白皓, 李瀟凡, 仲黎, 宋倩倩, 劉本帥, 張莘,張揚(yáng), 王志秀, 江勇, 徐琪, 常國斌,, 陳國宏,*

(1.揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展研究院，教育部農(nóng)業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品安全國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，江蘇 揚(yáng)州 225009; 2.揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 江蘇 揚(yáng)州 225009)

礦物元素對(duì)人體生長發(fā)育至關(guān)重要，是新陳代謝過程中不可或缺的營養(yǎng)元素。如鎂元素幾乎參與機(jī)體所有的新陳代謝過程[1]，鉀元素可以促使神經(jīng)傳導(dǎo)功能正常運(yùn)行[2]，鐵元素與缺鐵性貧血和氧化還原等代謝紊亂密切相關(guān)[3]，鋅元素能抵抗和消滅體內(nèi)的病原微生物[4]，硒元素可以增強(qiáng)機(jī)體免疫功能[5]。雖然這些礦物元素對(duì)維持人體正常生命活動(dòng)和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)非常重要，然而人體自身不能合成，需要從各類食物中獲取。鴨肉是人們生活中重要的食品，除了含有優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)和維生素，還富含有多種礦物元素。2019年，我國商品肉鴨出欄43.8億只，約占全球總量的68%，總產(chǎn)值超過1 357億元[6]。因此，大量的肉鴨產(chǎn)品是人體礦物元素的主要來源之一。近年來，隨著人們消費(fèi)水平的提高以及對(duì)禽肉產(chǎn)品質(zhì)量的追求，禽類的飼養(yǎng)量不斷增加。小體型優(yōu)質(zhì)肉鴨具有體型小、風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)價(jià)值高的特點(diǎn)，深受消費(fèi)者歡迎[7]。潤州鳳頭白鴨作為我國古老的小體型優(yōu)質(zhì)肉鴨遺傳資源，其肉質(zhì)細(xì)膩、味道鮮美，富含人體必需的多種礦物元素。

大量研究表明，礦物元素的沉積和分解受到一些元素相關(guān)基因的影響。瞬時(shí)受體電位離子通道(transient receptor potential melastatin, TRPM)家族成員通道6(TRPM6)和通道7(TRPM7)基因是調(diào)控細(xì)胞Mg2+平衡的關(guān)鍵[8]。鈉鉀泵(Na+/K+-ATP酶)是細(xì)胞膜上一種重要的離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，在調(diào)節(jié)血管張力和血壓方面起著重要作用，其中Na+/K+-ATP酶α1亞基(ATPase Na+/K+transporting subunit alpha 1, ATP1A1)和Na+/K+-ATP酶β1亞基(ATPase Na+/K+transporting subunit beta 1, ATP1B1)影響Na+/K+-ATP酶的活性[9]；鐵蛋白基因包括輕鏈和重鏈兩個(gè)亞基，重鏈蛋白由FTH1(鐵蛋白重鏈多肽1，ferritin heavy chain 1)基因編碼，其具有較強(qiáng)的亞鐵氧化酶活性，可以儲(chǔ)存和釋放鐵元素[10]；谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)是動(dòng)物機(jī)體中含量最為豐富的硒蛋白，該家族中的谷胱甘肽過氧化物酶1(glutathione peroxidase 1, GPX1)是首個(gè)被鑒定的硒蛋白，是體內(nèi)重要的抗氧化防御系統(tǒng)，谷胱甘肽過氧化物酶4(glutathione peroxidase 1, GPX4)主要對(duì)磷脂過氧化氫物進(jìn)行催化還原，對(duì)生物膜具有抗氧化保護(hù)作用[11]；氧化磷酸化過程的關(guān)鍵酶是位于線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶[12]，Zn+對(duì)ATP合成酶的增強(qiáng)效應(yīng)與Zn+的濃度相關(guān)，因此Zn+被認(rèn)為是ATP受體的調(diào)制物[13]，ATP6(ATP合成酶亞單位6，ATP synthase F0 subunit 6)和ATP8(亞單位8，ATP synthase F0 subunit 8)都是重要的線粒體基因。

肉鴨不僅是各種礦物元素的載體和供體，礦物元素的沉積與代謝也與肉鴨的生長性能、肉品質(zhì)和抗病力密切相關(guān)。因此，研究礦物元素沉積對(duì)促進(jìn)肉鴨生產(chǎn)和提高鴨肉品質(zhì)具有重要意義。本研究以潤州鳳頭白鴨為研究對(duì)象，探究了不同組織中主要礦物元素隨日齡增加的沉積規(guī)律以及相關(guān)基因的表達(dá)水平，旨在明確小體型優(yōu)質(zhì)肉鴨選育指標(biāo)及最佳出欄日齡，篩選礦物元素含量檢測(cè)關(guān)鍵標(biāo)志基因，為建立小體型優(yōu)質(zhì)肉鴨高效育種技術(shù)體系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

本試驗(yàn)選用150只0日齡的潤州鳳頭白鴨(小體型白羽肉鴨，公母各半)為研究對(duì)象，設(shè)置5個(gè)試驗(yàn)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30只，公母混養(yǎng)。采用上網(wǎng)下床模式飼養(yǎng)至63日齡。所有試驗(yàn)鴨飼養(yǎng)管理和環(huán)境控制條件相同，試驗(yàn)期間自由采食和飲水。不同飼養(yǎng)階段供給的日糧配方及飼料營養(yǎng)水平見表1，其中，每公斤復(fù)合預(yù)混料成分為：膨潤土44.46 g、賴氨酸3.24 g、DL-MHA-FA(88%)0.99 g、蘇氨酸0.73 g、氯化鈉4.40 g、碳酸氫鈉2.00 g、硫酸鈉2.00 g、維康寶0.20 g、氯化膽堿(60%)1.00 g、金多微0.53 g、金羽康0.15 g、C-811酶0.30 g。在試驗(yàn)開始前，對(duì)鴨舍進(jìn)行通風(fēng)和嚴(yán)格的消毒，定期按照常規(guī)的免疫程序?qū)υ囼?yàn)鴨進(jìn)行免疫接種，至63日齡結(jié)束。

表1 日糧配方及飼料營養(yǎng)水平Table 1 Composition and nutrient of the experimental diets

1.2 樣品采集

在0、21、35、49和63日齡時(shí)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)挑選公母鴨各1只(共10只)，采集胸肌、腿肌、肝臟、背皮(背部脊骨正中間)和脛骨5種組織樣品，每種組織采集5 g樣品于-20 ℃保存，用于礦物元素含量測(cè)定。采集肝臟組織樣品0.5 g，放入裝有RNA保護(hù)液的離心管中，于-80 ℃保存，用于RNA提取。

1.3 礦物元素測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1組織前處理 將試驗(yàn)鴨的胸肌、腿肌、肝臟和背皮樣品分別加入濃硝酸和過氧化氫中，在消解儀[Multiwave 3000,安東帕(中國)有限公司]中高壓消解，放入加熱爐中除去硝酸，加入超純水定容，完全溶解后進(jìn)行檢測(cè)。統(tǒng)一采集試驗(yàn)鴨的右側(cè)脛骨，用去離子水沖洗后再用濾紙吸干，放入70～80 ℃恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘干，隨后用研缽研碎，放入干燥器中保存?zhèn)溆?。礦物元素檢測(cè)前處理的實(shí)驗(yàn)步驟參照國標(biāo)GB/T9695(鐵、鎂、鋅)[14-16]和已有研究(鉀、硒)[17-18]，使用微波消解儀進(jìn)行消解。

1.3.2礦物元素含量測(cè)定 利用AFS-2202a原子熒光光度計(jì)(北京吉天儀器公司)測(cè)定樣品中鎂、鉀、鐵、鋅和硒的含量。儀器設(shè)定條件如下：霧化器流量0.80 L·min-1，輔助氣流量0.20 L·min-1，等離子氣流量15 L·min-1，射頻發(fā)生器功率1.3 kW，樣品提升量1.5 mL·min-1。

1.4 引物設(shè)計(jì)

根據(jù)NCBI網(wǎng)站(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)綠頭野鴨TRPM6、TRPM7、ATP1A1、ATP1B1、FTH1、GPX1、GPX4、ATP6和ATP8基因的mRNA序列設(shè)計(jì)引物(表2)[19]，由南京擎科生物科技有限公司合成。

表2 qRT-PCR引物序列Table 2 Primer sequences used for quantitative real-time PCR

1.5 總RNA提取

采用天根公司的TRizol試劑盒提取肝臟組織總RNA，用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)其完整性，使用NanoDrop 2000核酸濃度測(cè)定儀檢測(cè)總RNA的濃度和純度(OD260/OD280=1.8～2.1)，最后用TE將樣品稀釋至相同濃度。

1.6 cDNA合成

利用天根公司的反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA。反應(yīng)體系20 μL：總RNA 2 μL (500 ng·μL-1)，5×FastKing-RT SuperMix 4 μL，RNase-Free ddH2O 14 μL補(bǔ)至20 μL?；靹蚝笥?2 ℃反應(yīng)15 min，95 ℃反應(yīng)3 min，反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.7 qRT-PCR

根據(jù)ABI實(shí)時(shí)熒光定量PCR的步驟和要求配置反應(yīng)體系：cDNA模板2 μL，PoweUpTMSYBRTMGreen master Mix(2×)5 μL，上、下游引物(10 μmol·L-1)各0.4 μL，ddH2O 2.2 μL補(bǔ)至10 μL。熒光定量程序：95 ℃ 2 min；95 ℃ 15 s，60 ℃ 1 min，40個(gè)循環(huán)；熔解曲線：95 ℃ 15 s，60 ℃ 1 min，95 ℃ 15 s和60 ℃ 15 s。擴(kuò)增結(jié)束后進(jìn)行熔解曲線分析，每個(gè)樣品設(shè)置3個(gè)重復(fù)，取平均值。

1.8 統(tǒng)計(jì)分析

使用Excel 2016軟件對(duì)表型和qRT-PCR結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，基因相對(duì)表達(dá)量采用2-ΔΔCT方法計(jì)算[20]。采用SAS 9.4軟件分別對(duì)礦物元素含量和基因表達(dá)量數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，并采用Duncan法進(jìn)行多重比較分析；采用Bivariate Correlation分析各礦物元素之間以及目的基因相對(duì)表達(dá)量與礦物元素含量之間的相關(guān)性，結(jié)果以(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)表示，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同組織中礦物元素沉積規(guī)律分析

不同日齡潤州鳳頭白鴨組織中礦物元素的沉積規(guī)律如圖1所示。

2.1.1胸肌中礦物元素沉積規(guī)律分析 在胸肌組織中，鎂和鉀元素的沉積規(guī)律一致，表現(xiàn)為隨日齡增加呈顯著(P<0.05)升高的趨勢(shì)，兩種元素在49—63日齡時(shí)的含量達(dá)到峰值并趨于穩(wěn)定；鋅元素的沉積規(guī)律表現(xiàn)為隨日齡增加呈顯著性(P<0.05)下降的趨勢(shì)；鐵和硒元素的沉積規(guī)律均表現(xiàn)為先下降再升高再下降的趨勢(shì)，兩種元素在21日齡時(shí)的含量均顯著低于其他日齡(P<0.05)，鐵元素含量在49日齡時(shí)達(dá)到峰值(P<0.05)，而硒元素含量在0日齡時(shí)最高(P<0.05)。

A：胸??；B：腿??；C：肝臟；D：背皮；E：脛骨。圖中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。A: Breast muscle; B: Thigh muscle; C: Liver; D: Skin; E: Tibia. Different letters indicate significant differences (P<0.05).圖1 不同組織中礦物元素的沉積規(guī)律Fig.1 Depositions of mineral elements in tissues at different ages

2.1.2腿肌中礦物元素沉積規(guī)律分析 在腿肌組織中，鎂和鉀元素的沉積規(guī)律與在胸肌組織中的沉積規(guī)律基本一致，隨日齡增加顯著(P<0.05)升高，并在49—63日齡時(shí)穩(wěn)定沉積的趨勢(shì)；鋅元素的沉積規(guī)律與在胸肌組織中的沉積規(guī)律完全相反，隨日齡增加逐漸升高，在49—63日齡時(shí)的含量趨于穩(wěn)定，顯著高于其他日齡(P<0.05)；鐵元素的沉積規(guī)律表現(xiàn)為0—21日齡呈顯著(P<0.05)下降再逐漸升高的趨勢(shì)；硒元素的沉積規(guī)律與在胸肌組織中的沉積規(guī)律基本一致，在35日齡時(shí)的含量最高(P<0.05)。

2.1.3肝臟中礦物元素沉積規(guī)律分析 在肝臟組織中，5種礦物元素的沉積規(guī)律均表現(xiàn)為隨日齡增加呈顯著(P<0.05)升高的趨勢(shì)。其中，鐵元素在潤州鳳頭白鴨21—49日齡生長階段的肝臟中快速沉積，達(dá)到峰值。

2.1.4背皮中礦物元素沉積規(guī)律分析 在背皮組織中，5種礦物元素的沉積規(guī)律與上述3個(gè)組織有所不同。鎂和鉀元素的沉積規(guī)律仍然基本一致，表現(xiàn)為隨日齡增加先升高再下降的趨勢(shì)，兩種元素在21日齡時(shí)的含量達(dá)到峰值；鋅元素的沉積規(guī)律表現(xiàn)為先緩慢升高再呈顯著(P<0.05)下降的趨勢(shì)，在49日齡時(shí)的含量最低(P<0.05)；鐵元素的沉積規(guī)律表現(xiàn)為0—21日齡顯著(P<0.05)升高、21—35日齡顯著(P<0.05)下降、35—49日齡再顯著(P<0.05)升高、49—63日齡再顯著(P<0.05)下降的趨勢(shì)，在49日齡時(shí)的含量達(dá)到峰值(P<0.05)；硒元素的沉積規(guī)律與在胸肌和腿肌組織中的沉積規(guī)律基本一致，在35日齡時(shí)的含量最高(P<0.05)。

2.1.5脛骨中礦物元素沉積規(guī)律分析 在脛骨組織中，鎂和鉀元素的沉積規(guī)律與在背皮組織中的沉積規(guī)律基本一致，表現(xiàn)為隨日齡增加先升高再下降的趨勢(shì)，兩種元素在21日齡時(shí)的含量達(dá)到峰值(P<0.05)；鋅元素的沉積規(guī)律表現(xiàn)為在所有日齡穩(wěn)定沉積，無顯著性差異(P>0.05)；鐵元素的沉積規(guī)律表現(xiàn)為隨日齡增加呈先升高再下降的趨勢(shì)，在21—35日齡時(shí)的含量最高(P<0.05)；硒元素的沉積規(guī)律表現(xiàn)為0—49日齡顯著(P<0.05)下降、49—63日齡穩(wěn)定沉積的趨勢(shì)。

2.2 不同組織中礦物元素之間相關(guān)性分析

不同組織中不同礦物元素相關(guān)性分析如表3所示。

表3 不同組織中礦物元素沉積相關(guān)性Table 3 Correlation between depositions of mineral element in different organ

2.2.1胸肌中不同礦物元素之間相關(guān)性分析

胸肌組織中，鎂元素與鉀元素在潤州鳳頭白鴨的5個(gè)生長階段均高度正相關(guān)，其中0—21日齡呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，49—63日齡呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。在0日齡時(shí)，鎂元素與鋅元素呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；在63日齡時(shí)，鎂元素與硒元素呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

2.2.2腿肌中不同礦物元素之間相關(guān)性分析

腿肌組織中，鎂元素與鉀元素在5個(gè)生長階段均呈高度正相關(guān)，其中21日齡呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，35—63日齡呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。在21日齡時(shí)，鎂和鉀元素分別與硒元素呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；在35日齡時(shí)，鉀元素與鋅元素呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；在49日齡時(shí)，鎂元素與硒元素呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

2.2.3肝臟中不同礦物元素之間相關(guān)性分析

肝臟組織中，鎂元素與鉀元素在5個(gè)生長階段均呈高度正相關(guān)，其中63日齡呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，21—49日齡呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。在0日齡時(shí)，硒元素與鋅元素呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；在21日齡時(shí)，鎂元素與硒元素呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，鉀元素與鐵元素呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；在49日齡時(shí)，鉀元素與鋅元素呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；在63日齡時(shí)，鉀元素與鐵元素呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

2.2.4背皮中不同礦物元素之間相關(guān)性分析

背皮組織中，鎂元素與鉀元素在5個(gè)生長階段均呈高度正相關(guān)，其中21、35和63日齡呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，0和49日齡呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。在0日齡時(shí)，硒元素與鋅元素呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；在21日齡時(shí)，鎂和鋅元素分別與硒元素呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；在49日齡時(shí)，鎂元素與硒元素和鋅元素均呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；在63日齡時(shí)，鉀元素與硒元素呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，鋅元素與鎂元素、鉀元素和鐵元素均呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

2.2.5脛骨中不同礦物元素之間相關(guān)性分析

脛骨組織中，鎂元素與鉀元素在5個(gè)生長階段均呈高度正相關(guān)，其中0、21、35和63日齡呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。在35日齡時(shí)，鎂元素與鋅元素呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；在63日齡時(shí)，鐵元素與硒元素呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。

2.3 基因表達(dá)水平及其與礦物元素之間相關(guān)性分析

2.3.1基因表達(dá)規(guī)律分析 肝臟組織中礦物元素相關(guān)基因的表達(dá)規(guī)律見圖2。所有基因均以0日齡的表達(dá)水平作為對(duì)照組，比較不同日齡之間的基因表達(dá)差異。

鎂元素相關(guān)基因TRPM6在21日齡時(shí)的表達(dá)水平最高(P<0.05)；TRPM7基因的表達(dá)規(guī)律表現(xiàn)為隨日齡增加呈顯著(P<0.05)升高再顯著(P<0.05)下降的趨勢(shì)，0日齡時(shí)的表達(dá)水平最低(P<0.05)，49日齡時(shí)達(dá)到峰值(P<0.05)。兩個(gè)基因在21—35日齡時(shí)的表達(dá)規(guī)律相反，其他日齡基本一致。

鉀元素相關(guān)基因ATP1A1在21日齡時(shí)的表達(dá)水平最低(P<0.05)，49日齡時(shí)的表達(dá)水平最高(P<0.05)；ATP1B1基因的表達(dá)規(guī)律表現(xiàn)為先升高再下降再升高再下降的趨勢(shì)，0日齡時(shí)的表達(dá)水平最低(P<0.05)，49日齡時(shí)的表達(dá)水平最高(P<0.05)。兩個(gè)基因在0—35日齡時(shí)的表達(dá)規(guī)律相反，35—63日齡基本一致。

鐵元素相關(guān)基因FTH1的表達(dá)規(guī)律表現(xiàn)為隨日齡增加呈顯著性(P<0.05)升高的趨勢(shì)，49—63日齡時(shí)的表達(dá)水平最高，顯著高于0—35日齡(P<0.05)。

鋅元素相關(guān)基因ATP6在0日齡時(shí)的表達(dá)水平最低(P<0.05)，49日齡時(shí)的表達(dá)水平最高(P<0.05)；ATP8基因的表達(dá)規(guī)律表現(xiàn)為先顯著(P<0.05)升高再顯著(P<0.05)下降的趨勢(shì)，0日齡時(shí)的表達(dá)水平最低(P<0.05)，35日齡時(shí)的表達(dá)水平最高(P<0.05)。兩個(gè)基因在21—49日齡時(shí)的表達(dá)規(guī)律相反，其他日齡基本一致。

硒元素相關(guān)基因GPX1的表達(dá)規(guī)律表現(xiàn)為0—35日齡顯著性(P<0.05)下降，35—63日齡顯著(P<0.05)升高的趨勢(shì)，63日齡時(shí)的表達(dá)水平最高(P<0.05)；GPX4基因的表達(dá)規(guī)律表現(xiàn)為0—35日齡先升高再下降，35—63日齡顯著(P<0.05)升高的趨勢(shì)，63日齡時(shí)的表達(dá)水平最高(P<0.05)。

注： 圖中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。Note: Different letters indicate significant differences (P<0.05).圖2 肝臟組織中礦物元素相關(guān)基因的表達(dá)規(guī)律Fig.2 Relative expression of genes in liver.

兩個(gè)基因在0—35日齡時(shí)的表達(dá)規(guī)律相反，35—63日齡基本一致。

2.3.2基因表達(dá)與礦物元素之間相關(guān)性分析

由表4可知，僅有鎂元素相關(guān)基因TRPM7的表達(dá)水平與鎂元素在肝臟組織中的沉積呈顯著性正相關(guān)(P<0.05)，其他基因表達(dá)水平與礦物元素沉積存在一定的正負(fù)相關(guān)性，但不顯著(P>0.05)。

表4 基因表達(dá)量與礦物元素的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis between expression levels of genes and depositions of mineral elements in liver

3 討論

3.1 礦物元素沉積規(guī)律與相關(guān)性

礦物元素作為機(jī)體酶、激素和維生素等生物活性物質(zhì)的重要組成成分，參與一系列物質(zhì)代謝和能量代謝過程，對(duì)動(dòng)物機(jī)體的生長發(fā)育和肉品質(zhì)改善具有重要作用[21]。鎂是動(dòng)物機(jī)體生長發(fā)育不可或缺的元素之一，鎂元素沉積可以改善禽肉品質(zhì)[22-23]。武書庚等[24]研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物機(jī)體的鎂元素含量隨日齡增加迅速升高，在骨骼中大量沉積，只有25%左右的鎂元素沉積在肌肉中，與本研究結(jié)果基本一致。鉀是排在動(dòng)物體內(nèi)第三位的常量元素，是機(jī)體細(xì)胞內(nèi)代謝的主要陽離子，對(duì)機(jī)體維持體液的酸堿平衡和滲透壓以及保持神經(jīng)、肌肉反應(yīng)和細(xì)胞穩(wěn)態(tài)具有重要作用[25]。鐵參與整個(gè)動(dòng)物機(jī)體的能量和蛋白質(zhì)代謝[26]。研究表明，動(dòng)物體內(nèi)脾臟和肝臟組織中的鐵元素含量最高，骨骼肌中鐵元素的含量僅為肝臟組織的5%～10%[27]。本研究中胸肌和腿肌組織中的鐵元素含量約為肝臟組織中的3%～27%，與上述研究結(jié)果基本一致。鋅與白蛋白結(jié)合經(jīng)血液循環(huán)首先運(yùn)送到肝臟中，隨后轉(zhuǎn)運(yùn)到機(jī)體的各個(gè)組織和器官中，絕大部分轉(zhuǎn)運(yùn)到骨骼中[28]。肝臟是鋅的主要代謝器官，周轉(zhuǎn)速度較快，而骨骼中的鋅代謝速度較慢，含量較高[29]。本研究中鋅元素沉積量的大小排序?yàn)椋好劰?肝臟>腿肌>胸肌>背皮，與上述研究結(jié)果相同。硒是動(dòng)物機(jī)體必需的微量元素[30]，對(duì)動(dòng)物機(jī)體的免疫應(yīng)答和氧化反應(yīng)等具有重要作用[31]。Burk等[32]研究表明，硒主要分布在肝和腎中，與本研究結(jié)果基本一致。

本研究發(fā)現(xiàn)，鎂與鉀元素的沉積規(guī)律在所有組織中基本一致，且在潤州鳳頭白鴨的5個(gè)生長階段均呈高度正相關(guān)，表明鎂元素和鉀元素協(xié)同促進(jìn)機(jī)體正常代謝，提高動(dòng)物的肉品質(zhì)，可作為聯(lián)合指標(biāo)用于潤州鳳頭白鴨優(yōu)質(zhì)品系的精準(zhǔn)選育，提高選育效率。綜合5種礦物元素在不同組織中的沉積規(guī)律發(fā)現(xiàn)，在胸肌、腿肌和肝臟組織中，幾乎所有礦物元素的含量在49—63日齡時(shí)達(dá)到峰值并趨于穩(wěn)定，為潤州鳳頭白鴨最佳出欄日齡的選擇提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

3.2 基因表達(dá)水平與礦物元素相關(guān)性

TRPM家族有8個(gè)基因，其中TRPM6和TRPM7兩個(gè)基因?qū)g2+的通透性較高，對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)Mg2+穩(wěn)態(tài)具有重要作用。Voets等[33]研究表明，TRPM6基因可以使Mg2+的親和力比對(duì)Ca2+的親和力高5倍以上，上皮細(xì)胞可以吸收全部或部分的Mg2+。滕飛翔等[34]研究表明，TRPM7可能在成年大鼠腎臟細(xì)胞內(nèi)外Mg2+轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)揮重要作用。Na+/K+-ATP酶是細(xì)胞跨膜離子梯度的主要中介，其作用是維持機(jī)體的鈉離子和鉀離子平衡[35]。Mallakh等[36]研究表明，當(dāng)紅細(xì)胞Na+/K+-ATP酶活性降低時(shí)，ATP1A1可以將K+泵入細(xì)胞，將Na+泵出細(xì)胞，提高細(xì)胞中K+的濃度。Blostein等[37]研究表明，ATP1B1決定了K+通道的通透性。鐵是血紅蛋白的重要組成成分，主要以鐵蛋白和含鐵血黃素形式存在于肝臟組織中，鐵蛋白是動(dòng)物體內(nèi)極其重要的一種儲(chǔ)鐵蛋白。He等[38]研究發(fā)現(xiàn)，鐵蛋白基因FTH1表達(dá)可以產(chǎn)生聚鐵效應(yīng)，有利于鐵元素在動(dòng)物體內(nèi)的沉積。細(xì)胞膜上的ATP酶對(duì)維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)具有重要作用。韓軍花等[39]研究表明，鋅對(duì)細(xì)胞膜上的Na+/K+-ATP酶和Ca2+/Mg2+-ATP酶活性均有影響，當(dāng)鋅濃度過高或過低時(shí)，ATP酶活性均有不同程度的降低。硒主要以硒蛋白和含硒蛋白的形式存在于動(dòng)物體內(nèi)。谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)是動(dòng)物體內(nèi)第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的也是最為豐富的硒蛋白。GSH-Px家族包含了GPX1、GPX2、GPX3、GPX4和GPX6在內(nèi)的5種亞型，其中GPX1參與了體內(nèi)抗氧化防御機(jī)制，而GPX4參與了機(jī)體生物膜抗氧化防御系統(tǒng)[40]。

結(jié)合5種礦物元素在肝臟組織中沉積規(guī)律折線圖發(fā)現(xiàn)，相關(guān)基因的表達(dá)水平隨日齡呈動(dòng)態(tài)變化，與礦物元素沉積具有一定的相關(guān)性。其中，TRPM7的基因表達(dá)水平與鎂元素沉積呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，可作為鎂元素含量檢測(cè)關(guān)鍵標(biāo)志基因。

本研究以潤州鳳頭白鴨為研究對(duì)象，探究了不同組織中的主要礦物元素隨日齡增加的沉積規(guī)律以及相關(guān)基因的表達(dá)水平。鎂元素和鉀元素可作為聯(lián)合指標(biāo)用于潤州鳳頭白鴨優(yōu)質(zhì)品系的精準(zhǔn)選育；49—63日齡可作為優(yōu)質(zhì)潤州鳳頭白鴨最佳出欄日齡的參考日齡；TRPM7基因可作為鎂元素含量檢測(cè)關(guān)鍵標(biāo)志基因。本研究結(jié)果為小體型優(yōu)質(zhì)肉鴨選育指標(biāo)和選育效率提供了一定的理論依據(jù)。