楊小璇，謝賢華，曾文惠，茹 盟，王玉潔，劉佳婷，曾慶節(jié)，梁海平，魏 慶，殷 超，黃建珍

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045)

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們對(duì)于畜禽產(chǎn)品品質(zhì)的要求逐漸提高。因此，在畜禽養(yǎng)殖行業(yè)，獲得品質(zhì)優(yōu)良的畜禽已成為各養(yǎng)殖戶所追求的目標(biāo)。這一目標(biāo)的達(dá)成，主要任務(wù)就是確保畜禽子代的正常生長(zhǎng)發(fā)育；而子代初期獲得良好的生長(zhǎng)發(fā)育，才能確保子代成長(zhǎng)過(guò)程中的各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定發(fā)展，從而獲得優(yōu)良的品質(zhì)，增加社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，滿足人們的需求。

早期的研究發(fā)現(xiàn)，子代初期的生長(zhǎng)發(fā)育，不僅受到自身遺傳基因及其生活環(huán)境等因素的影響，母體效應(yīng)也在一定程度上對(duì)子代性狀造成影響。近年來(lái)，母體效應(yīng)已然成為探討母體與子代性狀關(guān)系的研究熱點(diǎn)，其在畜禽中廣泛存在。研究表明，生命早期的母體營(yíng)養(yǎng)環(huán)境會(huì)對(duì)子代初期的生長(zhǎng)發(fā)育以及成年后的能量代謝等產(chǎn)生長(zhǎng)期而持久的影響，這種影響體現(xiàn)在機(jī)體的形態(tài)學(xué)、細(xì)胞水平以及分子機(jī)制等各個(gè)方面。

母體營(yíng)養(yǎng)是母體效應(yīng)發(fā)揮作用的一種重要方式，對(duì)母體合理提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是子代后期發(fā)育的基礎(chǔ)，是獲得優(yōu)良子代性狀的關(guān)鍵。母體的營(yíng)養(yǎng)水平與子代性狀息息相關(guān)，母體攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要包括蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類、微量元素和維生素等，國(guó)內(nèi)外已有大量研究通過(guò)對(duì)母體攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行基因表達(dá)調(diào)控，分析其對(duì)子代性狀的影響。

現(xiàn)將畜禽母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)子代性狀的影響及其表觀遺傳分子機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為如何合理供給母體營(yíng)養(yǎng)從而獲得優(yōu)良的子代性狀提供參考價(jià)值。

1 母體效應(yīng)研究進(jìn)展

母體效應(yīng)指的是子代畜禽的某些外貌特征、生理性狀及生產(chǎn)性能受其母體直接影響的一種生理現(xiàn)象。ZELEZNIK等[1]研究也表明，母體能夠以一種特定的途徑直接影響子代的組織結(jié)構(gòu)、繁殖能力、物質(zhì)和能量交換功能等。

母體效應(yīng)在無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物都有相關(guān)的證據(jù)證明[2-3]，且機(jī)體中抗體、激素分泌、胎盤的滲透性等現(xiàn)象都與母體效應(yīng)有一定的關(guān)系[4]。因此，母體效應(yīng)是研究母體和子代性狀關(guān)系中應(yīng)當(dāng)考慮的關(guān)鍵因素。

母體效應(yīng)能夠趨使物種的進(jìn)化，它可以通過(guò)控制某一特征的進(jìn)化來(lái)影響其他特征的進(jìn)化，甚至可使進(jìn)化的方向與自然選擇的方向相反，并且在自然選擇停止后，也能引起特征進(jìn)化的發(fā)生[3]。

母體效應(yīng)發(fā)揮作用的途徑十分廣泛，主要包括攝取母體養(yǎng)分、細(xì)胞質(zhì)遺傳、出生前血液的供給等方式[5]。其中，F(xiàn)ALCONER等[6]著重指出，母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)子代出生前后性狀有重要的影響，是母體效應(yīng)發(fā)揮作用主要的途徑。

母體效應(yīng)受多方面因素的影響，除了自身遺傳基因的影響外，還與其生活的環(huán)境(飼料營(yíng)養(yǎng)、氣候條件與衛(wèi)生防疫等)存在非常緊密的聯(lián)系。其中，母體效應(yīng)的主要影響因素包括非營(yíng)養(yǎng)因素和營(yíng)養(yǎng)因素。

1.1 母體效應(yīng)的非營(yíng)養(yǎng)因素影響母體效應(yīng)的非營(yíng)養(yǎng)因素主要是光周期和激素。光期和暗期在晝夜周期中交替變換的時(shí)間稱為光周期。母體能夠向子代傳遞或提供光周期，從而影響子代的生長(zhǎng)發(fā)育。郝仲萍等[7]對(duì)菜蛾絨繭蜂的研究得出母本的光周期經(jīng)歷會(huì)影響子代預(yù)蛹進(jìn)入滯育的比例；劉力寬等[8]發(fā)現(xiàn)在一定情況下，母鼠可以向幼鼠傳遞光周期信息，從而影響子代雄體的繁殖；STESTON等[9]發(fā)現(xiàn)黑線毛足鼠母體處于哺乳期可以為其子代提供光周期信息。

激素是一種化學(xué)信息物質(zhì)，由特定的內(nèi)分泌細(xì)胞合成、儲(chǔ)存與釋放，然后通過(guò)血液循環(huán)抵達(dá)相應(yīng)的組織器官，并與相應(yīng)受體結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮生物活性，調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝活動(dòng)。激素作為動(dòng)物體內(nèi)調(diào)節(jié)生殖、生長(zhǎng)發(fā)育、代謝能力的關(guān)鍵活性物質(zhì)，對(duì)母體效應(yīng)有顯著性影響。戴春花等[10]指出母鼠體內(nèi)一定的促黃體激素能夠調(diào)控小鼠生殖器官發(fā)育的起始時(shí)間；管清華等[11]研究發(fā)現(xiàn)，母體瘦素水平可能以影響子宮內(nèi)胚胎的發(fā)育的方式改變子代開始進(jìn)行性發(fā)育的時(shí)間。

1.2 母體效應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)因素影響母體效應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)因素主要是氨基酸、葡萄糖、脂肪酸、微量元素、維生素等。母體營(yíng)養(yǎng)指母體在妊娠期和哺乳期對(duì)氨基酸、葡萄糖、脂肪酸、微量元素、維生素等營(yíng)養(yǎng)的攝入情況，反映母體的營(yíng)養(yǎng)狀況。因此，母體在妊娠期和哺乳期要攝取足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并提供給胚胎和胎兒，進(jìn)而促進(jìn)子代的發(fā)育。在胎兒發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，胎兒需要通過(guò)臍帶連接的胎盤吸收母體提供的均衡合理的氨基酸、葡萄糖、脂肪酸、微量元素、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。FALCONER等[6]強(qiáng)調(diào)，母體營(yíng)養(yǎng)是母體效應(yīng)發(fā)揮作用的主要方式，母體營(yíng)養(yǎng)水平會(huì)對(duì)子代的性狀造成較大影響。

1.2.1母體營(yíng)養(yǎng)的缺乏 母體營(yíng)養(yǎng)的缺乏，會(huì)導(dǎo)致胎兒發(fā)育的延緩，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成胎兒生長(zhǎng)發(fā)育缺陷，甚至生長(zhǎng)停滯，胎兒的器官或組織會(huì)出現(xiàn)永久性損害，即使在胎兒后期提供高質(zhì)量的營(yíng)養(yǎng)也難以恢復(fù)胎兒的健康發(fā)育。NOGALES等[12]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，母鼠硒源攝取不足，不但會(huì)降低子代的存活率，而且會(huì)阻滯子代的正常發(fā)育；譚星宇等[13]發(fā)現(xiàn)，母鼠妊娠期內(nèi)不能攝取足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，會(huì)影響其子代肺通氣的功能；KOCAMI等[14]指出母雞視黃醇含量若不能從日糧中得到補(bǔ)充，則會(huì)影響胚胎心血管系統(tǒng)和淋巴系統(tǒng)的正常發(fā)育。特別是母體妊娠期膳食中蛋白質(zhì)的攝入，對(duì)胚胎生存、生長(zhǎng)和發(fā)育起到?jīng)Q定性作用，由于缺乏對(duì)細(xì)胞代謝和功能至關(guān)重要的特定氨基酸，母體膳食蛋白質(zhì)攝入量低可導(dǎo)致胚胎丟失、子宮內(nèi)生長(zhǎng)受限和產(chǎn)后生長(zhǎng)減慢：劉秀娟[15]以梅山豬為動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn)，母豬在仔豬出生前后減少蛋白質(zhì)的攝入，斷乳期仔豬會(huì)出現(xiàn)體質(zhì)量和肌肉質(zhì)量下降的現(xiàn)象。

1.2.2母體營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩 母體營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，會(huì)導(dǎo)致子宮內(nèi)環(huán)境發(fā)生改變，對(duì)胎兒的組織器官、代謝能力和機(jī)體功能都會(huì)造成不利的影響，若所攝入的能量比機(jī)體消耗的能量多時(shí)，多余的能量就會(huì)以脂肪的形式在體內(nèi)儲(chǔ)存，進(jìn)而影響胚胎的發(fā)育，致子代可能出現(xiàn)非酒精性脂肪肝、糖尿病等多種代謝病。VOLPATO等[16]提出，母體高脂日糧可使后代體質(zhì)量和脂肪肝質(zhì)量增加，還會(huì)造成脂肪細(xì)胞的肥大和胰島素抵抗等；有研究表明，給妊娠期的母鼠飼喂過(guò)量的高熱量日糧，其胎兒大腦的中樞神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)異常發(fā)育，導(dǎo)致產(chǎn)出的子代會(huì)更傾向于采食高熱量的食物，因此影響其大腦神經(jīng)環(huán)路，出現(xiàn)能量代謝功能的紊亂，影響能量正常的分解和合成，出現(xiàn)能量代謝障礙性疾病[17]。也有研究表明，母體飼喂高脂日糧，會(huì)對(duì)胎兒大腦的發(fā)育和神經(jīng)發(fā)育造成影響[18]。

綜上，母體在妊娠期和哺乳期營(yíng)養(yǎng)不良，包括營(yíng)養(yǎng)缺乏和營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，會(huì)對(duì)后代的發(fā)育、機(jī)體組成和代謝產(chǎn)生負(fù)面影響。這種影響早在出生前就可以觀察到，通常會(huì)持續(xù)到出生后直至成年。有數(shù)據(jù)表明，這對(duì)畜牧業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了長(zhǎng)期的負(fù)面影響。通過(guò)以上相關(guān)的研究證明，母體營(yíng)養(yǎng)不良會(huì)損害肌肉生長(zhǎng)，增加脂肪組織，并對(duì)肝功能等產(chǎn)生負(fù)面影響，除此之外，關(guān)鍵代謝因子的變化，如葡萄糖濃度增加、對(duì)胰島素不敏感和高瘦素血癥等都能被觀察到，所以，生產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)攝入合理的營(yíng)養(yǎng)，以防止對(duì)其子代的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不良的影響。

2 畜禽母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)其子代性狀的影響

畜禽母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)子代生產(chǎn)性能、代謝性能、免疫能力等子代性狀起著至關(guān)重要的作用，母體可通過(guò)胎盤、乳汁或禽蛋等途徑將子代發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳遞給子代。

2.1 畜禽母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)其子代生產(chǎn)性能的影響生產(chǎn)性能是指畜禽最經(jīng)濟(jì)有效地生產(chǎn)畜產(chǎn)品的能力。大量研究表明，子代生產(chǎn)性能與母體攝入的基礎(chǔ)日糧所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)，妊娠期母親營(yíng)養(yǎng)的攝入量的不同會(huì)導(dǎo)致胎兒早期發(fā)育過(guò)程中肌肉生長(zhǎng)的改變，這種改變會(huì)持續(xù)到整個(gè)胎兒發(fā)育階段。GAUVIN等[19]通過(guò)使用免疫組化方式顯示，限制和過(guò)度喂食妊娠期母體會(huì)對(duì)后代的肌源性祖細(xì)胞(PAX7+)產(chǎn)生負(fù)面影響，其中母體飲食改變的20個(gè)基因均廣泛參與神經(jīng)支配和表觀遺傳調(diào)控，并以肌肉依賴的方式改變RES和OVER子代初級(jí)或次級(jí)纖維的數(shù)量。萬(wàn)海峰[20]在母豬妊娠期內(nèi)飼喂添加β-羥基-β-甲基丁酸(HMB)的日糧，發(fā)現(xiàn)仔豬肌纖維數(shù)量有所增加，進(jìn)而使子代的肉質(zhì)得到改善。另一方面，禽蛋中所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也會(huì)直接影響其子代初期的生長(zhǎng)發(fā)育，其中很大程度上會(huì)影響子代肌肉的品質(zhì)。陳宇星[21]研究發(fā)現(xiàn)，在藏種母雞的基礎(chǔ)日糧中添加甜菜堿，其子代的體質(zhì)量顯著增加；張艷云[22]以含不同能量的日糧飼喂母雞，結(jié)果顯示，低能量飼喂更利于改善子代肌肉品質(zhì)；左旭冬[23]研究證明，種雞日糧添加植物甾醇酯，蛋內(nèi)膽汁酸的含量會(huì)增加，進(jìn)而改善子代母雞的肌肉品質(zhì)。這說(shuō)明，子代畜禽的生產(chǎn)性能，從繁殖性能、育肥性能、胴體性狀到各系統(tǒng)、組織至各類生化反應(yīng)都受母體營(yíng)養(yǎng)的影響，其營(yíng)養(yǎng)的代謝和平衡在很大程度上影響了生化反應(yīng)的平衡，從而對(duì)畜禽的生產(chǎn)性能產(chǎn)生影響，因此母體營(yíng)養(yǎng)的合理攝入是保障畜禽子代良好生產(chǎn)性能的關(guān)鍵要素。

2.2 畜禽母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)其子代代謝性能的影響代謝性能是有機(jī)體內(nèi)以一系列化學(xué)反應(yīng)維持生命的能力，畜禽通過(guò)代謝進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖后代，對(duì)內(nèi)外環(huán)境的變化作出反應(yīng)以保持自身內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。其中母體妊娠期和哺乳期的日糧中糖脂含量的供應(yīng)對(duì)子代糖脂代謝影響的研究有大量報(bào)道。姜丹[24]通過(guò)減少AA肉種雞的能量供給，發(fā)現(xiàn)子代胚胎的脂肪代謝受到影響，并證明產(chǎn)生了母體效應(yīng)；GUAN等[25]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)母鼠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的營(yíng)養(yǎng)限飼，會(huì)增加其子代體內(nèi)脂肪的含量；近期，古蘭等[26]通過(guò)用高脂肪膳食組和正常膳食組分別飼喂受孕后的雌鼠，并用40%的脂肪飼料成功建模，結(jié)果得出高脂肪飲食的母鼠其子代空腹血糖(FBG)、空腹胰島素(FINS)、胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)、甘油三酯(TG)均高于正常仔鼠，而胰島素敏感指數(shù)(ISI)降低，表明母體高脂肪飲食暴露會(huì)引起子代糖脂代謝異常。以上試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，妊娠期和哺乳期是影響其子代發(fā)育的敏感期，在該時(shí)期改變母體日糧中的糖脂含量會(huì)影響子代糖脂代謝，并程序化地改變子代成年后的代謝。目前除糖脂以外，其他營(yíng)養(yǎng)因素影響子代代謝性能的研究相對(duì)較少，其影響子代代謝的機(jī)制也待進(jìn)一步研究。

2.3 畜禽母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)其子代免疫能力的影響母體營(yíng)養(yǎng)作為早期生命發(fā)育的重要環(huán)境因素，母體所攝入的營(yíng)養(yǎng)會(huì)導(dǎo)致子宮內(nèi)環(huán)境的改變，極端的子宮內(nèi)環(huán)境會(huì)導(dǎo)致子代出生后成長(zhǎng)緩慢，其對(duì)胎兒的免疫功能也能產(chǎn)生一定的影響[27]。林慧等[28]通過(guò)試驗(yàn)證明，妊娠期攝入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)剩導(dǎo)致的宮內(nèi)營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，會(huì)造成子代臍血中的單核細(xì)胞對(duì)脂多糖的免疫應(yīng)答功能受損。OSORIO等[29]通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，在母牛在產(chǎn)犢前最后3周過(guò)度飼喂高能量日糧會(huì)引發(fā)發(fā)育效應(yīng)，引起的子宮內(nèi)內(nèi)分泌環(huán)境和初乳營(yíng)養(yǎng)成分的改變從而會(huì)影響犢牛的代謝指標(biāo)和初乳喂養(yǎng)后血液中性粒細(xì)胞吞噬能力，因此，通過(guò)設(shè)計(jì)母體所需的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充品來(lái)強(qiáng)化初乳，以此提高犢牛的免疫能力是可行的。另外，REYES-CAMACHO等[30]通過(guò)在高產(chǎn)母豬飼糧中添加1 g/kg 植物活性物質(zhì)(PA)，提高了產(chǎn)活仔數(shù)，并改善了初乳和乳的組成和生物活性，以及哺乳仔豬腸道健康基因表達(dá)。

3 畜禽母體營(yíng)養(yǎng)的表觀遺傳分子機(jī)制

畜禽母體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不僅對(duì)其子代性狀產(chǎn)生影響，還可以通過(guò)表觀遺傳分子機(jī)制對(duì)機(jī)體的各項(xiàng)機(jī)能進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，其中最重要的階段之一就是胚胎期，它是細(xì)胞分化和器官發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，該階段最容易因母體營(yíng)養(yǎng)而影響表現(xiàn)遺傳的建立，進(jìn)而影響子代出生后的生長(zhǎng)發(fā)育。DNA甲基化和組蛋白修飾是表觀遺傳分子機(jī)制中最經(jīng)典的調(diào)控方式，也是畜禽母體營(yíng)養(yǎng)程序化過(guò)程中對(duì)基因調(diào)節(jié)的主要途徑。越來(lái)越多的證據(jù)表明，母體的營(yíng)養(yǎng)狀況可以通過(guò)DNA甲基化和組蛋白修飾等基因表達(dá)穩(wěn)定改變胎兒基因組的表觀遺傳狀態(tài)，這可能為母體營(yíng)養(yǎng)在胎兒編程和基因組印記中的作用提供了分子機(jī)制[31]。因此，母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)子代功能基因的表達(dá)和調(diào)控起到重要的作用，最終調(diào)控子代的生長(zhǎng)發(fā)育與能量代謝。

3.1 畜禽母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)其子代DNA甲基化的影響DNA甲基化是畜禽動(dòng)物研究最密集的表觀遺傳修飾之一，在正常細(xì)胞中，它保證了基因表達(dá)的適當(dāng)調(diào)控和基因沉默的穩(wěn)定。DNA甲基化與組蛋白修飾有關(guān)，這些表觀遺傳修飾的相互作用對(duì)通過(guò)改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)基因組功能至關(guān)重要。葉酸、維生素B12、甜菜堿、膽堿和蛋氨酸等營(yíng)養(yǎng)素都能作為甲基基團(tuán)供體直接影響DNA甲基化，從而密切影響子代的生長(zhǎng)發(fā)育。因此，母體妊娠期攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量和種類的不同都可能導(dǎo)致胎兒關(guān)鍵基因發(fā)生不同程度的甲基化，進(jìn)而影響子代初期的生長(zhǎng)發(fā)育甚至可能影響整個(gè)生命期。

3.1.1畜禽母體攝入日糧中的蛋白質(zhì)含量對(duì)其子代DNA甲基化的影響 蛋白質(zhì)是最重要的生物大分子之一，幾乎參與了機(jī)體生命的各個(gè)過(guò)程，如信息傳遞、能量加工和物質(zhì)代謝等。母體蛋白質(zhì)攝入水平可能影響胎兒基因組的完整性，并改變DNA甲基化和基因表達(dá)。大多數(shù)氨基酸是由母體通過(guò)胎盤的主動(dòng)運(yùn)輸提供給胎兒的。如蛋氨酸作為膳食甲基供體，在DNA甲基化和機(jī)體單碳代謝中發(fā)揮著重要作用：REES等23向妊娠期母體的日糧中添加9%酪蛋白，其子代肝臟內(nèi)源DNA甲基化水平顯著高于日糧中添加18%酪蛋白的對(duì)照組，添加蘇氨酸后甲基化水平進(jìn)一步提高[32]，蘇氨酸的循環(huán)水平下降是由于甲硫氨酸轉(zhuǎn)硫產(chǎn)生的高半胱氨酸代謝途徑活性增加的結(jié)果，由此可見，蛋氨酸代謝的改變?cè)黾恿送桶腚装彼岬漠a(chǎn)生，而母體同型半胱氨酸的增加可能使胎兒DNA甲基化發(fā)生變化，進(jìn)而影響胎兒的發(fā)育，導(dǎo)致成年后出現(xiàn)葡萄糖耐受不良和高血壓等疾病。此外，通過(guò)減少母體日糧中的蛋白質(zhì)水平，對(duì)胎兒和新生子代的生長(zhǎng)發(fā)育也起到重要影響：LILYCROP等[33]在大鼠模型中證明，減少妊娠期大鼠日糧中的蛋白水平，會(huì)使其子代斷奶后的肝臟中糖皮質(zhì)激素受體與過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體基因啟動(dòng)子上的甲基化程度下降；LI等[34]通過(guò)減少妊娠期母鼠日糧中的蛋白水平，發(fā)現(xiàn)其新生小鼠肝臟中IGF-2基因印記控制區(qū)(ICR)甲基化水平會(huì)增加，甲基轉(zhuǎn)移酶與IGF-2基因表達(dá)也顯著上調(diào)；SOHI等[35]限制大鼠妊娠期和哺乳期日糧中的蛋白水平，會(huì)增加子代成年后肝臟中CYP7al啟動(dòng)子上H3K9甲基化程度，從而導(dǎo)致肝臟CYP7a1基因和蛋白表達(dá)下降，肝臟中的膽固醇含量升高；JIA等[36]在母豬妊娠期飼喂低蛋白日糧，會(huì)造成子代G6PC基因出現(xiàn)低甲基化。

3.1.2畜禽母體攝入日糧中的脂肪含量對(duì)其子代DNA甲基化的影響 DNA甲基化在胎兒的發(fā)育上起著關(guān)鍵性作用，母體的飲食中的脂肪含量會(huì)影響甲基供體的豐富程度，而直接影響其后代的表觀基因組[37]。有研究表明，母體因飲食造成超重或肥胖，其子代有更高的死胎風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)子代的影響會(huì)持續(xù)到其成年，增加成年后子代患癌、Ⅱ型糖尿病病、心血管疾病和高血壓等疾病的風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)上，很多研究已經(jīng)證明，母體飲食造成的肥胖會(huì)改變子代生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵過(guò)程中的相關(guān)基因的甲基化[38]。非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一種與肥胖相關(guān)的重要共發(fā)病，也是脂肪肝的前兆，然而對(duì)母鼠妊娠期攝入營(yíng)養(yǎng)導(dǎo)致的NAFLD的研究還較少，WANKHADE等[39]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，飼喂母鼠高脂日糧會(huì)增加子代患脂肪肝的易感性，并發(fā)現(xiàn)其與表觀遺傳和微生物組改變有關(guān)，其中包括關(guān)鍵發(fā)育基因的DNA甲基化發(fā)生改變，腸道菌群組發(fā)生顯著變化。KELEHER等[37]采用交叉培養(yǎng)設(shè)計(jì)，高脂與低脂分別飼喂雌鼠，再與低脂飼喂的雄鼠交配，其子代在斷奶后分別飼喂高脂和低脂日糧，結(jié)果顯示母體的高脂飲食加劇了高脂飼喂子代雌鼠的肥胖，導(dǎo)致其成年后體質(zhì)量增加，血清瘦素水平更高，同時(shí)其肝臟和心臟中出現(xiàn)數(shù)千個(gè)DNA甲基化變化，雖然子代受斷奶后自身飲食的影響更大，但母體的飲食會(huì)造成持續(xù)到子代成年的表觀遺傳影響，而在雌鼠身上，這些影響還伴隨著與肥胖和糖尿病相關(guān)的表型變化。雖然目前已經(jīng)有母體攝入高脂飲食相關(guān)的表觀遺傳變化的較全面研究，但在這些表觀遺傳變化和其潛在的促進(jìn)疾病的易感性途徑等機(jī)制方面仍有大量的研究空間。

3.1.3畜禽母體日糧中的維生素含量對(duì)其子代DNA甲基化的影響 維生素是DNA甲基化單碳基團(tuán)的主要來(lái)源，因哺乳動(dòng)物的發(fā)育十分依賴DNA甲基化，所以因維生素的攝入量的變化，以調(diào)節(jié)DNA甲基化有關(guān)的研究尤為重要，這是對(duì)發(fā)育障礙和包括癌癥在內(nèi)的慢性病的機(jī)制研究。研究證明，母體維生素的缺乏將會(huì)通過(guò)影響子代甲基化水平，從而影響子代機(jī)體細(xì)胞的增殖與分化，葉酸是保證機(jī)體細(xì)胞形態(tài)和功能正常的重要物質(zhì)，它參與了機(jī)體細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖，同時(shí)能夠影響體內(nèi)DNA甲基化的過(guò)程，通過(guò)表觀遺傳分子機(jī)制影響機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)生長(zhǎng)發(fā)育。研究表明，適量服用葉酸能提高基因組DNA的甲基化狀態(tài)，但其影響并不一定適用于全部組織[40]。李毅[41]在母豬懷孕的前6個(gè)月飼喂葉酸缺乏飼料，發(fā)現(xiàn)其初生仔豬的骨骼肌肌纖維數(shù)目均低于正常飼料組，分析原因可能是妊娠期母豬的葉酸缺乏，影響了基因啟動(dòng)子區(qū)CPG位點(diǎn)特異性甲基化水平，從而影響MyoD和Myogenin的表達(dá)，該結(jié)果表明，母體日糧中葉酸的含量能夠影響C2C12細(xì)胞的增殖與分化。另外，循環(huán)中的維生素D水平可以通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)或其他機(jī)制影響DNA甲基化，母體妊娠期的缺乏維生素D也會(huì)影響胎兒及新生子代的生長(zhǎng)發(fā)育，且研究證明新生子代的多種過(guò)敏性疾病與維生素D缺乏有關(guān)，維生素D通過(guò)改變甲基化轉(zhuǎn)移酶活性，從而影響基因啟動(dòng)子甲基化水平[42]：魏真真[43]通過(guò)從孕前限飼維生素D，使母鼠妊娠期體內(nèi)維生素D水平顯著下降，造成其子鼠維生素D水平也顯著下降，導(dǎo)致IFN-γ啟動(dòng)子區(qū)甲基化率顯著增加，從而改變了大鼠Th1/Th2細(xì)胞比例平衡狀態(tài)，影響了機(jī)體的免疫應(yīng)答模式，出現(xiàn)過(guò)敏性疾病。

3.1.4畜禽母體日糧中的礦物質(zhì)元素水平對(duì)其子代DNA甲基化的影響 礦物質(zhì)元素是畜禽機(jī)體所需的營(yíng)養(yǎng)要素之一，通過(guò)在畜禽母體日糧中添加含礦物質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)性飼料，能影響子代免疫系統(tǒng)的機(jī)能。有研究證明，在母體日糧中添加適量的礦物質(zhì)元素對(duì)子代免疫器官的發(fā)育和免疫屏障功能都發(fā)揮著重要的作用。EMMA等[44]研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠妊娠期的高脂日糧中添加硒元素，會(huì)造成子代小鼠肝臟中的全部基因組DNA甲基化水平顯著降低；李昌武等[45]研究發(fā)現(xiàn)，肉雞中添加適量的礦物質(zhì)鋅，能影響子代雞的蛋白A20基因的表觀遺傳修飾，從而緩解脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的腸上皮細(xì)胞NF-κB信號(hào)通路的激活，促進(jìn)子代肉雞的腸黏膜免疫機(jī)能，以上試驗(yàn)證明母體攝入的有機(jī)鋅能促進(jìn)A20基因的甲基化。

3.2 畜禽母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)其子代組蛋白修飾的影響組蛋白修飾是轉(zhuǎn)入后最重要的修飾之一，這種甲基化是由組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(HMT)催化的，該酶以s-腺苷蛋氨酸(SAM)為底物將甲基轉(zhuǎn)移到組蛋白的賴氨酸殘基上，組蛋白的賴氨酸殘基可以是單甲基化、二甲基化和三甲基化(分別是me1、me2和me3)，作為基因表達(dá)的活性或抑制性標(biāo)記，一般認(rèn)為H3K4、H3K36、H3K79是活躍標(biāo)記，它們占據(jù)染色質(zhì)中活躍轉(zhuǎn)錄的基因區(qū)域，H3K9、H3K27和H4K20是一種抑制標(biāo)記。MEHEDINT等[46]在研究中發(fā)現(xiàn)，在妊娠后期的大鼠日糧中去除膽堿，會(huì)導(dǎo)致其子代鼠腦內(nèi)的組蛋白H3K9甲基化程度下降；VO等[47]通過(guò)試驗(yàn)首次證明，在母鼠的妊娠期和哺乳期進(jìn)行蛋白限制，會(huì)增強(qiáng)子代成年后肝臟糖異生基因表達(dá)，導(dǎo)致葡萄糖耐受量不良，其原因是肝臟X受體α(LXRα)轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子區(qū)的DNA上纏繞組蛋白 H3K9乙酰化；因母體日糧的蛋白水平能顯著影響仔豬肝臟羥甲基成二酸單酰輔酶A還原酶(HMGCR)的表達(dá)。黃燕平[48]在妊娠期和泌乳期的母體日糧中添加丁酸，會(huì)引起子代成年鼠骨骼肌肌內(nèi)脂沉積，這可能是由于骨骼肌中脂肪形成的作用增強(qiáng)以及脂肪分解作用的減弱，其中的代謝調(diào)控機(jī)制與參與脂肪形成相關(guān)因子啟動(dòng)子區(qū)顯著升高的組蛋白乙?；患接嘘P(guān)。王金泉[49]研究發(fā)現(xiàn)，改變母體日糧中蛋白水平，會(huì)對(duì)仔豬背最長(zhǎng)肌、腰大肌的MyHC Ⅱb基因啟動(dòng)子區(qū)的組蛋白修飾造成影響，而DNA甲基化狀態(tài)則未受影響。

另外，在不同時(shí)期對(duì)母體進(jìn)行蛋白限飼也會(huì)對(duì)組蛋白乙酰化產(chǎn)生影響：SOHI等[35]在大鼠的哺乳期降低了日糧中的蛋白水平，發(fā)現(xiàn)其子代成年后肝臟CYP7a1基因啟動(dòng)子區(qū)的組蛋白H3乙?；浇档停瑢?dǎo)致CYP7a1基因的表達(dá)水平降低，從而增加肝臟和膽固醇含量，而對(duì)妊娠期母鼠進(jìn)行蛋白限飼的子代成年后肝臟組蛋白H3乙?；?jīng)]有發(fā)生改變，其肝臟和膽固醇的含量也沒(méi)有變化。正是這一發(fā)現(xiàn)表明，在低蛋白飲食衍生的子代中觀察到的膽固醇增加是由于Cyp7a1啟動(dòng)子永久性抑制翻譯后組蛋白修飾。此外，這也是首次證明母體營(yíng)養(yǎng)不良通過(guò)表觀遺傳機(jī)制導(dǎo)致子代長(zhǎng)期的膽固醇失調(diào)。

4 結(jié)論

綜上所述，母體營(yíng)養(yǎng)水平會(huì)對(duì)子代性狀造成一定的影響，尤其應(yīng)注意在母體妊娠期和哺乳期采用合理營(yíng)養(yǎng)飼料進(jìn)行飼喂。就目前的研究表明，母體攝入的各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)子代各方面的生長(zhǎng)狀況影響基本明確，但母體在攝入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后對(duì)子代性狀影響的具體作用機(jī)制的相關(guān)研究還較少，且目前大部分的試驗(yàn)均只對(duì)一種或一類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行研究，多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的搭配使用以及相互之間的作用效果還有待進(jìn)一步探討；另外，在表觀遺傳的分子機(jī)制中，以往的研究主要集中在DNA 甲基化的修飾上，而對(duì)組蛋白修飾及非編碼RNA調(diào)控等方面的研究較少，畜禽母體營(yíng)養(yǎng)影響子代基因表達(dá)的表觀遺傳的分子機(jī)制仍須加以研究。因此，為更好地改善子代性狀，從而使子代更優(yōu)地生長(zhǎng)發(fā)育，并增加畜禽養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益，還需從畜禽母體攝入的營(yíng)養(yǎng)搭配和其表觀遺傳分子機(jī)制等方面更加地深入研究母體營(yíng)養(yǎng)對(duì)子代性狀的影響，為提高畜禽生產(chǎn)力帶來(lái)新的思路。