与肌肉代谢和结构有关的不同肉质表型识别基因的猪种间的肌肉转录组比较..doc

与肌肉代谢和结构有关的不同肉质表型识别基因的猪种间的肌肉转录组比较 摘要 背景：肉的品质取决于发生在肌肉组织中的生理过程，这可能会涉及到一系列与肌肉结构和新陈代谢特性有关的基因。了解在屠宰过程中肉类表型之下的生物现象对揭示肉品质的变化是必要的。因而，要对肌肉转录组进行分析，比较两个高对比度猪品种（长白（LW）和巴斯克（B））的基因表达图谱，可以知道不同的饲养环境会影响到肉的品质。LW是养猪业中占有优势的品种，这不利于肉类质量属性的标准的设定。B 是以低瘦肉、高脂肪含量、高肉质为特性的本地品种，该品种从遗传学的角度与欧洲其他的猪品种相距甚远。 方法论/主要发现：进行转录组分析使用一个自定义的15k微阵列，突出了不同品种之间表达有差异的1233个基因（使用α=0.05多重检测），其中的635个在B品种中高度表达，598个在LW品种中高度表达。在不同的饲养环境中基因的表达没有不同。另外，12个差异表达基因的表达水平被实时RT-PCR验证微阵列数据量化。集群功能注释强调了与转录品种差异有关的四个主要集群：代谢过程、骨骼肌结构和组织、细胞外基质、溶酶体，蛋白质水解。从而，突显出与肌肉生理和肉类品质变化有关的许多基因。 结论/意义：总之，这些结果将有助于更好地了解肌肉生理和肉品质变化潜在的分子和生物过程。另外，本研究是识别猪肉品质的分子标记和控后续发展的第一步。 引言 因市场对瘦肉的需求日益增长,故引导猪的繁殖计划向获得现代肉用型猪发展。有目的通过增加日增重和胴体瘦肉率来提高猪生产性能的同时也提高了猪的生长速率、饲料转化率、瘦肉含量和腰眼面积的增长，减少了背膘厚和胴体脂肪含量。然而，消费者对猪肉的评价中扮演重要角色的一些肉品质性状，比如系水力、颜色、PH、肌内脂肪含量和嫩度也受到影响。影响肉品质的因素是复杂的，它依赖于猪的基因型、环境条件、宰前处理、屠宰过程。此外，肉品质的变化取决于发生在肌肉中的生理过程，这个过程涉及到许多与肌肉结构和代谢特点有关的基因 。弄清楚肌肉品质性状有不同的选择和非选择品种间的转录组表达谱差异，可能有助于理解肉品质变化的生理过程。 为了这个目的，设计该实验研究在胴体脂肪含量和肉品质方面有鲜明对照的两品种(LW和B)猪的背最长肌的基因表达谱。LW在现代养猪业中是最有优势的品种，它以高瘦肉率、低脂肪含量和高日增重为特点，但有标准的肉品质。相比之下，B是本地的品种，以低瘦肉率和高脂肪含量、高肉品质为特点,它从遗传学角度来说与其他欧洲的猪品种相去甚远。此外，尽管越来越多的出版物关注基因表达与猪肉质量的关系，目前的转录组分析是第一个从事对高肉质量的B品种的研究。 我们研究的目的是探讨LW和B两种猪与肌肉性状和肉品质方面有关系的LM转录组谱，从而阐明文献报道中导致这两种猪产生巨大表现差异的生物现象和提高我们对肉品质的综合判断。这两种猪要么在可选择的饲养条件下饲养（A，室内圈养和室外散养；n=10），要么在传统饲养条件下(C，全漏缝地板，n=10)，研究表明不同的饲养方式已经影响了一些肌肉和肉品质的性状。 为了获得关于基因表达图谱的精确信息，转录组分析时使用了一种新的、特定的猪肌肉微阵列，即15K Genmascqchip，其中％的探针与一个特定的注释序列和个特定基因相关。对基因本体论生化过程和功能注释集群的功能分析正在进行，来突出生物网络和肌肉生理、肉类品质相关基因的密切关系。 结果 增重、机体组成和背最长肌特征 如表１所示，B和LW两个猪品种在增重、机体成分、最长肌组成、生物物理特征和肉的感官性状上表现出很大的不同。由于B的日增重低，要达到相同的体重，B比LW需要更长的时间（天），同时表现出更高的背膘厚（％）和更低的腰肌比例（％）。在LM组成上，B的含量水比LW稍高，而总的蛋白质含量基本相近。LM的胶原蛋白含量和糖酵解潜力比B高，但肌内脂肪含量（％）比B低。LW也表现出高的滴水损失和剪切力，低嫩度、香味和多汁性。饲养环境对增重、机体成分、LM组成和生物物理特征没有显著影响。A饲养环境中肉的嫩度比C饲养环境要低（4.0 vs.4.4, P= 0.018），但多汁性和香味并没有什么不同。 转录分析 　用定制的K骨骼肌猪微阵列（Genmascqchip）进行B与LW肌肉转录组的比较，该微阵列可以通过基因表达综合平台公开利用，编号为GPL11016。简单说，这种新的猪的骨骼肌微阵列能被很好的注释（超过70%），从而可以研究与8622个人类Entrez Gene ID相对应的9169个独特的基因。基于网络的基因集分析工具包主要用于针对生化过程的基因本体论分类。GO-slim（代表高水平基因本体论）用于聚焦最重要的过程。如图1所示，13个生化过程十分突出。其中代谢过程是最重要的一类（涵盖50%的基因），而增重过程仅涵盖不到5%的基因，