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《浙江大学》 2011年
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PPARδ和Myoglobin基因表达对猪肉色的影响及机制研究

姚国佳  
【摘要】:肌红蛋白(Myoglobin, Mb)是猪肉肉色形成的重要物质基础。本研究以我国地方优良纯种肉脂型猪金华猪(以下简称金华猪)和国外纯种瘦肉型猪长白猪(以下简称长白猪)为动物模型,利用Real time-PCR和免疫组化等方法研究了不同生长阶段猪背最长肌(Longissimus Dorsi muscle, LD)中的Mb等肉色相关基因表达的变化规律及品种差异,阐明了Mb等肉色基因与肉色、肌纤维类型关系密切相关;并进一步通过体内和体外试验研究了PPAR8对猪肉色关键功能基因Mb等表达的影响及分子机理。主要研究结果如下: 1.猪LD中Mb等肉色相关基因的表达趋势和品种差异研究 以金华猪和长白猪为研究对象,在比较了不同日龄猪肉色表观指标的基础上,进一步研究了Mb及其他肉色相关基因在猪LD中的表达趋势与品种差异,结果表明:两个品种猪肉色表观指标随日龄变化规律基本一致,其中L*值与b*值随猪日龄的增大而减小,a*值随猪日龄的增大而增大;可溶解肌红蛋白含量(Soluble myoglobin content, SM)在金华猪和长白猪LD中皆随猪日龄的增大而增加,但金华猪LD中SM浓度各日龄之间变化差异显著(P0.05),而长白猪则差异不显著(P0.05);金华猪Mb基因表达丰度随日龄的增大而增大,且与初生相比均差异显著(P0.05),长白猪Mb基因表达丰度随日龄的增大也增大,但与初生相比仅在120 d和150 d差异显著(P0.05);PGC-1α和PPARδ基因表达丰度在猪LD中变化与Mb基因表达丰度的变化规律类似,均在初生时较低。不同品种间,L*值无显著差异(P0.05),a*值除初生阶段差异均显著(P0.05),b*值仅在120 d和150 d差异显著(P0.05);金华猪LD中Mb基因表达丰度和SM浓度均高于长白猪,且Mb mRNA水平和SM浓度在初生之后均显著高于长白猪(P0.05);金华猪PGC-1αmRNA水平仅在120 d时显著高于长白猪(P0.05),而金华猪PPARδmRNA水平在初生之后各日龄均显著高于长白猪(P0.05)。上述结果揭示,猪肉肉色有随日龄增加而逐渐加深的趋势且金华猪肉色较长白猪更鲜红,Mb基因的表达调控主要处于转录水平且在不同日龄猪LD中Mb基因和SM浓度与PPAR8基因变化规律类似。 2.猪LD中Mb基因表达与肌纤维类型、肉色相关性分析研究 两品种猪肌纤维类型整体随日龄变化的趋势基本一致.MyHCⅠ基因在初生金华猪LD中表达丰度较高,随后显著下降(P0.05)并保持一个相对稳定的水平,而MyHCⅠ基因在长白猪LD中表达丰度的变化规律与金华猪类似,但差异不显著(P0.05); MyHCⅡa基因和MyHCⅡx基因在两品种猪LD中表达丰度的变化规律类似,都是在初生猪LD中表达丰度较高,随后显著下降(P0.05)并在120 d达到最低,之后在金华猪LD中又显著升高(P0.05)而在长白猪LD中升高变化不显著(P0.05); MyHCⅡb基因在两个品种猪LD中表达丰度变化规律也类似,都在初生猪LD中表达丰度较低,之后显著升高并维持在一个较稳定的水平(P0.05)。不同品种间,初生、60d、90 d,金华猪LD中Ⅰ型纤维含量显著高于长白猪(P0.05),而其他肌纤维含量品种间差异不显著(P0.05)。120 d,金华猪LD中Ⅰ和Ⅱa含量显著高于长白猪(P0.05),而Ⅱb型肌纤维含量显著低于长白猪(P0.05)。150 d,金华猪LD中Ⅰ、Ⅱa和Ⅱx含量显著高于长白猪(P0.05),而Ⅱb型肌纤维含量显著低于长白猪(P0.05)。在SPSS15.0软件中进行Pearson相关性分析以上结果则发现,Mb和PPARδ的基因表达丰度及SM浓度与肉色a值的相关系数高达0.72、0.84和0.77,且Mb基因表达丰度与PPARδ基因表达丰度及SM浓度相关系数高达0.78和0.82,从而说明Mb与肉色变化息息相关和Mb基因的调控主要处于转录水平且与PPARδ关系密切,提示PPARδ可能是调控Mb的关键基因。 3. PPARδ对猪肌红蛋白关键功能基因Mb等表达的影响 在前面研究的基础上,通过猪肌卫星细胞体外培养模型的成功建立,利用PPARδ的激动剂(GW501516)和抑制剂(GSK0660)探讨了PPARδ对肉色关键功能基因Mb等表达的影响。研究结果表明:在肌卫星细胞中用2%马血清(HS)诱导前,添加一定浓度GW501516激活了PPARδ基因表达,同时显著提高了肌卫星细胞中Mb及PGC-1α基因的mRNA水平(P0.05),而用GSK0660抑制PPARδ基因表达后,显著降低了肌卫星细胞中Mb及PGC-1α基因的mRNA水平(P0.05);用2%HS诱导成熟后,GW501516能显著提高细胞内PPARδ的基因表达(P0.05),同时Mb的mRNA水平也显著提高(P0.05);GSK0660抑制PPARδ基因表达后,Mb及PGC-1α基因的mRNA水平也显著降低(P0.05)。上述结果揭示:PPARδ能够影响猪肉色关键功能基因Mb及PGC-1α的基因表达,并且PPARδ可以正调控Mb基因的表达。 4. PPARδ激动剂对小鼠骨骼肌中肌纤维类型及Mb等肉色相关基因表达的影响研究 为了进一步揭示PPARδ激动剂GW501516对肌纤维类型以及Mb等肉色相关基因表达的影响及机理,进行了体内小鼠灌胃试验,试验动物选用清洁级35 d的C57B6J小鼠50只,随机分成5组,每组10只(雌雄各半),分别灌胃不同剂量的GW501516:正常对照组,灌胃生理盐水;Ⅰ组,灌胃GW501516,10mg/Kg·B.W.;Ⅱ组,灌胃GW501516,20mg/Kg-B.W.;Ⅲ组,灌胃GW501516,30mg/Kg·B.W.;Ⅳ组,灌胃GW501516,100mg/Kg·B.W.。试验期15d,在试验的第1d、6d和15d称重。试验结束后颈椎脱臼处死、取样,用于检测骨骼肌中Mb、PGC-1α和PPARδ基因的mRNA表达丰度、SM浓度以及Mb和PPARδ的蛋白表达检测。结果表明,不同浓度GW501516处理C57BJ6小鼠15d后,高剂量组小鼠体重显著下降(P0.05);随着GW501516处理浓度的提高,小鼠骨骼肌中SM浓度显著增加(P0.05);GW501516处理后显著提高了C57BJ6小鼠骨骼肌中MyHCⅠ和MyHCⅡx基因表达(P0.05),同时显著降低了MyHCⅡb基因表达(P0.05),因而影响了肌纤维类型。GW501516处理显著提高了C57BJ6小鼠骨骼肌中PPARδ基因mRNA和蛋白水平(P0.05),同时显著提高了C57BJ6小鼠LD中Mb的mRNA和蛋白水平,也显著提高了PGC-1α基因的表达(P0.05)。提示,PPARδ激动剂GW501516可能通过激活PPARδ来调控肉色的关键基因Mb和PGC-lα等基因表达,进而影响肉色和肌纤维类型。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S828.8

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