姜曲海猪肉质特性及其分子遗传学基础的研究

【摘要】姜曲海猪是我国优良的地方猪种资源之一,但目前对其肉质特性及其相关分子遗传基础了解甚少,不利于该珍贵遗传资源的开发利用,因此,本研究将姜曲海猪与苏姜猪和杜×长×大杂交猪相比较,来研究姜曲海猪优良的肉质特性,并通过候选基因法对其在肌内脂肪沉积、肌纤维发育有重要调控作用的FABP基因和FoxO家族部分基因的遗传变异、表达规律进行了研究,旨在为姜曲海猪这一优良地方猪种资源科学开发利用,以及为肉质改良的MAS育种筛选有效的分子标记提供理论依据。研究结果如下：1肉质性状常规分析结果肌肉理化特性：姜曲海猪肉色和大理石纹评分分别为3.5和3.7,均显著高于苏姜猪(3.0、2.83)和杜×长×大三元杂种猪(2.7、2.03),差异显著(P<0.05)。姜曲海猪肉失水率和剪切力分别为18.24%和20.48N,与苏姜猪(22.58%,22.83N)和杜×长×大三元杂种猪(25.63%,28.81N)相比较,差异显著(P<0.05)。肌肉食用营养特性：姜曲海猪的肌内脂肪含量最高,达到4.89%,显著高于苏姜猪(3.34%)和杜×长×大三元杂种猪(1.89%),差异显著(P<0.05)；姜曲海猪背最长肌中蛋白质和水分含量分别为20.88%和72.10%,均低于苏姜猪(21.55%,72.99%)和杜×长×大三元杂种猪(22.06%,73.62%),差异不显著(P>0.05)。肌肉各理化性状和食用营养性状间存在不同程度的相关关系,肌肉肉色与大理石纹、pH值呈不同程度的正相关,与剪切力、失水率和熟肉率之间存在负相关关系；肌内脂肪和大理石纹评分呈显著正相关,与剪切力存在显著负相关,与肉色、pH值呈正相关。2肌肉组织学及发育规律结果姜曲海猪肌纤维直径是55.4μm,与苏姜猪(66.9μm)和杜×长×大三元杂种猪(86.4μm)相比较,差异显著(P<0.05)。肌纤维密度则相反,姜曲海猪最高,肌纤维密度达到309.73根/mm2,显著高于苏姜猪(224.67根/mm2)和杜×长×大三元杂种猪(117.73根/mm2)。肌纤维直径、肌纤维面积均与肌肉剪切力呈显著正相关(P<0.05)；肌纤维直径、肌纤维面积均与肌内脂肪、大理石纹呈显著负相关(P<0.05)。姜曲海猪背最长肌显微结构发育性变化规律为：从初生到2月龄,肌纤维生长速度最快,2月龄到4月龄,肌纤维的直径、面积变化缓慢,而4月龄以后,肌纤维基本发育成熟,各项指标趋于稳定。姜曲海猪背不同骨骼肌超微结构发育变化规律为：背最长肌和比目鱼肌发育成熟更早些,2月龄后肌原纤维直径变化不大,而半腱肌和腓肠肌在2月龄到4月龄,仍处于缓慢生长发育阶段,4月龄后肌原纤维直径基本稳定。肌节总体生长发育规律与肌原纤维直径变化规律相似。3风味前体物质组成和含量分析结果姜曲海猪背最长肌测出13种脂肪酸。姜曲海猪饱和脂肪酸的质量分数占总脂肪酸的43.73%,不饱和脂肪酸的质量分数占总脂肪酸的56.27%,其中单不饱和脂肪酸的质量分数占49.22%,以C18:1油酸顺势异构体含量最高,多不饱和脂肪酸的质量分数占7.05%,亚麻酸含量显著高于苏姜猪和杜×长×大杂种猪(P<0.05)。姜曲海猪背最长肌含有17种氨基酸,姜曲海猪、苏姜猪和杜×长×大杂种猪风味前体氨基酸分别为63.5858.1g/kg和53.22g/kg,姜曲海猪风味前体氨基酸显著高于杜×长×大杂种猪(P<0.05),但与苏姜猪相比差异不显著；姜曲海猪、苏姜猪和杜×长×大杂种猪风味氨基酸含量分别占氨基酸总量的39.74%、36.7%和35.08%,群体间差异不显著(P>0.05),姜曲海猪背最长肌中风味氨基酸谷氨酸和脯氨酸含量分别为10.93g/kg和7.08g/kg,分别与杜×长×大杂种猪和苏姜猪差异显著(P<0.05)。姜曲海猪背最长肌中肌苷酸和鸟苷酸含量分别为1.82g/kg和0.02g/kg,与杜×长×大杂种猪相比,均存在显著性差异(P<0.05)。4猪FABP基因多态性研究结果采用PCR-RFLP的方法对姜曲海猪、苏姜猪和杜×长×大杂种猪H-FABP基因的5’-上游区、第二内含子和A-FABP基因内含子1区域进行多态性检测。结果表明,除了H-FABP基因MspⅠ-RFLP位点姜曲海猪中呈偏态分布(a等位基因频率为0)外,HinfⅠ-RFLP、HaeⅢ-RFLP和BsmⅠ-RFLP位点上,三个猪群都具有丰富多态性；分析H-FABP基因的HinfⅠ-RFLP、MspⅠ-RFLP和HaeⅢ-RFLP位点和A-FABP基因的BsmⅠ-RFLP位点各基因型与肉质性状相关性,结果表明,H-FABP基因HaeⅢ-RFLP和HinfⅠ-RFLP位点的不同基因型对IMF含量和大理石纹影响有显著影响(P<0.05),HH>Hh>hh,dd>Dd>DD;HaeⅢ-RFLP位点多态性对失水率有显著影响,dd基因型失水率显著低于Dd和DD基因型；HaeⅢ-RFLP位点对剪切力有显著影响,DD>dd。A-FABP基因的BsmⅠ-RFLP位点不同基因型对IMF含量和大理石纹影响有显著影响,BB>Bb>bb(P<0.05)。5猪FoxO1、FoxO3和FoxO4基因的多态性研究结果采用PCR-RFLP方法检测了姜曲海猪、苏姜猪和杜×长×大杂种猪FoxO1第1外显子Bpil-RFLP位点和FoxO4第1外显子BsiEI-RFLP位点的多态性,在三个猪群中都具有丰富多态性,经X2适合性检验,三个猪群群体基因频率和基因型频率都处于Hardy-Weinberg平衡状态。分析了FoxO1基因Bpil-RFLP位点和FoxO4基因BsiEI-RFLP位点的各基因型与肉质性状相关性,结果表明,FoxO1基因Bpil-RFLP位点的不同基因型对IMF含量和大理石纹影响有显著影响,EE>ee(P<0.05);FoxO4基因BsiEI-RFLP位点的不同基因型对剪切力和失水率有显著影响,失水率和剪切力均为ff型显著低于FF型(P<0.05)。同时利用PCR-SSP方法分析了三个猪群Fox03基因第2外显子(500bpC/T)多态性及该基因与肉质性状的关联,结果显示该位点不同基因型与大理石纹、剪切力和肌内脂肪含量存在显著相关(P<0.05)。6猪FoxO1、FoxO3和FoxO4基因发育表达规律研究结果用RT-PCR法研究FoxO1、FoxO3和FoxO4基因在姜曲海猪0、1、2、4、6和8月龄时心脏、肝脏、肾脏、脾脏、皮下脂肪、腹脂、背最长肌、比目鱼肌、腓肠肌和半腱肌10种组织的表达规律,结果显示在10个组织中均检测到FoxO1、FoxO3和FoxO4基因的表达；FoxO1基因在肝脏、肌肉、心脏中表达量较高,在脾脏、腹脂和皮脂中的表达量较低,FoxO1基因在比目鱼肌、背最长肌和腓肠肌中的表达量呈现出先上升后下降的趋势；FoxO3基因在肌肉、肝脏和脂肪中表达量较高,而在其它组织表达量较低；Fox04基因在肌肉组织中的表达量较为丰富。结果表明,FoxO1、FoxO3和FoxO4基因在不同组织中的发育表达模式存在差异,在不同组织中有不同的表达优势时间点。7猪FoxO1、FoxO3和FoxO4基因表达量与肉质和肌纤维发育之间关系分析结果FoxO1、FoxO3和FoxO4基因mRNA表达的发育性变化与姜曲海猪肌肉肌原纤维的发育和肉质存在相关性,FoxO1基因与背最长肌、半腱肌、腓肠肌的肌原纤维直径和肌节长度呈负相关,与比目鱼肌肌原纤维直径和肌节长度呈正相关。FoxO1基因与肌纤维直径和肌内脂肪呈负相关,与肌纤维密度和剪切力呈正相关,但相关性均不显著(P>0.05)；FoxO3基因与背最长肌、半腱肌、腓肠肌、比目鱼肌的肌原纤维直径和肌节长度均呈负相关,与腓肠肌肌原纤维直径、背最长肌肌节长度均呈显著负相关(P<0.05)。FoxO3基因与肌纤维直径和肌内脂肪呈负相关,与肌纤维密度和剪切力呈正相关,但相关性均不显著(P>0.05)；FoxO4基因与背最长肌、比目鱼肌、半腱肌和腓肠肌肌原纤维直径和肌节长度均呈正相关,与腓肠肌肌原纤维直径呈显著正相关,与背最长肌和半腱肌肌节长度呈显著正相关(P<0.05)。FoxO4基因与背最长肌肌纤维直径和剪切力呈显著正相关(P<0.05),与肌内脂肪呈正相关,但未达到显著水平(P>0.05)。综上,本试验研究了姜曲海猪肉质特性及分子遗传基础,得出以下结论：与杜×长×大杂种猪和苏姜猪相比,姜曲海猪肉色鲜红、系水力强、剪切力低、肌内脂肪含量高,且肌纤维直径小、密度大,背最长肌脂肪酸含量丰富,风味氨基酸和肌苷酸含量较高,是姜曲海猪风味浓郁的物质基础。姜曲海猪FABP基因和FoxO转录因子部分基因存在多态性,且与肉质性状存在不同程度的相关,FoxO1、FoxO3和FoxO4基因在不同组织中发育模式不同,FoxO1、FoxO3和FoxO4基因mRNA表达规律与肉质性状、肌肉发育存在相关性,因此推测,FoxO转录因子参与肌肉生长发育过程,但具体分子调控机制有待于进一步研究。
【作者】朱淑斌；
【导师】李碧春；
【作者基本信息】扬州大学，动物发育生物学，2013，博士
【关键词】姜曲海猪；肉质特性；FABP基因；FoxO转录因子；

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