三个品种鹅肌纤维发育和肌内脂肪沉积的调控机制研究

肌纤维发育和肌内脂肪(Intramuscular fat,IMF)沉积是肌肉组织发育的重要组成部分,同时也是影响肉质风味的关键,肌纤维直径/面积的大小直接决定肌肉嫩度,肌内脂肪的含量则与肉的风味和多汁性呈正相关。近年来,一些研究报道指出,肌纤维发育和肌内脂肪沉积间似乎存在一定的联系,而在禽类肌肉生长期间,肌肉内同时存在肌纤维发育和脂肪沉积两个过程的阶段始于6~8周龄后,为进一步揭示两者间相互联系机制,本试验以10和30周龄钢鹅(GE)、朗德鹅(LD)和四川白鹅(SW)为试验材料,探究肌纤维发育和肌内脂肪沉积的表型差异和二者间的分子调控机制。主要试验结果如下:(1)30周龄和10周龄比较,三个品种鹅的胸肌重和胸肌指数均极显著高于10周龄(P<0.01),三个品种单根肌纤维直径和面积均极显著高于10周龄(P<0.01),肌纤维密度则极显著低于10周龄(P<0.01);而油红O面积比例和肌纤维面积比例除LD未达到显著水平外,SW和GE均达到显著差异(P<0.05)。(2)转录组测序结果分析表明,30周龄较10周龄,在GE、LD和SW中分别有150、130和120个与肌纤维发育有关的差异表达基因(Differentially expressed geAir medical transportnes,DEGs),分别显著富集到3、4和3条与肌纤维发育有关的KEGG通路,其中,肌动蛋白细胞骨架调节(Regulation of actin cytoskeleton)、粘着斑(Focal adhesion)在获悉更多三个品种中均被富集到,朗德鹅中还富集了Rap1信号通路(Rap1 signaling pathway)和Ras信号通路(Ras signaling pathway);在GE、LD和SW中分别有72、36和55个与脂肪沉积有关的DEGs,这三个品种的DEGs分别显著富集到5、3和4条与肌内脂肪沉积有关的KEGG通路,其中,胆固醇代谢(Cholesterol metabolism)、PPAR信号通路(PPAR signaling pathway)在三个品种中均被富集到,LD中还富集到了AMPK信号通路(AMAG-221PK signaling pathway)SW中还富集了脂肪酸代谢(Fatty acid metabolism)通路。(3)DEGs的蛋白互作(Protein-Protein Interaction Networks,PPI)分析结果显示,在GE中可直接通过CAV1所在的粘着斑通路调控肌纤维发育,在SW中可直接通过PPARD所在的PPAR信号通路调控肌内脂肪沉积;其他鹅种只能通过关键基因进行间接调控肌纤维发育或肌内脂肪沉积过程。综上,本研究解析了GE、LD和SW在胸肌纤维发育和肌内脂肪沉积间的差异,揭示了调控这三个鹅品种胸肌肌纤维发育和肌内脂肪沉积的分子机制,并筛选出了包括XBP1、LCP1、CAV1、LPL和PPARD在内的关键候选基因,它们将肌纤维发育和肌内脂肪沉积过程联系。以上结果可为进一步探究影响禽类肌肉发育的分子机制提供理论参考。