肌内脂肪含量是评定羊肉品质的关键指标,探索肌内脂肪营养调控技术和沉积机制成为目前生产和科研关注的重点。肌内脂肪沉积,是肉羊生长、体脂分配、血液脂质代谢、脂肪酸组成、脂肪代谢关键基因及转录调控因子等综合作用的结果。胆碱在调控单胃动物脂肪分配方面发挥重要作用,但是其对肉羊生长及各部位脂肪组织中脂肪酸代谢变化的调控作用及机制缺乏研究。本研究采用过瘤胃胆碱(Rumen Protected choline,RPC)作为营养调控剂,借助动物饲养试验、代谢组学、分子生物学技术以及生物信息学分析技术,研究胆碱对肉羊脂肪代谢和肌内脂肪形成的调控作用及分子机制。全文分为4个部分进行。试验一、RPC对肉羊生长性能及体脂肪分配的影响试验选取3-5月龄和10-12月龄杜泊羊X湖羊杂交F1代公羔开展两期试验,每期试验选用24只,随机分成4组(6头/组,组间体重差异不显著(P>0.05)),分别为对照组、0.25%RPC、0.50%RPC和0.75%RPC添加组,每期试验60d,试验结果如下:3-5月龄肉羊阶段,添加RPC有提高肉羊采食量、日增重、料肉比的作用(P<0.05)。RPC对3-5月龄肉羊血液甘油三酯、总胆固醇、HDL和LDL均无显著影响(P>0.05)。RPC有降低3-5月龄肉羊血液FFA含量的作用(P<0.01),对血清皮质醇、瘦素、脂联素和胰岛素无显著影响(P>0.05)。RPC对屠宰率、眼肌面积、肋肉厚度、皮下脂肪厚度无显著影响(P>0.05),试验组腹脂率、肾脂率和盆脂率较对照组有所降低,但并不显著(P>0.05)。添加RPC有提高肾、脾脏、胃、小肠重量的作用,但差异并不显著(P>0.05);对背最长肌脂肪含量无显著影响(P>0.05);对背最长肌、前腿肌pH具有显著的升高作用(P<0.05)。RPC降低3-5月龄肉羊前腿肌、后腿肌失水率(P<0.05),对背最长肌失水率调控效果不显著(P>0.05);RPC有提高背最长肌、前腿肌、后腿肌嫩度的潜在作用,但差异并不显著(P>0.05)。10-12月龄肉羊阶段,添加RPC对肉羊采食量、日增重、饲料利用率无显著影响(P>0.05)。RPC对10-12月龄肉羊血液甘油三酯、胆固醇、HDL、LDL含量无显著影响(P>0.05)。RPC对10-12月龄肉羊血液FAA有先升高后降低作用,但差异并不显著(P>0.05),RPC显著降低胰岛素水平(P<0.05);对抵抗素、脂联素有趋势性降低效果,但差异不显著(P>0.05)。RPC对10-12月龄肉羊的屠宰率无显著影响(P>0.05),降低腹脂率、肾脂率和盆脂率,对眼肌面积和皮下脂肪厚度有提高作用,增加肝、肾、胃和大肠重量,但差异均不显著(P>0.05);显著增加脾脏和小肠重量(P<0.05)。RPC对10-12月龄肉羊背最长肌脂肪含量略有降低,但差异并不显著(P=0.73),对调节背最长肌、前腿肌和后腿肌pH值无显著影响(P>0.05),降低背最长肌、前腿肌和后腿肌失水率、剪切力,但差异并不显著(P>0.05);对肉色调控无显著效果(P>0.05)。RPC能够提高10-12月龄肉羊皮下脂肪和背最长肌中PUFA含量,但差异并不显著(P>0.05),提高n-3、n-6脂肪酸含量,降低背最长肌中SFA含量,但均无显著影响(P>0.05),RPC对背最长肌中C18:0、C18:1trans、C18:1cis、C18:2cis含量略有提升,但差异并不显著(P>0.05)。添加RPC能够降低10-12月龄肉羊皮下脂肪、腹脂、肾周脂肪和盆腔脂肪组织的细胞直径(P<0.01),对各部位脂肪细胞降脂调控效果依次是肾脂>腹脂>盆腔脂肪>皮下脂肪,细胞直径分别较对照组降低33.52%、18.23%、17.47%、5.10%。试验二、RPC对肉羊尿液代谢组的影响试验选用体重相近的杜泊羊X湖羊杂交F1代公羔36头,随机分成3组,每组12头,组间体重差异不显著(P>0.05)。在基础日粮中分别添加0%、0.25%和0.75%RPC水平,饲养管理相同,预饲期10天,正试期5天,在第3-5天收集试验羊尿样,测定不同RPC添加水平对肉羊尿样代谢组的影响,分别采用PCA、PLS-DA和OPLS-DA分析。结果表明:0.25%和0.75%RPC添加水平显著改变肉羊的尿样代谢组,差异代谢物主要有丙酮酸、氧化三甲胺、对甲酚、苯乙酰甘氨酸和马尿酸。RPC添加组较对照组尿液中丙酮酸含量减少,尿样中氧化三甲胺、对甲酚、苯乙酰甘氨酸和马尿酸含量有所提高。这些差异代谢物参与的生物反应过程主要有能量代谢、脂肪、蛋白质和AA代谢以及肠道微生物代谢。RPC能够改变肉羊机体脂肪和能量代谢,主要相关代谢物是丙酮酸和PAG。试验三、RPC对肉羊脂肪代谢关键基因表达的影响3-5月龄肉羊采集对照组、0.25%RPC和0.75%RPC试验组样品,10-12月龄肉羊采集对照组和0.25%RPC试验组样品,测定各组织样品中脂肪代谢关键基因mRNA相对表达量。结果发现:对于3-5月龄肉羊,RPC促进背最长肌中LPL、CD36、ACC、FASN、AGPAT1和AC ADVL mRNA 表达(P<0.05),对 DGAT1、DGAT2、ATGL、HSL、MGLL 和 CPT-1βmRNA 表达无显著影响(P>0.05)。RPC通过促进脂肪酸摄入、合成、酯化和氧化关键基因表达,,促进肉羊背最长肌脂肪酸沉积。RPC抑制3-5月龄肉羊盆腔脂肪中LPL、FASN和AGPAT1mRNA表达(P<0.05),促进 CD36、GPAT1 和 CPT-1βmRNA 表达(P<0.05),对 DGAT1、DGAT2、ATGL、HSL、MGLL和ACADVLmRNA表达无显著影响(P>0.05)。RPC主要通过降低3-5月龄肉羊盆脂脂肪酸摄入、合成和酯化关键基因mRNA表达,加强脂肪酸氧化关键基因表达,整体降低肉羊盆脂沉积。RPC降低3-5月龄肉羊肾周脂肪中的LPL、FASN、GPAT1、AGPAT1mRNA表达(P<0.01),提高脂肪酸氧化关键基因CPT-1β和ACADVLmRNA表达(P<0.01),对CD36、ACC、DGAT1、DGAT2、ATGL、HSL 和 MGLLmRNA 表达无显著影响(P>0.05)。RPC主要通过降低脂肪酸摄入、合成和酯化关键基因表达,加强脂肪酸氧化关键基因表达,降低肾周脂肪沉积。RPC降低3-5月龄肉羊皮下脂肪中CD36、ACC、GPAT1和ACADVL mRNA表达(P<0.05),提高 LPL、FASN、AGPAT1、DGAT1、ATGL 和 CPT-1βmRNA 表达(P<0.05),RPC通过降低摄入、合成、酯化和氧化关键基因表达,促进脂肪酸水解关键基因表达,整体降低皮下脂肪沉积。RPC 降低 3-5 月龄肉羊腹脂 CD36、ACC、FASN、GPAT1、DGAT2 和 ACADVLmRNA表达(P<0.05),促进 LPL、AGPAT1、DGAT1 和 CPT-1β mRNA 表达(P<0.01),RPC通过降低脂肪酸摄入、合成、酯化和氧化关键基因表达,整体降低腹脂沉积。对于10-12月龄肉羊,RPC降低0.25%RPC试验组肉羊背最长肌LPL和CD36 mRNA表达(P<0.01),促进 HSL、MGLL 和 CPT-1β的 mRNA 表达(P<0.01),对 ACC、FASN、GPAT1、AGPAT1、DGAT1、DGAT2、ATGL 和 ACADVLmRNA 表达均无显著影响(P>0.05)。RPC通过降低脂肪酸摄入关键基因表达,加强脂肪酸水解和氧化关键基因表达,整体降低10-12月龄肉羊背最长肌脂肪沉积。RPC抑制10-12月龄肉羊盆腔脂肪中LPL、ACC和FASNmRNA表达(P<0.01),促进 CD36、GPAT1、AGPAT1、ATGL 和 ACADVL mRNA 表达(P<0.05),对 ATGL、DGAT1、DGAT2、HSL和CPT-1β mRNA表达无显著影响(P>0.05),RPC通过降低中脂肪酸摄入、合成关键基因表达,促进酯化、水解和氧化关键基因的表达,整体降低10-12月龄肉羊盆腔脂肪沉积。RPC 降低 10-12 月龄肉羊肾周脂肪中 LPL、ACC、FASN、GPAT1、AGPAT1、DGAT2、ATGL 和 ACADVLmRNA 表达(P<0.05),促进 MGLLmRNA 表达(P<0.05),RPC 通过降低脂肪酸摄入、合成、酯化和水解关键基因表达,整体降低肾周脂肪沉积。RPC降低10-12月龄肉羊皮下脂肪组织CD36、GPAT1和ACADVL mRNA表达水平(P<0.05),促进FASN和ATGLmRNA的表达(P<0.05)。RPC通过降低脂肪酸摄入、合成、酯化和氧化关键基因表达,加强脂肪酸水解关键基因表达,整体降低10-12月龄肉羊皮下脂肪沉积。RPC 降低 10-12 月龄肉羊腹脂 CD36、ACC、FASN、GPAT1、DGAT2、ATGL 和 ACADVL mRNA表达(P<0.05),增加 LPL、DGAT1 和 MGLLmRNA 表达水平(P<0.05)。RPC通过降低脂肪酸摄入、合成、酯化、水解和氧化关键基因表达,整体降低10-12月龄肉羊腹脂沉积。试验四、RPC对肉羊肌内脂肪沉积调控的分子机制添加RPC对3-5月龄肉羊背最长肌中LXRα、LXRβ mRNA表达无显著影响(P>0.05),对PPARα转录有上调作用,但差异并不显著(P>0.05),说明RPC对3-5月龄肉羊肌内脂肪沉积的调控机制主要通过维持LXRα和促进PPARα mRNA表达,进而上调脂肪代谢关键基因,促进肉羊背最长肌脂肪沉积的效果。添加RPC对10-12月龄肉羊背最长肌中LXRα和PPARα mRNA表达均产生抑制效果,整体降低脂肪沉积。