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二丁酰环腺苷酸对肥育猪胴体品质和肉质的影响及机理研究

王丽  
【摘要】: 本课题主要探讨二丁酰环腺苷酸(dbcAMP)对肥育猪胴体品质和肉质的影响及作用机理,主要包括动物饲养试验、脂肪前体细胞培养试验和骨骼肌卫星细胞培养试验三部分。 动物饲养试验:选用72头平均体重约60kg的杜×大×长肥育阉公猪,随机分为3个处理,每个处理6个重复,每个重复4头猪。对照组饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中分别添加10mg/kg和20mg/kg dbcAMP(纯度98%),自由采食和饮水,饲养至90kg左右结束试验,每重复随机选出1头猪屠宰,研究dbcAMP对肥育猪生产性能、胴体品质和肌肉品质的影响。结果表明:1)饲粮添加dbcAMP未显著影响肥育猪平均日增重、日采食量和料重比(P0.05)。2)添加10mg/kg dbcAMP显著降低肥育猪宰后花板油所占比例和第一肋骨处的背膘厚(P0.05),第十肋骨处的背膘厚略有降低的趋势(P=0.10);显著提高瘦肉率(P0.05),无脂瘦肉日增重有升高的趋势(P=0.10),眼肌面积也提高了13.92%(P=0.10)。3)添加10mg/kg dbcAMP显著提高了腹部肌肉所占比例(P0.05),添加dbcAMP臀部肌肉所占比例呈线性上升的趋势变化(P=0.06),背部肌肉所占比例提高了1.71%~1.27%(P0.05),而前腿和后腿肌肉所占比例有所下降(P0.05)。4)随着dbcAMP添加量的增加,肥育猪背部脂肪细胞直径分别降低了4.37%和7.68%(P0.05),肌纤维直径有线性上升的趋势(P=0.06)。5)饲粮添加dbcAMP显著增加了血浆环腺苷酸(cAMP)、总蛋白(TP)、甲状腺素(T4)的含量,肾上腺素含量有线性增加趋势(P=0.06),未显著影响血浆胆固醇(CHO)、甘油三酯(TG)、生长激素(GH)、胰岛素(INS)、胰岛素样生长因子(IGF-1)和瘦素(Leptin)的含量(P0.05)。6)饲粮添加dbcAMP对肥育猪背最长肌、股二头肌和半腱肌的pH值、肉色、大理石纹、嫩度和肌内脂肪均无显著影响(P0.05),添加10mg/kg dbcAMP显著降低了股二头肌宰后24h的滴水损失值(P0.05),处理组背最长肌和半腱肌宰后24h、48h的滴水损失值均低于对照组(P0.05)。7)添加10mg/kg dbcAMP显著提高了背脂中激素敏感脂酶(HSL)活性、β肾上腺素受体(β-AR)、生长激素受体(GHR)mRNA表达量(P0.05),而添加20mg/kg dbcAMP显著降低了过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARγ2)和脂肪型脂肪酸结合蛋白(A-FABP)mRNA表达量(P0.05);添加10mg/kg和20mg/kg dbcAMP均显著提高腹脂中G蛋白偶联受体(GPCR)mRNA表达量(P0.05)和降低胰岛素受体(INSR)mRNA表达量(P0.05),同时10mg/kg dbcAMP显著提高了β-AR、GHR mRNA表达量(P0.05),20mg/kg dbcAMP显著提高了cAMP反应元件结合蛋白(CREB)、IGF-1 mRNA表达量(P0.05);添加10mg/kg和20mg/kg dbcAMP均显著抑制肾周脂中的INSR、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)、A-FABP mRNA表达量(P0.05),而20mg/kg dbcAMP显著提高了HSL活性、GPCR、CREB、IGF-1 mRNA表达量以及降低脂肪酸合成酶(FAS)、脂蛋白脂酶(LPL)活性(P0.05)。8)添加10mg/kg和20mg/kg dbcAMP均显著提高了背最长肌中腺苷酸环化酶(AC)活性、生肌决定因子(MyoD)、α-肌动蛋白(α-actin)mRNA表达量(P0.05),同时10mg/kg dbcAMP显著提高了GPCR、IGF-1、肌球蛋白重链(MHC)mRNA表达量(P0.05);添加10mg/kg和20mg/kg dbcAMP均显著提高了腹肌中cAMP依赖性蛋白激酶(PKA)活性、GPCR、MHC mRNA表达量(P0.05),同时10mg/kg dbcAMP显著提高了腹肌中的cAMP含量、CREB、MyoD mRNA表达量(P0.05);添加10mg/kg和20mg/kg dbcAMP均显著促进股二头肌中IGF-1、MyoD、MHC mRNA表达量(P0.05),同时10mg/kg dbcAMP显著提高了GPCR、CREB、a-actin mRNA表达量(P0.05);添加dbcAMP显著促进半腱肌中的MyoD mRNA表达量以及降低肌抑素(Myostatin)mRNA表达量(P0.05)。综合上述结果提示,饲粮添加dbcAMP可以改善胴体品质,促进蛋白质沉积而减少脂肪沉积,且10mg/kg组效果较好。 脂肪前体细胞培养试验:选用7日龄杜×大×长三元杂交仔猪,无菌条件下分离背部皮下脂肪进行脂肪前体细胞培养。使用0、0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000μmol/LdbcAMP处理细胞1、2、3、4、5、6天,研究dbcAMP对脂肪前体细胞增殖的影响;处理细胞2、4、6、8、10、12天,研究dbcAMP对脂肪前体细胞分化的影响;使用0、0.001、0.1、10、1000μmol/LdbcAMP处理细胞4天,研究dbcAMP对脂肪细胞内与脂肪代谢沉积相关的酶活和基因表达的影响。结果表明:1)添加0.001~1000μmol/LdbcAMP均有抑制脂肪前体细胞增殖的趋势,其中处理前期dbcAMP浓度大于0.01μmol/L即有显著的抑制效果(P0.05),而处理后期浓度增大至100~1000μmol/L的抑制增殖作用最大(P0.05)。2)dbcAMP对脂肪前体细胞分化的影响也存在添加浓度和处理时间效应,短期处理(2~6天)时细胞的分化呈先下降再上升的二次曲线变化(P0.05),且0.1~1μmol/L的抑制分化作用最大(P0.05),随着处理时间的延长(10~12天),0.1~1000μmol/L均显著抑制脂肪前体细胞分化(P0.05),其中最大抑制分化浓度增大到100~1000μmol/L(P0.05)。3)向脂肪前体细胞培养液中添加dbcAMP显著提高了细胞内cAMP含量、PKA活性(P0.05)和GPCR、β-AR、GHR和CREB mRNA表达量(P0.05),而显著降低C/EBPα、PPARγ2和A-FABP mRNA表达量(P0.05)。以上结果提示,添加适量的dbcAMP可抑制脂肪前体细胞增殖和分化,并有抑制脂肪合成的作用。 骨骼肌卫星细胞培养试验:选用7日龄杜×大×长三元杂交仔猪,无菌条件下分离背最长肌进行骨骼肌卫星细胞培养。使用0、0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000μmol/LdbcAMP处理细胞1、2、3、4、5、6天,研究dbcAMP对骨骼肌卫星细胞增殖的影响;使用0、0.001、0.1、10、1000μmol/LdbcAMP处理细胞4天,研究dbcAMP对骨骼肌细胞内与蛋白质代谢沉积相关的酶活和基因表达的影响。结果表明:1)随着dbcAMP浓度的增加骨骼肌卫星细胞的增殖呈先升高后下降的二次曲线变化(P0.0001),除第1天0.1μmol/LdbcAMP显著促进骨骼肌卫星细胞增殖(P0.05)外,2~6天时均为0.001~0.1μmol/LdbcAMP有促进细胞增殖的趋势,且0.1μmol/L组效果最好(P0.05),1~1000μmol/L时有抑制细胞增殖的趋势,且1000μmol/L组的抑制增殖作用最大(P0.05)。2)向骨骼肌卫星细胞培养液中添加dbcAMP显著提高了cAMP含量、AC活性(P0.05)以及GPCR、MHC mRNA表达量(P0.05);显著降低了calpain活性(P0.05)以及Myostatin mRNA表达量(P0.05),而有升高calpastatin活性的趋势(P=0.07);此外,0.1μmol/LdbcAMP均有提高GHR、CREB、IGF-1、MyoD、α-actin mRNA表达量的趋势(P0.05)。上述结果提示:一定浓度的dbcAMP可促进骨骼肌卫星细胞增殖,并有促进蛋白质合成和抑制蛋白质降解的作用。 综合三个试验的结果得出,在本试验条件下,细胞中最佳dbcAMP添加浓度为0.1μmol/L,而动物饲养试验中的最佳剂量为10mg/kg,同时得出dbcAMP调控脂肪沉积的可能机理是:适量添加dbcAMP能促进脂肪中β-AR mRNA表达量的增加,dbcAMP与β-AR结合,激活Gs蛋白,进而活化AC,促使细胞内cAMP含量增加,而后激活PKA,活化的PKA释放催化亚基去催化细胞内其它蛋白质(如CREB或HSL)的磷酸化,HSL浓度的提高可使线粒体进入解偶联呼吸状态,底物氧化耗能增加,最终使脂肪分解代谢增强;也可通过降低FAS、LPL的活性和PPARγ2、A-FABP mRNA的表达,抑制脂肪细胞分化,降低脂肪沉积;还可通过降低INSR数量,减少INS与受体结合的机会,抑制INS对体脂沉积的促进作用。得出dbcAMP调控蛋白质沉积的可能机理是:通过GPCR-AC-cAMP-PKA途径,调节转录因子CREB的活性,加速了基因的转录和表达,从而使蛋白质合成增多;通过增加骨骼肌内结构蛋白α-actin和MHC的mRNA表达量以及生肌决定因子MyoD的表达,提高蛋白质的合成量,同时降低肌抑素Myostatin mRNA表达,减少蛋白质的降解量;还可通过GH/IGF-1途径,IGF-1 mRNA表达量的提高,能直接诱导骨骼肌细胞分化,促进DNA合成,从而导致蛋白质合成增加。


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