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精氨酸(Arginine,Arg)是一种条件必需氨基酸,在促进仔猪生长发育过程中发挥重要的作用,Arg在猪肌纤维类型形成中也可能起着重要的调控作用。为此,本论文通过体内外研究探讨了Arg对猪骨骼肌肌慢肌纤维形成的影响及其机理。试验一、饲粮添加精氨酸对猪骨骼肌慢肌纤维表达和线粒体功能的影响采用单因子试验设计,选取产期相近、胎次相似、日龄相近和平均体重为6.55±0.36 kg的健康DLY(杜洛克×长白×约克夏)断奶仔猪60头,随机分为四个处理:Control(基础饲粮)、0.5%Arg(基础饲粮+0.5%Arg)、1%Arg(基础饲粮+1%Arg)、1.5%Arg(基础饲粮+1.5%Arg),每个处理5个重复,每个重复3头仔猪。试验期28d。主要研究结果如下:(1)饲粮添加Arg对断奶仔猪日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料肉比(F/G)的影响差异不显著。(2)与对照组相比,饲粮添加1%Arg显著增加血清中SOD和CAT酶活性(P<0.05),显著增加了总抗氧化能力(P<0.05),降低了血清中MDA的水平(P<0.05)。饲粮添加1%Arg显著增加背最长肌和腰大肌中SOD1、CAT、GR和Nrf2基因mRNA水平(P<0.05)。(3)与对照组相比,饲粮添加1%Arg显著增加了背最长肌中NO含量,显著增加了背最长肌中NOS的酶活(P<0.05)。与对照组相比,添加1%Arg显著增加背最长肌中I型肌纤维的比例,显著降低了II型肌纤维的比例(P<0.05)。与对照组相比,饲粮添加1%Arg显著增加了背最长肌和腰大肌中SDH酶活(P<0.05)。饲粮添加1%Arg显著增加背最长肌和腰大肌中Slow MyHC蛋白含量(P<0.05),显著增加了腰大肌中Fast MyHC蛋白含量(P<0.05),增加了背最长肌和腰大肌中的MyHC I、Tnni1、Tnnc1和Tnnt1的基因表达(P<0.05)。(4)与对照组相比,饲粮添加1%Arg显著增加了背最长肌和腰大肌中mt-loop拷贝数(P<0.05),显著增加背最长肌和腰大肌中Cytc蛋白含量(P<0.05),显著增加了背最长肌和腰大肌中的Cytc、Nrf1、ND1、TFB1M和ATP5G基因mRNA表达(P<0.05)。(5)与对照组相比,饲粮添加1%Arg显著提高了背最长肌和腰大肌中AMPK和ACC蛋白的磷酸化(P<0.05),显著增加了SIRT1和PGC-1α的蛋白含量(P<0.05),显著增加了背最长肌和腰大肌AMPKα1、AMPKα2和PGC-1α的基因表达(P<0.05)。试验二、精氨酸促进猪骨骼肌慢肌纤维形成的机理本研究采用酶消化法从新生仔猪背最长肌中分离猪骨骼肌卫星细胞。将猪骨骼肌卫星细胞诱导分化三天后,分别用不同浓度的Arg(0、50、100和200μg/mL)和鱼藤酮(Rotenone,Rot)(0、0.1、0.5和1μM)处理3 d,利用实时荧光定量PCR与Western Blot分析检测相关基因mRNA和蛋白质的表达,摸索最佳Arg和Rot的作用浓度。在此基础上,添加Arg的同时添加Rot探讨Arg是否通过改善线粒体功能影响猪骨骼肌慢肌纤维形成。结果表明,100μg/mL Arg显著增加了Slow MyHC蛋白和MyHC I基因的mRNA表达,显著增加了SIRT1、PGC-1α和Cytc蛋白表达水平,同时显著降低了MyHC IIb的蛋白表达。Western Blot结果表明,添加0.1、0.5和1μM鱼藤酮均显著下调了Slow MyHC、PGC-1α和Cytc的蛋白表达。在添加100μg/mL Arg的同时添加0.1μM Rot后发现,Rot削弱了Arg引起的MyHC I、AMPKα1、AMPKα2、SIRT1、PGC-1α、Cytc、TFB1M、ND1和ATP5G mRNA水平以及Slow MyHC、SIRT1、PGC-1α、Cytc和p-AMPK蛋白水平的增加(P<0.05)。综上所述,本研究通过体内外试验证实了Arg通过改善线粒体功能促进猪骨骼肌慢肌纤维的形成。