The dissection of complex traits of economic importance to the pig industry requires the availability of a significant number of genetic markers, such as single nucleotide polymorphisms (SNPs). This study was conducted to discover several hundreds of thousands of porcine SNPs using next generation sequencing technologies and use these SNPs, as well as others from different public sources, to design a high-density SNP genotyping assay.A total of 19 reduced representation libraries derived from four swine breeds (Duroc, Landrace, Large White, Pietrain) and a Wild Boar population and three restriction enzymes (AluI, HaeIII and MspI) were sequenced using Illumina's Genome Analyzer (GA). The SNP discovery effort resulted in the de novo identification of over 372K SNPs. More than 549K SNPs were used to design the Illumina Porcine 60K+SNP iSelect Beadchip, now commercially available as the PorcineSNP60. A total of 64,232 SNPs were included on the Beadchip. Results from genotyping the 158 individuals used for sequencing showed a high overall SNP call rate (97.5%). Of the 62,621 loci that could be reliably scored, 58,994 were polymorphic yielding a SNP conversion success rate of 94%. The average minor allele frequency (MAF) for all scorable SNPs was 0.274.Overall, the results of this study indicate the utility of using next generation sequencing technologies to identify large numbers of reliable SNPs. In addition, the validation of the PorcineSNP60 Beadchip demonstrated that the assay is an excellent tool that will likely be used in a variety of future studies in pigs.

Abstract We report the most extensive genetic linkage map for a livestock species produced to date. We have linked 376 microsatellite (MS) loci with seven restriction fragment length polymorphic loci in a backcross reference population. The 383 markers were placed into 24 linkage groups which span 1997 cM. Seven additional MS did not fall into a linkage group. Linkage groups are assigned to 13 autosomes and the X chromosome (haploid n = 19). This map provides the basis for genetic analysis of quantitative inheritance of phenotypic and physiologic traits in swine.

Abstract We describe the organization of a nascent international effort, the Functional Annotation of Animal Genomes (FAANG) project, whose aim is to produce comprehensive maps of functional elements in the genomes of domesticated animal species.

Abstract Background The domestic pig (Sus scrofa) is important both as a food source and as a biomedical model given its similarity in size, anatomy, physiology, metabolism, pathology, and pharmacology to humans. The draft reference genome (Sscrofa10.2) of a purebred Duroc female pig established using older clone-based sequencing methods was incomplete, and unresolved redundancies, short-range order and orientation errors, and associated misassembled genes limited its utility. Results We present 2 annotated highly contiguous chromosome-level genome assemblies created with more recent long-read technologies and a whole-genome shotgun strategy, 1 for the same Duroc female (Sscrofa11.1) and 1 for an outbred, composite-breed male (USMARCv1.0). Both assemblies are of substantially higher (>90-fold) continuity and accuracy than Sscrofa10.2. Conclusions These highly contiguous assemblies plus annotation of a further 11 short-read assemblies provide an unprecedented view of the genetic make-up of this important agricultural and biomedical model species. We propose that the improved Duroc assembly (Sscrofa11.1) become the reference genome for genomic research in pigs.

Abstract The current swine reference genome, based on a single Duroc individual, has contributed to many significant advances but also carries limitations in many applications. Reference alleles receive substantial bias from alignment-based approaches. Additionally, structural DNA variants are difficult to identify and represent relative to the linear reference genome. As a result, DNA variants more likely to affect complex quantitative traits are understudied and warrant further investigation. In this study, a trio-binning approach was utilized to produce haplotype-resolved assemblies of a Duroc x Landrace hybrid. The Duroc sire and Landrace dam were sequenced via short-read technology (Illumina), and the hybrid offspring was sequenced via long-read technology (PacBio HiFi). A total of 117 Gb HiFi data was produced, equivalent to approximately 47X coverage of the swine genome. Two highly contiguous and high-quality assemblies were produced using hifiasm. The assembled maternal (Landrace) and paternal (Duroc) genomes had a contig N50 of 76.7 Mb and 55.0 Mb, respectively, both of which surpass that of the current reference genome Sscrofa11.1 (48.2 Mb). Furthermore, the maternal and paternal genomes contained 113.6 Mb and 116.0 Mb of novel sequences relative to the reference, respectively. The Benchmarking Universal Single-Copy Orthologue (BUSCO) scores were approximately 96%, indicating high completeness. The computed assembly QVs were found to be >Q40. Compared with short-read technology, whole genome mapping identified substantially more large SVs (> 50bp). These haplotype-resolved assemblies and additional existing assemblies will serve as the basis for the production of a swine pangenome.

The domestic pig ( Sus scrofa ) is important both as a food source and as a biomedical model with high anatomical and immunological similarity to humans. The draft reference genome (Sscrofa10.2) of a purebred Duroc female pig established using older clone-based sequencing methods was incomplete and unresolved redundancies, short range order and orientation errors and associated misassembled genes limited its utility. We present two annotated highly contiguous chromosome-level genome assemblies created with more recent long read technologies and a whole genome shotgun strategy, one for the same Duroc female (Sscrofa11.1) and one for an outbred, composite breed male (USMARCv1.0). Both assemblies are of substantially higher (>90-fold) continuity and accuracy than Sscrofa10.2. These highly contiguous assemblies plus annotation of a further 11 short read assemblies provide an unprecedented view of the genetic make-up of this important agricultural and biomedical model species. We propose that the improved Duroc assembly (Sscrofa11.1) become the reference genome for genomic research in pigs.

Abstract Sow lameness results in premature culling, causing economic loss and well-being issues. A study, utilizing a pressure-sensing mat (GAIT4) and video monitoring system (NUtrack), was conducted to identify objective measurements on gilts that are predictive of future lameness. Gilts (N = 3656) were categorized to describe their lifetime soundness: SOUND, retained for breeding with no detected mobility issues; LAME_SOW, retained for breeding and detected lame as a sow; CULL_STR, not retained due to poor leg structure; LAME_GILT, not retained due to visible signs of lameness; and CULL, not retained due to reasons other than leg structure. The GAIT4 system creates a series of measurements for each hoof and a lameness score (GLS) while NUtrack records animal movement and posture durations each day. To determine if measurements from the GAIT4 and NUtrack systems were associated with lifetime soundness, mixed model analyses were conducted in R including fixed effects of breed of sire, contemporary group and lifetime soundness score and random effect of animal. A second mixed model was run without lifetime soundness score and estimates of animal effects were then used to conduct ssGBLUP analyses using 3 generations of pedigree and genotypes from ~50k SNP on > 60% of phenotyped animals. Genomic heritabilities were estimated, SNP effects were back-solved and significance based on Bonferroni corrected permutation tests. GAIT4 traits indicative of lameness (LAME_GILT and CULL_STR vs SOUND; P < 0.05) were the standard deviation of GLS, average stride length, and average stance time, while significant NUtrack measurements were eating, standing, lateral lying, total lying, speed, distance, and rotations. In addition, rotations differed (P < 0.05) between SOUND vs LAME_SOW and distance tended to be different (P < 0.10). Estimates of heritability for predictive NUtrack traits were ~0.3 and GAIT4 traits were ~0.2. There were 382 significant SNP effects in 47 genomic regions, four regions on chromosomes 1, 4, 11 and 14 accounted for over 60% of the associations. Genome-level imputed genotypes linked several regions with possible causative genes. Objective measurements from the GAIT4 and NUtrack systems at 5 months of age were heritable, able to detect unsound animals, and were associated with lifetime soundness.