滩羊肉品质特性与调控的分子机制研究

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滩羊是在宁夏特殊的地理生态环境下经过长期自然选择和人工定向育种而形成的稀有种质资源。为了深入挖掘滩羊肉品质特性及其分子调控机制,阐明滩羊羔羊肌肉在不同月龄形成的分子机制,揭示生物调控网络及基因与肉品质特性间的联系,本研究以盐池滩羊为对象,系统研究不同月龄滩羊的肉品质特性,阐明滩羊肉氨基酸、脂肪酸表达模式和风味差异代谢物。筛选滩羊肉品质特性候选基因及其信号富集通路,采用转录组和代谢组联合解析滩羊在独特自然生态环境下的遗传基础和分子调控机制,挖掘强化滩羊肉品质特性的盐碱地饲草料资源,得到如下研究结果:1、不同月龄滩羊屠宰性能、肉品质特性比较研究为了研究不同月龄滩羊的屠宰性能、肉品质、脂肪酸和氨基酸组成,选择同一条件下饲养的6、9、12月龄滩羊母羊各10只,屠宰后分别测定其屠宰性能、肉品质、脂肪酸和氨基酸组成。结果表明:6、9、12月龄滩羊屠宰性能存在一定差异;9月龄滩羊肉具有较好的肉品质特性;6、9、12月龄滩羊背最长肌共检测出16种氨基酸,其中必需氨基酸8种,非必需氨基酸8种,苏氨酸、精氨酸含量12月龄显著高于6月龄和9月龄(P<0.05);共检测了37种脂肪酸含量,其中检出26种、未检出11种,3个年龄阶段滩羊肉中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸含量差异不显著,多不饱和脂肪酸含量差异显著(P<0.05),不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例随着滩羊月龄的增长呈现增加趋势。综上所述,滩羊在9月龄时表现出较好的屠宰性能和肉品质特性,滩羊肉中含有丰富的氨基酸和脂肪酸。2、不同月龄滩羊肌肉组织转录组学分析为了筛选滩羊肉品质特性候选基因及其信号富集通路,解析滩羊在独特自然生态环境下的遗传基础和分子调控机制,选择同一条件下饲养的6、9、12月龄滩羊母羊各10只,分为3组:6月龄、9月龄和12月龄。然后采集肌肉组织进行转录组和代谢分析。在转录组样本中共获得Clean Data 61.87Gb,其中9个样本Clean Data在转录组中均达到6.45Gb,Q30碱基的百分比均大于93.19%。将每个样本的Clean Reads序列与指定的参考基因组进行比较,效率为77.48%~86.32%。然后根据比较结果进行选择性剪接预测分析、基因结构优化分析和新基因发现。共发现3148个新基因,其中1975个被注释。根据比较结果分析基因表达水平,根据不同样本中的基因表达水平鉴定差异表达基因,并对其进行功能注释和富集分析。3、不同月龄滩羊肌肉组织代谢组学分析不同月龄滩羊(6月龄、9月龄、12月龄)代谢组共对29个样本对2,092个代谢物进行了分析,共检测出173个差异代谢物,差异代谢物分别为45、24、67种,通过对其功能进行标注,并基于KEGG分析对差异代谢物进行聚类,结果表明,差异代谢物在“代谢途径”、“维生素B6代谢”和“不饱和脂肪酸生物合成”途径中显著富集。马尿酸、4-吡哆酸(负模)、16-羟基棕榈酸、芥酸、香叶醇二磷酸等5种代谢途径的差异代谢产物在3组间存在显著差异(P<0.05)。随着羔羊日龄的增加,马尿酸和4-吡哆酸含量逐渐降低。9月龄滩羊羯羊和公羊背最长肌主要代谢物质存在显著差异,显著上调的代谢物12种,显著下调的代谢物2种,主要的差异代谢物有:丙酮、辛烷、2,3,4三甲基己烷等。4、转录组和代谢组联合分析揭示不同月龄滩羊的肌肉变化联合分析表明,不同月龄羔羊肌肉的mRNA表达及代谢产物水平有显著差异。差异表达基因(DEGs)在“脂肪酸代谢”通路中显著富集,表明脂肪酸在羔羊肌肉发育中的关键作用。肌球蛋白重链4(MYH4)在9月龄羔羊肌肉中表达上调,而在12月龄羔羊肌肉中表达下调,羔羊肌肉纤维在9月龄时迅速增加,3个年龄阶段中,9月龄时可能是羔羊肌肉发育的关键时刻。一些deg,如COL1A1、COL1A2和MYH4,表现出与代谢物高度相关。肌肉组织中4-吡哆醇酸和吡哆醇含量随年龄的增长而下降。4-吡哆酸与维生素B6功能有关。活性维生素B6形式参与各种与氨基酸和脂质代谢相关的酶促反应,本结果表明羔羊肌肉维持维生素B6水平的能力随年龄的增长而下降。这项研究的发现为研究滩羊肌肉的形成和发育过程提供了新的思路。5、饲粮中添加不同比例的地椒对滩羊生长性能、屠宰性能及肉品质的影响滩羊在9月龄时表现出较好的屠宰性能和肉品质特性,为了挖掘强化滩羊肉品质特性的盐碱地饲草料资源,结合试验地生产实践,本研究在饲粮中添加不同比例的地椒以研究地椒对9月龄滩羊生长性能、屠宰性能及肉品质的影响。结果表明:3组滩羊生长性能与屠宰性能无显著差异(P>0.05)。试验2组滩羊背最长肌的系水力极显著高于对照组(P<0.01),熟肉率显著高于对照组(P<0.05)。试验1组背最长肌中绝大多数氨基酸的含量显著或极显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)。试验1组滩羊背最长肌中C8:0与C16:0的含量极显著低于对照组(P<0.05),且n-6多不饱和脂肪酸(PUFA)/n-3 PUFA的比例更加合理。由此可见,饲粮中添加10%的地椒可以改善9月龄滩羊的肉品质,添加5%的地椒可改善9月龄滩羊肉的营养价值与风味。
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