馬 帥,王 燕,莊新娟,王文正,趙茹茜*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,南京 210095;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部動(dòng)物生理生化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京 210095;3.江蘇立華牧業(yè)股份有限公司,常州 213168)

江南白鵝是由江蘇立華牧業(yè)有限公司培育出的中型白鵝配套系(三系配套),該品種具有耐粗飼、體型緊湊、肉質(zhì)鮮美、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),目前已在不同地區(qū)廣泛養(yǎng)殖。然而,與一些優(yōu)秀肉鵝品種相比[1-2],江南白鵝的生長(zhǎng)發(fā)育較慢,屠宰性能較低,因此,需要進(jìn)一步提高江南白鵝的生產(chǎn)性能,以提高該品種在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

家禽骨骼肌約占體重的40%,是體內(nèi)最大的蛋白質(zhì)儲(chǔ)存庫(kù)[3],同時(shí),胸肌和腿肌是家禽生產(chǎn)的主要產(chǎn)品之一,肌肉產(chǎn)量與其生產(chǎn)性能密切相關(guān)。骨骼肌發(fā)育過程受到正向和負(fù)向因子的雙向調(diào)控,其中,生肌調(diào)節(jié)因子家族(myogenic regulatory factors,MRFs)屬于正向調(diào)節(jié)因子,包括肌源性分化因子1(myogenic differentiation factor 1,MyoD 1)、生肌因子5(myogenic factor 5,Myf5)、肌細(xì)胞生成素(myogenin,MyoG)、生肌調(diào)節(jié)因子4(myogenic regulatory factor 4,MRF4),以上4種生肌調(diào)節(jié)因子共同促進(jìn)肌肉的形成、分化和增殖[4-6]。而肌肉生長(zhǎng)抑制素(myostatin,MSTN)作為骨骼肌生長(zhǎng)發(fā)育的負(fù)向調(diào)節(jié)因子,可抑制出生前骨骼肌的發(fā)育和出生后骨骼肌細(xì)胞的肥大。

肌纖維數(shù)目是決定肌肉重量的一個(gè)重要因素,且在出生前就已經(jīng)固定。出生后肌纖維的生長(zhǎng)主要與肌纖維類型的轉(zhuǎn)化、肌纖維的增長(zhǎng)和肥大有關(guān)。其中,肌纖維的增長(zhǎng)主要依賴于衛(wèi)星細(xì)胞的分裂以增加新的細(xì)胞核[7-8],而肌纖維肥大與肌纖維中蛋白質(zhì)沉積有關(guān)。蛋白質(zhì)合成受胰島素樣生長(zhǎng)因子1/2(insulin-like growth factor-1/2)信號(hào)通路的調(diào)控[9],而該過程由哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)介導(dǎo)。mTOR是肌肉中蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵調(diào)控蛋白,其中mTOR復(fù)合物1(mTORC1)通過磷酸化下游兩種關(guān)鍵效應(yīng)底物p70核糖體S6激酶(p70S6K)和真核翻譯起始因子4E結(jié)合蛋白1(eukaryotic initiation factor 4E binding protein 1,4EBP1)發(fā)揮作用[10-13]。

甜菜堿(betaine,BET)廣泛存在于多數(shù)生物體中,作為營(yíng)養(yǎng)型飼料添加劑,添加在家禽日糧中具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)[14-16]、調(diào)節(jié)機(jī)體代謝[17-18]等功能。研究表明,飼糧中添加甜菜堿通過激活I(lǐng)GF-1-mTOR信號(hào)通路,提高血液和胸肌中IGF-1含量,從而增加青腳麻雞及櫻桃谷鴨的胸肌重量[15-16,19]。飼糧中添加甜菜堿可以顯著提高63和70日齡子代鵝的全凈膛率,但未影響到胸肌率和腿肌率[14,20]。此外,甜菜堿通過提高M(jìn)yoD、Myf5和MyoG蛋白水平促進(jìn)小鼠C2C12成肌細(xì)胞的分化[21]。本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn),在母豬[22]或蛋雞[23]日糧中補(bǔ)充甜菜堿,可通過表觀遺傳機(jī)制調(diào)節(jié)子代肝組織中膽固醇代謝相關(guān)基因的表達(dá),從而影響血液和肝中膽固醇水平。母鼠在哺乳期攝入較高水平的甜菜堿,還能降低后代小鼠成年時(shí)期的肥胖率,并提高機(jī)體葡萄糖的穩(wěn)態(tài)[24]。

目前,關(guān)于甜菜堿的研究主要集中于動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育以及通過改變母體營(yíng)養(yǎng)狀況來(lái)調(diào)控子代機(jī)體的代謝。然而,關(guān)于甜菜堿對(duì)不同家禽胸肌產(chǎn)量的影響存在不一致的研究結(jié)果。至今尚未見有關(guān)母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌生長(zhǎng)發(fā)育影響的報(bào)道。本試驗(yàn)主要目的是研究在母鵝日糧中添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌生長(zhǎng)發(fā)育及相關(guān)分子機(jī)制的影響,以期為甜菜堿在鵝業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

試驗(yàn)選用540只體重相近的39周齡江南白鵝(由江蘇立華牧業(yè)股份有限公司提供),公母比例1∶5(90只公鵝、450只母鵝)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及飼糧

將試驗(yàn)鵝隨機(jī)分為3組,每組5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)36只,對(duì)照組(CON)飼喂基礎(chǔ)日糧,處理組在基礎(chǔ)日糧中分別添加0.25% (2.5 g·kg-1, LBT)、0.5%(5 g·kg-1HBT)甜菜堿(純度≥75%,購(gòu)自北京昕大洋科技發(fā)展有限公司),試驗(yàn)期為7周。第7周開始連續(xù)收集7 d種蛋并進(jìn)行孵化。出雛后,各組選取160只體重相近的健康雛鵝,分為5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)32只(雌雄各半)。所有組別的子代鵝均飼喂相同的基礎(chǔ)日糧,試驗(yàn)期為63 d。種鵝和子代鵝基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis) %

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)于2020年8月～2021年1月在金壇市四季禽業(yè)種鵝場(chǎng)進(jìn)行,試驗(yàn)鵝全程舍內(nèi)漏縫塑料板高床架飼養(yǎng),自由采食、飲水,種鵝每日16 L∶8D、子代鵝每日24 h光照。按常規(guī)免疫程序注射疫苗和消毒。

1.4 樣品采集與處理

1.4.1 生長(zhǎng)性能測(cè)定 分別于21、42和63日齡時(shí),按重復(fù)稱量試驗(yàn)鵝的空腹體重(稱重前禁食8 h),統(tǒng)計(jì)1～21日齡、22～42日齡、43～63日齡的采食量,計(jì)算各組平均日采食量(ADFI)、平均日增量(ADG)和料肉比(F/G)。

1.4.2 胸肌樣品采集 在35和63日齡時(shí),從每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取2只雄性子代鵝稱重后屠宰,剝離兩側(cè)的胸肌并稱重,計(jì)算胸肌率。采集左側(cè)胸肌,一部分經(jīng)液氮速凍后,轉(zhuǎn)移至-80 ℃保存,另一部分置于4%多聚甲醛溶液中用于制備石蠟切片,并進(jìn)行蘇木精和伊紅(HE)染色。

1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.5.1 胸肌率的計(jì)算 根據(jù)胸肌的重量和宰前活體重計(jì)算35和63日齡的胸肌率,胸肌率=胸肌重/活體重×100%。

1.5.2 胸肌核酸含量和蛋白質(zhì)含量測(cè)定 采用優(yōu)化過的Johnson和Chandler[25]的方法對(duì)胸肌中DNA和RNA含量進(jìn)行測(cè)定,利用DNA和RNA不同的水解特性將二者分開,經(jīng)分光光度計(jì)紫外吸收法測(cè)定各自的濃度(單位:μg·mg-1)。用BCA蛋白質(zhì)試劑盒(DQ111,全式金)測(cè)定胸肌中蛋白濃度。

1.5.3 胸肌組織形態(tài)學(xué)分析 將固定好的胸肌樣本經(jīng)酒精脫水、透明、浸蠟包埋后連續(xù)4 μm切片進(jìn)行HE染色。每張切片置于顯微鏡(AX70,Olympus, 日本)下觀察和拍照,選取5個(gè)清晰的視野,使用Image-Pro-Plus測(cè)量肌纖維直徑(μm)、肌纖維橫切面積(μm2)和肌纖維密度(個(gè)·mm-2)。

1.5.4 胸肌IGF-1和IGF-2含量測(cè)定 使用鵝IGF-1和IGF-2(YB-IGF1-Go、YB-IGF2-Go,上海鈺博生物科技有限公司)ELISA檢測(cè)試劑盒。根據(jù)說明書步驟檢測(cè)胸肌中IGF-1和IGF-2含量。即30 mg胸肌樣品經(jīng)PBS勻漿、離心后取上清。將稀釋后的上清液經(jīng)溫育、酶標(biāo)試劑、顯色和終止反應(yīng)后,由酶標(biāo)儀測(cè)定OD值。以標(biāo)準(zhǔn)品的濃度為橫坐標(biāo),OD值為縱坐標(biāo),繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)樣品OD值由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算相應(yīng)的濃度。

1.5.5 胸肌總RNA提取和qPCR 采用TRIzol法提取胸肌總RNA,根據(jù)反轉(zhuǎn)錄試劑盒使用說明書(AU341-02-V2,全式金)反轉(zhuǎn)錄為cDNA。在GenBank上找到目的基因的序列并設(shè)計(jì)靶基因的引物(表2),引物由南京擎科生物公司合成。采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平,通過2-ΔΔCT法比較組間基因的相對(duì)表達(dá)量。

1.5.6 胸肌總蛋白提取和Western Blot RIPA總蛋白裂解液的配置(50 mL):1.5 mL 5 mol·L-1NaCl、2.5 mL 1 mol·L-1Tris(pH=8.0)、0.25 g 脫氧膽酸鈉、0.5 mL 10% SDS、0.5 mL NP-40以及1%蛋白酶抑制劑(現(xiàn)用現(xiàn)加)。取30 mg研磨過的組織樣置于2 mL EP管中,加入研磨珠和600 μL RIPA總蛋白裂解液,在組織勻漿儀上低溫勻漿后冰上靜置10 min,之后4 ℃ 6 000 r·min-1離心20 min,取上清,并用BCA法測(cè)定上清液蛋白濃度。通過SDS-PAGE凝膠電泳分離目標(biāo)蛋白質(zhì)。將NC膜置于5%脫脂奶粉中室溫封閉2 h,加入一抗(GAPDH抗體,A19056,ABclonal,1∶12 000;MyHC-I抗體,BA-F8,DSHB,1∶2 000;AKT抗體,AP0059,Bioworld,1∶200;p-AKT抗體,BS4009,Bioworld,1∶200;mTOR抗體,2938,Cell Signaling Technology,1∶1 000;p-mTOR抗體,3398,Cell Signaling Technology,1∶1 000),4 ℃過夜孵育,次日經(jīng)TBST緩沖液洗3次,常溫孵育二抗1 h,將NC膜浸泡在ECL發(fā)光液(bl523,Biosharp)中2 min后使用蛋白質(zhì)成像儀(VeralDoc 4000 MP,BIO-RAD,美國(guó))進(jìn)行拍照,并用Image J分析蛋白條帶灰度值。

1.5.7 統(tǒng)計(jì)分析 采用IBM SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件中One-way ANOVA對(duì)組間試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,并用LSD法進(jìn)行組間多重比較,所有數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示,以P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié) 果

2.1 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝體重、胸肌重和胸肌指數(shù)的影響

由圖1A可知,21日齡LBT和HBT組以及42日齡和63日齡HBT組全群體重顯著高于對(duì)照組(P<0.01)。由圖1B可知,1～21日齡時(shí),兩個(gè)處理組平均日增重顯著高于對(duì)照組(P<0.01),HBT組在1～63日齡平均日增重仍顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。由圖1C可知,1～21日齡兩個(gè)處理組子代鵝的平均日采食量顯著高于對(duì)照組(P<0.05),該階段料肉比顯著低于對(duì)照組(P<0.05,圖1D)。對(duì)每組隨機(jī)選取的10只子代鵝生產(chǎn)性能分析發(fā)現(xiàn),35日齡HBT組子代鵝體重和胸肌重量顯著高于對(duì)照組(P<0.01,圖1E、1F)。63日齡時(shí),LBT和HBT組子代鵝體重和胸肌重量顯著增加(P<0.05,圖1 H、1I),HBT組子代鵝胸肌指數(shù)也顯著高于對(duì)照組(P<0.05,圖1J)。

A. 子代鵝體重;B. 子代鵝平均日增重;C. 子代鵝平均日采食量;D. 料肉比;E. 子代鵝35日齡體重;F. 子代鵝35日齡胸肌重量;G. 子代鵝35日齡胸肌指數(shù); H. 子代鵝63日齡體重;I. 子代鵝63日齡胸肌重量;G. 子代鵝63日齡胸肌指數(shù)。*. P<0.05,**. P<0.01,下同A. Body weight of offspring goslings; B. Average daily gain of offspring goslings; C. Average daily feed intake of offspring goslings; D. Feed conversion ratio of offspring goslings; E. Body weight of goslings at 35 days of age; F. Breast muscle weight of goslings at 35 days of age; G. Breast muscle index of goslings at 35 days of age; H. Body weight of goslings at 63 days of age (n=10); I. Breast muscle weight of goslings at 63 days of age; J. Breast muscle index of goslings at 63 days of age.*. P<0.05,**. P<0.01, the same as below圖1 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝體重、胸肌重量和胸肌指數(shù)的影響(n=10)Fig.1 Effect of maternal betaine supplementation on body weight, breast muscle weight and index of offspring goslings(n=10)

2.2 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌組織形態(tài)的影響

如圖2所示,35日齡時(shí),LBT和HBT組子代鵝胸肌肌纖維直徑和橫截面積顯著增加(P<0.05,圖2C、2D),并且肌纖維密度隨著肌纖維直徑的增加而降低,HBT組子代鵝胸肌肌纖維密度顯著低于對(duì)照組(P<0.05,圖2E)。63日齡HBT組子代鵝胸肌肌纖維直徑和橫截面積仍然顯著高于對(duì)照組(P<0.05,圖2F、2G),各組間肌纖維密度沒有顯著差異(P>0.05,圖2H)。

A. 35日齡子代鵝胸肌HE染色分析(400×,比例尺=20 μm);B. 63日齡子代鵝胸肌HE染色分析(400×,比例尺=20 μm);C～E. 35日齡子代鵝胸肌肌纖維直徑、橫截面積、肌纖維密度;F～H. 63日齡子代鵝胸肌肌纖維直徑、橫截面積、肌纖維密度A. HE staining analysis of breast muscle of offspring goslings at 35 days of age (400×, scale bar=20 μm); B. HE staining analysis of breast muscle of offspring goslings at 63 days of age (400×, scale bar=20 μm); C-E. Diameter, cross-sectional area and density of breast muscle of offspring goslings at 35 days of age; F-H. Diameter, cross-sectional area and density of breast muscle of offspring goslings at 63 days of age圖2 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)仔鵝胸肌組織形態(tài)的影響Fig.2 Effects of maternal betaine supplementation on the breast muscle morphology of offspring goslings

2.3 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌核酸和蛋白質(zhì)含量的影響

由表3所示,與對(duì)照組相比,母鵝日糧中添加甜菜堿顯著提高35日齡子代鵝胸肌中RNA含量(P<0.05)以及HBT組RNA/DNA的比值(P<0.05)。此外,母源甜菜堿的影響可以維持到63日齡,HBT組子代鵝胸肌中RNA和蛋白含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。

表3 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌核酸和蛋白含量的影響Table 3 Effect of maternal betaine supplementation on the nucleic acid and protein contents of breast muscle in offspring goslings (μg·mg-1)

2.4 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌肌纖維類型及發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)的影響

如圖3所示,母鵝日糧添加甜菜堿未顯著影響35和63日齡子代鵝胸肌肌纖維類型(P>0.05,圖3A～3D)。對(duì)生肌調(diào)節(jié)因子基因表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示,母鵝日糧中添加不同水平的甜菜堿均可以顯著提高35和63日齡子代鵝胸肌中Pax7 mRNA的表達(dá)水平(P<0.05,圖3E、3F),而對(duì)其它指標(biāo)無(wú)顯著性影響。

A. 35日齡胸肌肌纖維類型相關(guān)基因表達(dá);B. 35日齡胸肌MyHC-I蛋白表達(dá);C. 63日齡胸肌肌纖維類型相關(guān)基因表達(dá);D. 63日齡胸肌MyHC-I蛋白表達(dá);E. 35日齡胸肌發(fā)育相關(guān)基因表達(dá);F. 63日齡胸肌發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)A. Expression of breast muscle fiber type related genes at 35 days of age; B. Protein expression of MyHC-I in breast muscle at 35 days of age; C. mRNA expression of breast muscle fiber type related genes at 63 days of age; D. Protein expression of MyHC-I in breast muscle at 63 days of age; E. Expression of breast muscle development related genes at 35 days of ages; F. Expression of breast muscle development related genes at 63 days of ages圖3 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌肌纖維類型及肌肉發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)Fig.3 Effect of maternal betaine supplementation on breast muscle fiber type and expression of breast muscle development related genes in offspring goslings

2.5 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌IGFs含量及生長(zhǎng)相關(guān)基因表達(dá)的影響

如圖4所示,35日齡時(shí)HBT組子代鵝胸肌中IGF-1含量有增加的趨勢(shì)(P=0.076,圖4A),而IGF-2含量在HBT組顯著升高(P<0.05,圖4B),同時(shí)也顯著提高了兩個(gè)處理組中IGF-2、IGF-1R的mRNA相對(duì)表達(dá)水平,而mTOR的mRNA相對(duì)表達(dá)水平僅在HBT組顯著升高(P<0.05,圖4C)。63日齡時(shí),LBT和HBT組胸肌中IGF-1和IGF-2含量均顯著高于對(duì)照組(P<0.05,圖4 D、4E),與之相對(duì)應(yīng)的IGF-1、IGF-2、IGF-1R的mRNA表達(dá)水平也明顯升高(P<0.05,圖4F),而mTOR的mRNA表達(dá)量?jī)H在HBT組顯著升高(P<0.05,圖2F)。

A～C. 35日齡胸肌IGF-1含量、IGF-2含量、生長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá);D～F. 63日齡胸肌 IGF-1含量、IGF-2含量、生長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá)A-C. Contents of IGF-1, IGF-2 and growth related genes expression in breast muscle of offspring goslings at 35 days of age; D-F. Contents of IGF-1, IGF-2 and growth related genes expression in breast muscle of offspring goslings at 63 days of age圖4 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌IGFs含量及生長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá)Fig.4 Effect of maternal betanine supplementation on the contents of IGFs and expression of growth related genes in breast muscle of offspring goslings

2.6 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌蛋白質(zhì)合成的影響

胸肌重量的增加與胸肌蛋白質(zhì)合成速率有關(guān),本研究對(duì)兩個(gè)日齡子代鵝胸肌中AKT、p-AKT、mTOR和p-mTOR的蛋白表達(dá)進(jìn)行了檢測(cè)。如圖5所示,母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)35日齡LBT和HBT組子代鵝胸肌中AKT、p-AKT的蛋白表達(dá)以及p-AKT/AKT的比值無(wú)顯著影響(P>0.05,圖5A),但p-mTOR蛋白表達(dá)量和p-mTOR/mTOR比值顯著高于對(duì)照組(P<0.05,圖5B)。此外,顯著提高了63日齡子代鵝胸肌中p-AKT、p-mTOR的蛋白表達(dá)量(P<0.05,圖5C、5D)以及p-AKT/AKT、p-mTOR/mTOR的比值(P<0.05,圖5C、5D)。

A. 35日齡AKT、p-AKT蛋白表達(dá);B. 35日齡胸肌mTOR、p-mTOR蛋白表達(dá);C. 63日齡胸肌AKT、p-AKT蛋白表達(dá);D. 63日齡胸肌mTOR、p-mTOR蛋白表達(dá)A. AKT, p-AKT protein expression at 35 days of age; B. mTOR, p-mTOR protein expression at 35 days of age; C. AKT, p-AKT protein expression at 63 days of age; D. mTOR, p-mTOR protein expression at 63 days of age圖5 母鵝日糧添加甜菜堿對(duì)子代鵝胸肌中AKT、p-AKT、mTOR 和p-mTOR的蛋白表達(dá)Fig.5 Effect of maternal betaine supplementation on the protein expression of AKT, p-AKT, mTOR and p-mTOR in breast muscle of offspring goslings

3 討 論

本研究顯示,在母鵝基礎(chǔ)日糧中添加不同水平的甜菜堿,均可以顯著增加其子代鵝的體重和胸肌指數(shù),并且飼喂母鵝0.5%水平的甜菜堿還可以顯著提高子代鵝63日齡的胸肌指數(shù)。前人的研究表明,在飼糧中添加0.05%、0.08%和0.1%的甜菜堿能顯著提高肉仔雞的體重[15,26]。另外,在藏雞基礎(chǔ)日糧中添加3 g·kg-1的甜菜堿,能顯著提高子代雛雞的出雛重,但對(duì)子代的胸肌指數(shù)和腿肌指數(shù)無(wú)顯著影響[27]。楊雨等[14]研究發(fā)現(xiàn),在江南白鵝飼糧中添加0.06%、0.12%、0.18%和0.24%的甜菜堿對(duì)63日齡仔鵝的胸肌率和腿肌率均沒有顯著影響。這些結(jié)果與母體日糧添加甜菜堿試驗(yàn)結(jié)果有所不同,原因可能與以往對(duì)甜菜堿的研究多集中在直接添加對(duì)家禽生產(chǎn)性能的作用,而本試驗(yàn)關(guān)注母源性甜菜堿對(duì)子代鵝生長(zhǎng)特性的研究。母體通過沉積在蛋內(nèi)的甜菜堿等活性物質(zhì)影響子代胚胎發(fā)育。此外,本研究中的甜菜堿添加劑量與前人的研究也不同。

由于母源性甜菜堿組其后代仔鵝胸肌的重量顯著高于對(duì)照組,本研究進(jìn)一步通過組織形態(tài)學(xué)的方法對(duì)胸肌肌纖維直徑和橫截面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。結(jié)果顯示,胸肌纖維的變化趨勢(shì)與胸肌重量的變化一致,表明母鵝日糧添加甜菜堿顯著促進(jìn)了子代鵝胸肌肌纖維肥大,且這種促進(jìn)作用可持續(xù)至上市日齡。當(dāng)骨骼肌中蛋白質(zhì)的合成速率超過分解速率時(shí),肌肉質(zhì)量就會(huì)增加。在骨骼肌中每個(gè)細(xì)胞核與其周圍的細(xì)胞漿稱為一個(gè)DNA單位(RNA/DNA比值)。當(dāng)肌纖維肥大時(shí),肌纖維中每個(gè)細(xì)胞核周圍的細(xì)胞漿會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大,此時(shí)DNA濃度下降,RNA/DNA比值越大,表示肌纖維肥大程度越高,蛋白質(zhì)合成能力越強(qiáng)[28]。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)子代鵝胸肌中RNA/DNA比值以及蛋白含量顯著高于對(duì)照組,在肉雞上也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果[29]。此外,研究發(fā)現(xiàn)甜菜堿對(duì)肉雞的促生長(zhǎng)作用與胸肌中MyoD1 mRNA表達(dá)水平的增加有關(guān)[15],然而在本研究中,母鵝日糧添加甜菜堿并未影響子代鵝胸肌中部分生肌調(diào)節(jié)因子的表達(dá),但顯著增加了子代鵝胸肌中Pax7基因的表達(dá),提示衛(wèi)星細(xì)胞在一定程度上使子代鵝胸肌肌纖維有進(jìn)一步肥大的能力。

肌肉組織以自分泌或旁分泌的方式產(chǎn)生IGF-1[30]和IGF-2[31]并通過IGF-1R受體激活A(yù)KT/mTOR信號(hào)通路,促進(jìn)肌肉中蛋白質(zhì)的合成。研究表明,生長(zhǎng)速度快的肉雞胸肌中IGF-1含量以及IGF-1的mRNA相對(duì)表達(dá)量明顯高于生長(zhǎng)速度慢的肉雞[28]。在日糧中添加甜菜堿不僅能增加子代鵝血液中IGF-1的水平[14],還能通過激活I(lǐng)GF-1-mTOR信號(hào)通路,增加肉雞的胸肌產(chǎn)量[15]。另外,母豬妊娠期飼糧中添加甲基供體通過提高仔豬骨骼肌中IGFs家族和生肌調(diào)節(jié)因子基因的表達(dá),促進(jìn)骨骼肌的分化和成熟,從而增加仔豬的體重[32]。本研究與上述結(jié)果一致,母鵝日糧添加甜菜堿顯著提高了子代鵝胸肌中IGF-1和IGF-2的含量。同時(shí),顯著提高了生長(zhǎng)相關(guān)基因IGF-1、IGF-2、IGF-1R和mTOR的mRNA相對(duì)表達(dá)量,以及p-AKT和p-mTOR的蛋白表達(dá)水平,此外,在63日齡子代鵝胸肌中,mTOR下游的關(guān)鍵效應(yīng)底物S6K1的表達(dá)水平有增加的趨勢(shì)。因此,本試驗(yàn)表明,母源性甜菜堿通過激活I(lǐng)GFs-AKT-mTOR信號(hào)通路來(lái)增強(qiáng)子代鵝胸肌中蛋白質(zhì)的合成,從而促進(jìn)胸肌生長(zhǎng),使子代鵝的胸肌產(chǎn)量增加。此外,母體的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)可以通過染色質(zhì)表觀遺傳學(xué)修飾,在后代胚胎發(fā)育過程中影響子代出生后的生長(zhǎng)發(fā)育。甜菜堿可通過一碳代謝途徑提供甲基,因此可能還存在胸肌中相關(guān)基因啟動(dòng)子區(qū)域DNA甲基化修飾的變化及機(jī)制,這需要進(jìn)一步探究。

4 結(jié) 論

綜上所述,母鵝日糧中添加不同水平的甜菜堿均可增加子代鵝的體重,對(duì)胸肌的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用,這種作用與激活I(lǐng)GFs-AKT-mTOR信號(hào)通路,促進(jìn)子代鵝胸肌肌纖維肥大和蛋白質(zhì)合成有關(guān)。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中,根據(jù)生產(chǎn)需求,可在母鵝日糧中選擇性添加0.25%或0.5%水平的甜菜堿,以提高子代鵝的生產(chǎn)性能,從而獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。