韓 麗 黃興國(guó) 尹 杰

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,長(zhǎng)沙 410128)

豬肉品質(zhì)作為一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)性狀,其優(yōu)劣與肌內(nèi)脂肪(IMF)含量和肌纖維性狀密切相關(guān)[1]。寧鄉(xiāng)豬是我國(guó)優(yōu)良地方豬品種,具有IMF含量高、肉質(zhì)好、抗病力強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn),已于2020年被列入《國(guó)家畜禽遺傳資源品種名錄》。但背膘厚、腹脂過(guò)度沉積、瘦肉率低等問(wèn)題一直影響寧鄉(xiāng)豬的經(jīng)濟(jì)效益。因此,重點(diǎn)研究以寧鄉(xiāng)豬為代表的優(yōu)良地方豬,有助于保護(hù)我國(guó)地方豬品種資源以及開(kāi)發(fā)高品質(zhì)豬肉。近年來(lái),隨著生物技術(shù)的發(fā)展和研究的逐步深入,針對(duì)寧鄉(xiāng)豬的研究已從營(yíng)養(yǎng)手段改善其相關(guān)肉品質(zhì)指標(biāo),逐步深入到從分子層面研究營(yíng)養(yǎng)、基因、轉(zhuǎn)錄因子及相關(guān)信號(hào)通路調(diào)控寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積和肌纖維性狀的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。迄今為止,已有大量的脂肪沉積和肌纖維形成相關(guān)基因及相關(guān)信號(hào)通路被報(bào)道參與肉品質(zhì)調(diào)控[2],且關(guān)于營(yíng)養(yǎng)靶向RNA表觀遺傳修飾來(lái)調(diào)控豬肉品質(zhì)的研究已成為熱點(diǎn)。由此可見(jiàn),關(guān)于如何通過(guò)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)手段調(diào)控寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積和肌纖維形成相關(guān)基因及相關(guān)信號(hào)通路,并揭示其分子機(jī)制,是改善寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)的關(guān)鍵和問(wèn)題所在。因此,本文將結(jié)合近些年最新研究成果,對(duì)寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)特性、營(yíng)養(yǎng)干預(yù)對(duì)肉品質(zhì)的影響及調(diào)控肉品質(zhì)的分子機(jī)制研究進(jìn)行綜述,旨在為系統(tǒng)揭示營(yíng)養(yǎng)干預(yù)調(diào)控寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)的分子機(jī)制提供參考和新思路。

1 寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)特性

1.1 IMF含量

表1 不同品種豬IMF含量和大理石紋評(píng)分比較

1.2 脂肪代謝相關(guān)基因

皮下脂肪、肝臟或肌肉等組織中脂肪酸組成和富集量有所不同,受遺傳基因的調(diào)控。寧鄉(xiāng)豬背脂、腹脂和腎周脂中脂肪酸分布差異較大,且從背脂、腹脂到腎周脂其飽和脂肪酸總量呈上升趨勢(shì),單不飽和脂肪酸總量呈下降趨勢(shì)[13]。脂肪代謝關(guān)鍵基因參與豬脂肪發(fā)育的動(dòng)態(tài)調(diào)控過(guò)程。Ma等[14]研究發(fā)現(xiàn),寧鄉(xiāng)豬與引進(jìn)品種豬之間存在多種基因組結(jié)構(gòu)性變異(SVs),且2品種豬間共有195個(gè)基因表達(dá)水平存在顯著差異,而寧鄉(xiāng)豬特有的SVs可促進(jìn)其皮下脂肪沉積,這也解釋了寧鄉(xiāng)豬與引進(jìn)品種豬在脂肪沉積方面的表型差異。Li等[15]研究發(fā)現(xiàn),不同日齡寧鄉(xiāng)豬皮下脂肪組織中差異豐度蛋白有50%以上集中在90～210日齡,可間接調(diào)控脂肪細(xì)胞的發(fā)育和功能。由此推測(cè),寧鄉(xiāng)豬遺傳特性可能是促使育肥后期寧鄉(xiāng)豬背膘厚、脂肪率和腹脂率顯著或極顯著高于引進(jìn)品種豬的主要原因[6]。有報(bào)道稱(chēng),寧鄉(xiāng)豬育肥期日增重與其背膘厚、脂肪率和眼肌面積呈正相關(guān)。由于基因調(diào)控的滯后性,發(fā)現(xiàn)沙子嶺豬皮下脂肪沉積的關(guān)鍵窗口期為90～150日齡,而皮下脂肪細(xì)胞發(fā)育基因調(diào)控的關(guān)鍵窗口期為60～90日齡[16]。因此,可推測(cè)寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積的動(dòng)態(tài)調(diào)控規(guī)律,其育肥期可能是脂肪沉積的關(guān)鍵時(shí)期,而脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控在此時(shí)期之前。由此可見(jiàn),寧鄉(xiāng)豬皮下脂肪沉積受脂質(zhì)相關(guān)基因的調(diào)控。而營(yíng)養(yǎng)調(diào)控手段可調(diào)節(jié)寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積相關(guān)基因的表達(dá),有效降低其皮下脂肪沉積[4]。另外,脂肪型地方豬和瘦肉型種豬腸道微生物的多樣性和豐度明顯不同,2品種豬表型差異顯著[17]。糞菌移植技術(shù)可使受體表現(xiàn)出與供體相似的表型。因此,研究移植瘦肉型種豬糞菌給寧鄉(xiāng)豬,探討其是否降低了寧鄉(xiāng)豬皮下脂肪沉積并揭示其脂質(zhì)代謝調(diào)控機(jī)制有重要研究意義。

綜上所述,寧鄉(xiāng)豬IMF含量更高,且脂肪酸組成和富集量更加豐富,推測(cè)原因可能與腸道微生物、脂質(zhì)代謝和肌纖維形成相關(guān)基因以及遺傳因素等對(duì)肉品質(zhì)動(dòng)態(tài)調(diào)控的分子機(jī)制不同有關(guān)。因此,有必要通過(guò)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)手段,特異性調(diào)控寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積和肌纖維性狀的關(guān)鍵窗口期,以降低皮下脂肪沉積,促進(jìn)肌纖維類(lèi)型轉(zhuǎn)化,進(jìn)而精準(zhǔn)改善寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì),并揭示其調(diào)控機(jī)制,為寧鄉(xiāng)豬開(kāi)發(fā)利于提供技術(shù)支撐。

2 營(yíng)養(yǎng)調(diào)控對(duì)寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)的影響

2.1 能量水平對(duì)寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)的影響

2.2 蛋白質(zhì)水平對(duì)寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)的影響

2.3 非常規(guī)飼料原料對(duì)寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)的影響

2.4 功能性添加劑對(duì)寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)的影響

2.4.1 植物提取物

2.4.2 微生態(tài)制劑

豬的胃腸道微生物群與宿主脂質(zhì)代謝及其腸道健康密切相關(guān)。研究表明,通過(guò)干預(yù)腸道微生物組成可促進(jìn)微生物代謝產(chǎn)物產(chǎn)生,進(jìn)而有效改善宿主脂肪酸代謝和脂肪沉積[17]。研究表明,德氏乳桿菌制劑顯著降低了寧鄉(xiāng)豬血清和肝臟中甘油三酯、總膽固醇、LDL-C含量[27],改善了機(jī)體脂質(zhì)和脂蛋白水平;顯著降低了失水率,改善了寧鄉(xiāng)豬生產(chǎn)性能、胴體性狀和肉品質(zhì)[28]。由此可見(jiàn),益生菌可能通過(guò)調(diào)控調(diào)節(jié)寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)代謝,從而改善其生長(zhǎng)性能和肉品質(zhì)。其機(jī)制可能是營(yíng)養(yǎng)干預(yù)手段調(diào)節(jié)了腸道微生物及其代謝產(chǎn)物,激活了脂質(zhì)代謝相關(guān)基因,改善了寧鄉(xiāng)豬胴體性狀和肉品質(zhì)。

2.4.3 其他功能性添加劑

有報(bào)道稱(chēng),其他功能性添加劑在改善寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)方面也發(fā)揮重要作用。其中,N-氨基甲酰谷氨酸可降低寧鄉(xiāng)豬背最長(zhǎng)肌剪切力,優(yōu)化其皮下脂肪組織脂肪酸組成[29]。而亞麻油可提高寧鄉(xiāng)豬肝臟中必需氨基酸含量,改善肌肉嫩度[5],提高其腎周脂、腹脂、背脂、背最長(zhǎng)肌中α-亞麻酸含量,降低腎周脂、腹脂、背脂中平均n-6/n-3多不飽和脂肪酸(PUFA)比值[25]。β-丙氨酸有提高寧鄉(xiāng)豬pH45 min、降低滴水損失和剪切力的趨勢(shì),可提高背最長(zhǎng)肌中氨基酸含量,并優(yōu)化氨基酸組成,改善寧鄉(xiāng)豬胴體性狀和肉品質(zhì)[30]。半胱胺可提高寧鄉(xiāng)豬屠宰率,降低背最長(zhǎng)肌滴水損失和硬脂酸含量,并提高背最長(zhǎng)肌亞油酸、二十碳三烯酸、PUFA含量,改善寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)[31]。甜菜堿可提高了寧鄉(xiāng)豬瘦肉率,降低背膘厚、脂肪率、失水率、滴水損失、剪切力、蒸煮損失以及股二頭肌和肝臟中粗脂肪含量,改善寧鄉(xiāng)豬的胴體性狀和肉品質(zhì)[32]。煙酸可提高寧鄉(xiāng)豬瘦肉率,降低脂肪率,并發(fā)現(xiàn)厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)和放線菌門(mén)操作分類(lèi)單元(OTUs)變化與寧鄉(xiāng)豬脂肪率和瘦肉率變化顯著相關(guān),且約有43.75%差異微生物代謝產(chǎn)物與肝臟中的脂類(lèi)及類(lèi)脂分子有關(guān)[33]。

3 調(diào)控寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)的分子機(jī)制

3.1 影響寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)沉積的分子機(jī)制

近年來(lái),寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積相關(guān)的基因也逐漸被分離和鑒定,在調(diào)節(jié)不同部位脂肪代謝和促進(jìn)IMF沉積方面起著重要的作用。脂肪沉積是一個(gè)非常復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程,不僅受飼糧能量、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)因素對(duì)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的影響,還受信使RNA(mRNA)、環(huán)狀RNA(circRNA)、長(zhǎng)非編碼RNA(lncRNA)和微小RNA(miRNA)等對(duì)脂肪代謝相關(guān)基因及其相關(guān)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控,共同發(fā)揮對(duì)寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)調(diào)節(jié)作用。

3.1.1 影響寧鄉(xiāng)豬IMF和皮下脂肪沉積的機(jī)制研究

目前,影響寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積相關(guān)的基因也逐漸被分離和鑒定。脂肪酸結(jié)合蛋白(FABPs)可促進(jìn)脂肪細(xì)胞對(duì)脂肪酸的攝取以及甘油三酯的合成[34]。李藝陽(yáng)等[35]研究發(fā)現(xiàn),寧鄉(xiāng)豬IMF含量與心臟型脂肪酸結(jié)合蛋白(H-FABP)基因HinfⅠ和HaeⅢ酶切位點(diǎn)多態(tài)性顯著相關(guān),其形成的單倍型組合HD/hd的IMF含量最高,這說(shuō)明該基因表達(dá)量與IMF含量相關(guān)性較強(qiáng)。騫鑫[36]研究發(fā)現(xiàn),脂肪酸結(jié)合蛋白家族4(FABP4)、CD36、脂蛋白酯酶(LPL)、脂蛋白1(PLIN1)、脂聯(lián)素(AdipoQ)等多個(gè)基因是30和90日齡寧鄉(xiāng)豬背脂中DEGs,參與寧鄉(xiāng)豬背部脂肪沉積的調(diào)控;同時(shí),FABP4基因也是30和210日齡寧鄉(xiāng)豬背脂的差異上調(diào)基因,由此推測(cè)該基因表達(dá)量與寧鄉(xiāng)豬育肥后期背脂沉積能力呈強(qiáng)相關(guān)。這說(shuō)明寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)沉積受多基因共同調(diào)控,不同日齡其脂質(zhì)沉積調(diào)控基因存在差異,其機(jī)制主要涉及PPAR通路等,具體調(diào)控機(jī)制還有待進(jìn)一步揭示[36]。由此可見(jiàn),不同組織脂質(zhì)沉積能力不同,H-FABP、FABP4分別在寧鄉(xiāng)豬背最長(zhǎng)肌、背脂中高表達(dá),其原因可能與脂肪生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵調(diào)控基因的表達(dá)存在差異有關(guān)。Wang等[12]研究發(fā)現(xiàn),CD36、激素敏感脂酶(HSL)、SCD、PPARδ和ANGPTL4等是寧鄉(xiāng)豬和大白豬的背最長(zhǎng)肌脂質(zhì)代謝差異表達(dá)的候選功能基因,可促進(jìn)或抑制脂肪酸吸收和脂質(zhì)積聚,共同參與背最長(zhǎng)肌脂質(zhì)代謝調(diào)控。由此可見(jiàn),不同表型之間背最長(zhǎng)肌IMF脂質(zhì)代謝調(diào)控存在差異,主要受上述DEGs影響,在寧鄉(xiāng)豬IMF沉積過(guò)程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。

已有研究表明,通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控手段可控制上述脂質(zhì)代謝候選基因,促進(jìn)或抑制寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積,進(jìn)而改善豬肉品質(zhì)。德氏乳桿菌顯著上調(diào)了寧鄉(xiāng)豬背最長(zhǎng)肌中磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)的mRNA表達(dá)量,顯著上調(diào)了其皮下脂肪組織中CD36、LPL、肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶-1(CPT-1)、ANGPTL4的mRNA表達(dá)量[27],促進(jìn)了脂肪分解,降低了其脂肪率和背膘厚。高能飼糧[18]、甜菜堿[32]、低蛋白質(zhì)水平飼糧[4]顯著上調(diào)了寧鄉(xiāng)豬背最長(zhǎng)肌FABP4、脂肪酸合成酶(FAS)、PPARγ和丙二?；D(zhuǎn)移酶(ACC)的mRNA表達(dá)量,以及背脂中甘油三酯脂肪酶(ATGL)、組蛋白去乙?；负蚉PARγ的mRNA表達(dá)量;并極顯著下調(diào)了FAS和FABP3的mRNA表達(dá)量,引起IMF含量顯著升高,進(jìn)而調(diào)控寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)。而AMPK處于脂肪調(diào)控通路的中心位置,可調(diào)控HSL、FABP、PPARγ、ACC等脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)。推測(cè)可能是營(yíng)養(yǎng)干預(yù)手段激活或抑制了AMPK等信號(hào)通路,從而調(diào)控了脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá),改善了肉品質(zhì)。由此可見(jiàn),許多參與脂肪細(xì)胞增殖、分化及脂質(zhì)代謝調(diào)控的基因在調(diào)節(jié)寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)沉積方面發(fā)揮重要作用。

越來(lái)越多研究證實(shí),miRNA參與畜禽脂肪生成的調(diào)節(jié),其主要作用是抑制mRNA的翻譯過(guò)程或降解靶mRNA,調(diào)控靶基因的表達(dá)。陳文武[37]研究發(fā)現(xiàn),30和210日齡寧鄉(xiāng)豬脂肪組織中差異miRNA均能預(yù)測(cè)到與脂肪代謝相關(guān)的靶基因,說(shuō)明miRNA可能參與了寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)代謝調(diào)控。已有研究表明,通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控手段可控制基因的甲基化或miRNA來(lái)影響脂肪沉積而改善豬肉品質(zhì)。有報(bào)道稱(chēng),內(nèi)源性n-3 PUFA含量增加可影響外泌體中miRNA的表達(dá),從而調(diào)控脂肪酸去飽和酶(FADS)等關(guān)鍵脂質(zhì)代謝基因的表達(dá),并催化飽和脂肪酸(SFA)轉(zhuǎn)化為單元不飽和脂肪(MUFA)[38]。邢月騰[25]研究發(fā)現(xiàn),亞麻油可使寧鄉(xiāng)豬腎周脂、腹脂和背脂組織中n-3 PUFA含量顯著增加,n-6/n-3 PUFA比值顯著降低,且顯著下調(diào)了背脂中ACCα、PPARγ和?；o酶A6-去飽和酶2的mRNA表達(dá)量。推測(cè)可能是增加了寧鄉(xiāng)豬脂肪組織n-3 PUFA含量,進(jìn)而促進(jìn)了miRNA的表達(dá),調(diào)控了背脂中脂質(zhì)代謝相關(guān)基因,從而優(yōu)化了脂肪酸組成和含量,改善了肉品質(zhì)。由此可見(jiàn),營(yíng)養(yǎng)干預(yù)可能影響了脂肪組織中miRNA基因的表達(dá),而脂質(zhì)代謝相關(guān)的miRNA與脂質(zhì)代謝基因又存在靶向調(diào)控關(guān)系。因此,可推測(cè)營(yíng)養(yǎng)素-miRNA-脂質(zhì)代謝基因之間存在相互作用。circRNA在豬脂肪沉積過(guò)程中同樣具有重要的調(diào)控作用[39],其主要功能是對(duì)miRNA具有海綿吸附作用以解除miRNA對(duì)mRNA的限制,進(jìn)而調(diào)控脂肪沉積基因的表達(dá)[40-41];還可吸附RNA結(jié)合蛋白等,使其在細(xì)胞核內(nèi)結(jié)合相應(yīng)的miRNA使其甲基化,消除其對(duì)相關(guān)基因的抑制作用[42],進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)脂肪沉積的調(diào)控。陳文武[37]研究表明,circ_7903和circ_22931是寧鄉(xiāng)豬背脂生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)的circRNA,其脂肪沉積隨其表達(dá)量的上調(diào)而增長(zhǎng);還發(fā)現(xiàn)circ_7903與ssc-miR-31和ssc-miR-9843-3p具有互作關(guān)系,而ssc-miR-31和ssc-miR-9843-3p又都預(yù)測(cè)到了與脂肪合成相關(guān)的靶基因。因此,可推測(cè)寧鄉(xiāng)豬背脂沉積受circRNA-miRNA-靶基因等的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)調(diào)控,當(dāng)miRNA對(duì)寧鄉(xiāng)豬脂肪組織進(jìn)行調(diào)控的同時(shí),circRNA可能也會(huì)發(fā)揮其海綿吸附作用,進(jìn)而對(duì)寧鄉(xiāng)豬脂肪的發(fā)育與沉積起著間接調(diào)控作用,從而影響寧鄉(xiāng)豬脂肪代謝和沉積,具體機(jī)制有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

目前,有較多類(lèi)型的lncRNA被發(fā)現(xiàn)與豬只脂肪沉積潛在的調(diào)控機(jī)制密切相關(guān)[43],可介導(dǎo)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因和信號(hào)通路及相關(guān)的miRNA等的調(diào)控[44-45]。Gong等[46]研究發(fā)現(xiàn),差異lncRNA在寧鄉(xiāng)豬育肥后期皮下脂肪組織的表達(dá)明顯上調(diào),說(shuō)明在此階段其調(diào)節(jié)活性更高;而預(yù)測(cè)的差異lncRNA對(duì)應(yīng)的6個(gè)靶基因主要參與AMPK等信號(hào)通路,調(diào)控脂肪組織脂質(zhì)代謝。這也可能是寧鄉(xiāng)豬皮下脂肪過(guò)量沉積的原因。Gong等[46]還發(fā)現(xiàn)lncRNA可能是mRNA的關(guān)鍵調(diào)控元件;大多數(shù)差異mRNA在仔豬階段上調(diào),而在育肥后期下調(diào),而鑒定出的差異mRNA中有6個(gè)參與了寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)代謝,3個(gè)參與了細(xì)胞分化和增殖。這說(shuō)明寧鄉(xiāng)豬脂肪組織中的lncRNA和mRNA共同參與脂肪組織發(fā)育或脂質(zhì)代謝。

綜上所述,通過(guò)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)手段可改善寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì),其機(jī)制可能是影響了寧鄉(xiāng)豬脂肪組織中miRNA、lncRNA、circRNA的表達(dá),間接調(diào)控了其脂質(zhì)代謝相關(guān)靶基因,進(jìn)而減少寧鄉(xiāng)豬背脂沉積。但是,目前關(guān)于寧鄉(xiāng)豬不同日齡、不同脂肪組織脂質(zhì)代謝相關(guān)基因,以及營(yíng)養(yǎng)調(diào)控對(duì)寧鄉(xiāng)豬脂肪組織中非編碼RNA表達(dá)進(jìn)而調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因等方面還缺乏系統(tǒng)性研究,且關(guān)于營(yíng)養(yǎng)素-lncRNA/circRNA-miRNA-靶基因等復(fù)雜調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)對(duì)寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)的調(diào)控機(jī)制還有待進(jìn)一步深入探討、驗(yàn)證和揭示,以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)降低背膘厚和腹脂率、提升寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)和養(yǎng)殖效益的目的。因此,針對(duì)寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積的研究,可嘗試將營(yíng)養(yǎng)干預(yù)控制lncRNA/circRNA-miRNA-靶基因作為改善肉品質(zhì)的調(diào)控機(jī)制的新靶點(diǎn)。

3.1.2 影響寧鄉(xiāng)豬肝臟組織脂肪沉積的機(jī)制研究

脂肪酸氧化是肝臟脂質(zhì)代謝的主要通路之一。長(zhǎng)鏈?；o酶A脫氫酶(ACADL)、PPARα和短鏈烯酰輔酶A水合酶1(ECHS1)可促進(jìn)脂肪酸氧化,減少脂質(zhì)沉積,調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。鄧家檜[47]研究表明,PPARα、ACADL和ECHS1參與寧鄉(xiāng)豬肝臟脂肪酸代謝調(diào)節(jié),均屬于下調(diào)基因,其mRNA表達(dá)量隨體重增加而下調(diào),且3種基因在豬不同生長(zhǎng)階段肝臟中mRNA表達(dá)量均存在差異,其中PPARα對(duì)寧鄉(xiāng)豬脂肪沉積的調(diào)控作用較大,與胴體品質(zhì)和肉質(zhì)性狀的均存在關(guān)聯(lián)。有報(bào)道稱(chēng),通過(guò)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)可調(diào)控肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá),進(jìn)而減少肝臟中脂肪蓄積。秦龍山等[31]研究表明,半胱胺顯著上調(diào)了肥育期寧鄉(xiāng)豬肝臟PPARα的mRNA表達(dá)量,從而調(diào)控肝臟脂肪酸組成,影響機(jī)體脂質(zhì)代謝。杜仲提取物顯著下調(diào)了寧鄉(xiāng)豬肝臟中FAS、ACC和ATGL的mRNA表達(dá)量,顯著提高了血清HDL含量,進(jìn)而影響肝臟脂肪酸代謝[26]。德氏乳桿菌顯著上調(diào)了寧鄉(xiāng)豬肝臟中LPL、CPT-1、ANGPTL4、甘油三酯水解酶(TGH)等的mRNA表達(dá)量,顯著下調(diào)了G蛋白偶聯(lián)受體41和43的mRNA表達(dá)量,調(diào)節(jié)肝臟脂肪形成[27]。Chen等[18]研究發(fā)現(xiàn),高能飼糧可顯著上調(diào)肝臟中ACC、FAS和固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1C(SREBP-1C)的mRNA表達(dá)量,而低能飼糧顯著上調(diào)了肝臟中LPL的mRNA表達(dá)量。由此可見(jiàn),通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控可影響寧鄉(xiāng)豬肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達(dá),進(jìn)而增強(qiáng)肝臟脂質(zhì)代謝能力,減少肝臟脂肪沉積。

研究發(fā)現(xiàn),lncRNA在調(diào)控寧鄉(xiāng)豬肝臟脂質(zhì)代謝中也發(fā)揮重要作用,其對(duì)miRNA也具有海綿吸附作用。Li等[48]研究發(fā)現(xiàn),寧鄉(xiāng)豬肝臟組織中脂質(zhì)代謝相關(guān)的miRNA表達(dá)量隨著其日齡的變化呈現(xiàn)明顯的時(shí)間動(dòng)態(tài)特征,尤其ssc-miR-143-3p、ssc-miR-21-5p、ssc-miR-148a-3p等,許多已知的miRNA和新發(fā)現(xiàn)的miRNA在肝臟不同時(shí)間點(diǎn)表達(dá)量較高,在肝臟發(fā)育中起至關(guān)重要的調(diào)節(jié)作用。有報(bào)道稱(chēng),miRNA-143-3p可靶向ANGPTL3調(diào)節(jié)肝細(xì)胞中HDL-C含量[49]。miRNA可能參與寧鄉(xiāng)豬肝臟脂質(zhì)代謝。Chen等[50]研究發(fā)現(xiàn),circRNA在不同日齡寧鄉(xiāng)豬肝臟中呈現(xiàn)不同程度的高表達(dá),尤其90日齡時(shí)circRNA的表達(dá)量最高;還發(fā)現(xiàn)circRNA在肝臟發(fā)育過(guò)程中參與多種脂肪代謝調(diào)控途徑,其中肝臟組織中的Chr45729590_45744165可通過(guò)發(fā)揮對(duì)ssc-miRNA-378和ssc-miRNA-378p海綿吸附作用來(lái)調(diào)控脂肪組織發(fā)育和沉積的相關(guān)基因。lncRNA可調(diào)控轉(zhuǎn)錄后mRNA翻譯和降解等過(guò)程。Gong等[51]通過(guò)鑒定寧鄉(xiāng)豬肝臟中mRNA和lncRNA發(fā)現(xiàn),鑒定出的差異mRNA有5個(gè)與肝臟脂肪酸代謝相關(guān),其中30日齡寧鄉(xiāng)豬肝臟中差異mRNA表達(dá)量明顯上調(diào),說(shuō)明其在此階段肝臟發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用;在210日齡寧鄉(xiāng)豬肝臟中大部分差異lncRNA表達(dá)量明顯下調(diào),說(shuō)明lncRNA在此階段調(diào)節(jié)活性較差,可能是此階段以增重為主?？傊?寧鄉(xiāng)豬肝臟中circRNA、lncRNA、miRNA和mRNA在脂質(zhì)代謝中發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用,但針對(duì)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控是否通過(guò)調(diào)節(jié)非編碼RNA來(lái)影響寧鄉(xiāng)豬肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)基因還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)沉積關(guān)鍵調(diào)控因子及功能見(jiàn)表2。

表2 寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)沉積關(guān)鍵調(diào)控因子及功能

3.2 影響寧鄉(xiāng)豬肌纖維發(fā)育的分子機(jī)制研究

豬肌纖維性狀的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括肌纖維面積、密度、數(shù)量及其類(lèi)型,直接影響剪切力、系水力、肉色等肉質(zhì)性狀,受肌纖維性狀相關(guān)基因調(diào)控[52]。仔豬出生后飼糧高纈氨酸與異亮氨酸含量對(duì)背膘厚度、水分分布形式和肌原纖維蛋白溶解度有顯著的相互作用,可影響肌纖維的發(fā)育及肌纖維類(lèi)型的轉(zhuǎn)化[53]。陳佳藝[4]研究發(fā)現(xiàn),低能飼糧可下調(diào)寧鄉(xiāng)豬背最長(zhǎng)肌中MyHCⅡb的mRNA表達(dá)量,減緩糖酵解肌纖維的分化和生長(zhǎng),飼糧蛋白質(zhì)水平與肌肉蛋白合成及其氨基酸組成和含量密切相關(guān),發(fā)現(xiàn)低蛋白質(zhì)水平飼糧顯著上調(diào)了背最長(zhǎng)肌鈣蛋白酶抑制蛋白基因的mRNA表達(dá)量,顯著提高了背最長(zhǎng)肌中必需氨基酸和總氨基酸含量,結(jié)果提示,低能、低蛋白質(zhì)水平飼糧更有利于寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)改善。天然植物提取物中常含有多種多酚類(lèi)物質(zhì),可增強(qiáng)肌肉生成,促進(jìn)肌纖維類(lèi)型的轉(zhuǎn)化。其中,綠原酸可顯著下調(diào)寧鄉(xiāng)豬背最長(zhǎng)肌中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2的mRNA表達(dá)量,改善寧鄉(xiāng)豬氨基酸代謝[25]。腸道微生物不僅可直接影響宿主腸道健康,還可通過(guò)其代謝產(chǎn)物靶向肌肉組織,影響宿主骨骼肌生長(zhǎng)[54]。有報(bào)道稱(chēng),脂肪型或瘦肉型豬的微生物移植給無(wú)菌小鼠后,無(wú)菌小鼠重現(xiàn)了供體骨骼肌纖維類(lèi)型[9]。由此可見(jiàn),通過(guò)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)技術(shù),若以腸道菌群或差異代謝產(chǎn)物為靶點(diǎn),調(diào)控寧鄉(xiāng)豬骨骼肌功能和氨基酸代謝,這將是有效改善寧鄉(xiāng)豬肌纖維類(lèi)型和肉品質(zhì)的新手段。

肌纖維類(lèi)型會(huì)受到多種因素的影響而發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。已有研究表明,miRNA在肌纖維發(fā)育及其類(lèi)型轉(zhuǎn)化中發(fā)揮關(guān)鍵作用[55]。如miR-27a參與了亮氨酸誘導(dǎo)的豬肌纖維類(lèi)型轉(zhuǎn)化,顯著提高了MyHCⅠ、MyHCⅡa、MyHCⅡx的mRNA及慢肌蛋白質(zhì)水平,顯著降低MyHCⅡbmRNA及快肌蛋白表達(dá)量[56]。miR-324-5p可分別通過(guò)靶向Pm20d1和lncdum抑制成肌細(xì)胞(C2C12細(xì)胞)成肌細(xì)胞分化[57]。盧慧[58]通過(guò)高通量測(cè)序發(fā)現(xiàn),miR-708-5p在寧鄉(xiāng)豬各組織廣泛表達(dá),并且在骨骼肌中表達(dá)量較高,說(shuō)明miR-708-5p可能與骨骼肌的生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān);還發(fā)現(xiàn)miR-708-5p過(guò)表達(dá)促進(jìn)C2C12細(xì)胞分化,并靶向鈣黏著蛋白1基因參與調(diào)控骨骼肌的生長(zhǎng)發(fā)育。由此可見(jiàn),miRNA在寧鄉(xiāng)豬肌肉發(fā)育中也起著關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用。有報(bào)道稱(chēng),不同品種豬差異表達(dá)mRNA和circRNA在快速纖維和慢速纖維之間的轉(zhuǎn)換以及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝中富集,這些差異表達(dá)的lncRNA可能通過(guò)lncRNA/circRNA-miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)參與豬骨骼肌肌肉增殖、分化及再生,充當(dāng)miRNA的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA[41]。但是,目前關(guān)于營(yíng)養(yǎng)因素如何干預(yù)lncRNA/circRNA-miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò),繼而影響寧鄉(xiāng)豬肌纖維類(lèi)型轉(zhuǎn)化的機(jī)制的研究鮮有報(bào)道,有待進(jìn)一步探討。

4 小 結(jié)

豬肉品質(zhì)形成的過(guò)程極其復(fù)雜,其優(yōu)劣直接受脂質(zhì)沉積和肌纖維發(fā)育的影響。因此,深入探究肌纖維性狀形成及IMF沉積和分布的分子機(jī)制對(duì)于調(diào)控豬肉品質(zhì)形成具有重要意義。近年來(lái),寧鄉(xiāng)豬IMF沉積和肌纖維的生長(zhǎng)發(fā)育已成為研究的熱點(diǎn),發(fā)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)等手段可通過(guò)影響寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)代謝和肌纖維發(fā)育相關(guān)基因改善寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)。但是,目前關(guān)于營(yíng)養(yǎng)調(diào)控寧鄉(xiāng)豬不同日齡不同組織中非編碼RNA表達(dá),進(jìn)而調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和肌纖維發(fā)育的具體調(diào)控機(jī)制還有待進(jìn)一步深入研究和揭示。因此,為充分了解寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)沉積和肌纖維生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,并通過(guò)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)手段研究miRNA、lncRNA、circRNA表觀遺傳修飾調(diào)控寧鄉(xiāng)豬脂質(zhì)沉積和肌纖維類(lèi)型轉(zhuǎn)化將成為主要的研究方向,以更好地解決寧鄉(xiāng)豬實(shí)際生產(chǎn)中遇到的背膘厚、腹脂過(guò)度沉積問(wèn)題,進(jìn)而改善寧鄉(xiāng)豬肉品質(zhì)提升其經(jīng)濟(jì)效益。