Se realizaron estudios de asociación del genoma (GWAS) utilizando la regresión de un solo marcador y la regresión bayesiana de múltiples marcadores. Cuatro regiones genómicas se asociaron con la VE en el cromosoma 3 de Oryctolagus cuniculus (OCU), OCU7, OCU10 y OCU14, explicando el 8,6% de la varianza genética total para la VE. Además, el estudio de huellas de selección (SS) identificó 134 regiones genómicas que podrían estar bajo selección para la VE. El solapamiento entre ambos estudios se identificó en el OCU3, donde también se encontraron mutaciones funcionales para los genes DOCK2, INSYN2B y FOXI1. Los genes candidatos de GWAS y SS fueron aquellos con mutaciones funcionales identificadas mediante el análisis de secuenciación del genoma completo (WGS) con pools de ADN. Los genes candidatos destacados mostraron funciones biológicas relacionadas con el desarrollo de estructuras sensoriales, la respuesta inmunitaria, la respuesta al estrés y el sistema nervioso. Todas ellas son funciones relevantes para modular la resiliencia de los animales. Por otra parte, los estudios metagenómicos y metabolómicos mostraron que la selección para la VE modificó el microbioma intestinal y la composición de su metaboloma. Las especies microbianas beneficiosas como Alistipes prutedinis, Alistipes shahii, Odoribacter splanchnicus y Limosilactobacillus fermentum eran más abundantes en la población resiliente. En cambio, las especies microbianas nocivas, como Acetatifactor muris y Eggerthella sp, fueron más abundantes en los animales no resistentes. Los genes relacionados con la formación de biofilms, el metabolismo de aminoácidos aromáticos (fenilalanina, triptófano y tirosina) y el metabolismo del glutamato también se expresaron de forma diferencial entre las poblaciones de conejos. Además, se identificaron 15 metabolitos intestinales como potenciales biomarcadores para discriminar y predecir adecuadamente entre las poblaciones de conejos resistentes y no resistentes. Cinco de ellos, el equol, el 3-(4-hidroxifenil)lactato, el 5-aminovalerato, la N6-acetilisina y la serina son metabolitos de origen microbiano. Este es el primer estudio que desvela importantes mecanismos biológicos de la resiliencia animal generada por la selección de la VE de TC. El genoma y el microbioma intestinal y la composición del metaboloma se modificaron a lo largo del proceso de selección, afectando a la respuesta inmunitaria y al estrés. Se encontraron resultados coincidentes entre los estudios metagenómicos y del metaboloma. Por otro lado, en esta tesis desarrollamos por primera vez una herramienta flexible para simular la coevolución del genoma y el microbioma a través de un proceso de selección. La clave de esta herramienta fue la implementación de la herencia del microbioma. Está construida en R y basada en AlphaSimR para que el usuario pueda modificar el código e implementar diferentes escenarios. Esta tesis es el primer paso para desarrollar futuras estrategias y nuevas investigaciones para mejorar la resiliencia de los animales. Una selección que combine información genómica y metagenómica puede mejorar la respuesta de selección. Además, los metabolitos derivados del intestino con evidencia de crosstalk pueden utilizarse como biomarcadores para identificar animales resilientes por plasma, evitando la extracción de muestras fecales para determinar la composición del microbioma. Si estos estudios tienen éxito, estas estrategias podrían mejorar la resiliencia de los animales con el objetivo de buscar un sistema ganadero más sostenible. / [CA] En aquesta tesi, es van realitzar anàlisis genòmiques, metagenòmiques i metabolòmiques en línies de conill seleccionades de manera divergent per a alta i baixa VE de la grandària de la ventrada (GV). Aquests animals van mostrar diferències en el seu potencial de resiliència. Per això, aquestes poblacions divergents són un excel·lent material biològic per a estudiar la resiliència animal a través de la VE. Es van realitzar estudis d'associació del genoma (GWAS) utilitzant la regressió d'un solo marcador i la regressió bayesiana de múltiples marcadors. Quatre regions genòmiques es van associar amb la VE en el cromosoma 3 de Oryctolagus cuniculus (OCU), OCU7, OCU10 i OCU14, explicant el 8,6% de la variància genètica total per a la VE. A més, l'estudi de petjades de selecció (SS) va identificar 134 regions genòmiques que podrien estar sota selecció per a la VE. El solapament entre tots dos estudis es va identificar en l'OCU3, on també es van trobar mutacions funcionals per als gens DOCK2, INSYN2B i FOXI1. Els gens candidats de GWAS i SS van ser aquells amb mutacions funcionals identificades mitjançant l'anàlisi de seqüenciació del genoma complet (WGS) amb pools d'ADN. Els gens candidats destacats van mostrar funcions biològiques relacionades amb el desenvolupament d'estructures sensorials, la resposta immunitària, la resposta a l'estrés i el sistema nerviós. Totes elles són funcions rellevants per a modular la resiliència dels animals. D'altra banda, els estudis metagenòmiques i *metabolòmiques van mostrar que la selecció per a la VE va modificar el microbioma intestinal i la composició de la seua metaboloma. Les espècies microbianes beneficioses com Alistipes prutedinis, Alistipes shahii, Odoribacter splanchnicus i Limosilactobacillus fermentum eren més abundants en la població resilient. En canvi, les espècies microbianes nocives, com Acetatifactor muris i Eggerthella sp, van ser més abundants en els animals no resistents. Els gens relacionats amb la formació de biofilms, el metabolisme d'aminoàcids aromàtics (fenilalanina, triptòfan i tirosina) i el metabolisme del glutamat també es van expressar de manera diferencial entre les poblacions de conills. A més, es van identificar 15 metabòlits intestinals com a potencials biomarcadores per a discriminar i predir adequadament entre les poblacions de conills resistents i no resistents. Cinc d'ells, el equol, el 3-(4-hidroxifenil)lactat, el 5-aminovalerato, la N6-acetilisina i la serina són metabòlits d'origen microbià. Aquest és el primer estudi que revela importants mecanismes biològics de la resiliència animal generada per la selecció de la VE de GC. El genoma i el microbioma intestinal i la composició del metaboloma es van modificar al llarg del procés de selecció, afectant la resposta immunitària i a l'estrés. Es van trobar resultats coincidents entre els estudis metagenòmiques i del metaboloma. D'altra banda, en aquesta tesi desenvolupem per primera vegada una eina flexible per a simular la coevolució del genoma i el microbioma a través d'un procés de selecció. La clau d'aquesta eina va ser la implementació de l'herència del microbioma. Està construïda en R i basada en AlphaSimR perquè l'usuari puga modificar el codi i implementar diferents escenaris. Aquesta tesi és el primer pas per a desenvolupar futures estratègies i noves investigacions per a millorar la resiliència dels animals. Una selecció que combine informació genòmica i metagenòmique pot millorar la resposta de selecció. A més, els metabòlits derivats de l'intestí amb evidència de crosstalk poden utilitzar-se com biomarcadores per a identificar animals resilients per plasma, evitant l'extracció de mostres fecals per a determinar la composició del microbioma. Si aquests estudis tenen èxit, aquestes estratègies podrien millorar la resiliència dels animals amb l'objectiu de buscar un sistema ramader més sostenible. / [EN] Disclosing the biological mechanisms of the VE can help to gain some insight into the biological basics of animal resilience. In this thesis, genomic, metagenomic, and metabolomic analyses were performed on rabbit lines divergently selected for high and low VE of litter size (LS). These animals showed differences in their resilience potential. Thus, these divergent populations are an excellent biological material for studying animal resilience through the VE. Genome-wide association studies (GWAS) were performed using single marker regression, and Bayesian multiple marker regression approaches. Four genomic regions were associated with the VE in the Oryctolagus cuniculus chromosome (OCU) 3, OCU7, OCU10, and OCU14, explaining 8.6% of the total genetic variance for the VE. In addition, the signature of selection (SS) study identified 134 genomic regions which could be under selection for VE. Overlapping between both studies was placed in the OCU3, where functional mutations for the DOCK2, INSYN2B and FOXI1 genes were also found. Candidate genes from GWAS and SS were those with functional mutations identified using whole genome sequencing (WGS) analysis with pools of DNA. Highlighted candidate genes showed biological functions related to the development of sensory structures, the immune response, the stress response, and the nervous system. All of them are relevant functions to modulate animal resilience. On the other hand, metagenomic and metabolomic studies showed that the selection for VE modified the gut microbiome and metabolome composition. Beneficial microbial species such as Alistipes prutedinis, Alistipes shahii, Odoribacter splanchnicus and Limosilactobacillus fermentum were more abundant in the resilient population. In contrast, harmful microbial species such as Acetatifactor muris and Eggerthella sp were more abundant in the non-resilient animals. Genes related to biofilm formation, aromatic amino acid metabolism (Phenylalanine, tryptophan, and tyrosine), and glutamate metabolism were also differentially expressed between the rabbit populations. Furthermore, 15 gut metabolites were identified as potential biomarkers to properly discriminate and predict between the resilient and non-resilient rabbit populations. Five of them, the equol, 3-(4-hydroxyphenyl)lactate, 5-aminovalerate, N6-acetyllisine, and serine were microbial-derived metabolites. This is the first study unravelling important biological mechanisms under the animal resilience generated by VE of LS selection. Genome and gut microbiome and metabolome composition were modified throughout the selection process, affecting the immune and stress response. Overlapping results were found between the metagenomic and metabolome studies. On the other hand, in this thesis, we developed a flexible tool for simulating the coevolution of the genome and microbiome across a selection process for the first time. The key of this tool was the implementation of the microbiome inheritance. It is constructed in R and based on AlphaSimR so the user can modify the code and implement different scenarios. This thesis is the first step to develop future strategies and further research to improve animal resilience. A selection combining genomic and metagenomic information may improve the selection response. Moreover, gut-derived metabolites with evidence of crosstalk can be used as biomarkers to identify resilient animals by plasma, avoiding the extraction of faecal samples to determine the microbiome composition. If these studies suceed, these strategies could improve animal resilience with the aim of search a more sustainable livestock system. Lastly, the simulation tool developed could help unravel the microbiome's implications in animal breeding programs. / This study was supported by projects AGL2014-5592, C2-1-P and C2-2-P, and AGL2017-86083, C2-1-P and C2-2-P, funded by the Spanish Ministerio de Ciencia e Innovación (MIC)-Agencia Estatal de Investigación (AEI) and the European Regional Development Fund (FEDER). Projects PID2020-115558GB-C21, funded by the Spanish Ministerio de Ciencia e Innovación (MIC)-Agencia Estatal de Investigación (AEI) and the European Regional Development Funds (FEDER) FPU17/01196 scholarship from the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities. / Casto Rebollo, C. (2023). Unravelling the Environmental Variance of Litter Size Through the Genome and Gut Microbiome [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192460