猪肌肉生长抑制素基因表达规律及其调控与肌肉生长量的关系研究

论文摘要

瘦肉含量是猪肉品质的重要因素之一,动物的瘦肉率与其肌纤维细胞的数量和生长密切相关,大量研究证明肌肉生长抑制素（MSTN）基因是影响动物骨骼肌生长发育的重要候选基因之一。为了考察不同品种猪MSTN基因的表达规律及其表达量与肉品质（尤其是瘦肉率）的关系,本研究包括以下几个试验:1.不同品种猪MSTN基因表达规律的研究:采用荧光定量PCR方法,以β-actin基因为内标,研究汉普夏猪和长撒猪（长白×撒坝猪）在不同体重阶段（20kg、50kg和100kg）时背最长肌的MSTN基因表达量,同时考察试验猪在100kg时胴体肉质指标。结果表明:猪背最长肌中MSTN基因的表达随体重的增加呈上升的趋势（P＞0.05）;相同体重条件下长撒猪背最长肌中MSTN基因表达均显著高于汉普夏猪（P＜0.05）,其中20kg时达到极显著水平（P＜0.01）;MSTN基因的表达量与瘦肉率呈极显著负相关（P＜0.01）,与背膘厚呈极显著正相关（P＜0.01）,与滴水损失和肌内脂肪的相关性不显著（P＞0.05）。本研究结果表明猪背最长肌的MSTN基因的表达量随体重增加而提高,品种间差异显著,并且MSTN基因的表达量与瘦肉率、背膘厚存在显著的相关性。2.营养水平对猪肉品质和MSTN基因表达量影响的研究:选择平均体重为64.24±2.66kg杜洛克×长白×大白三元杂交猪（DLY）24头,随机分为2个处理,每个处理6个重复,每个重复2头猪,两个处理分别饲喂高营养水平（DE=13.81MJ/kg,CP=14.19%）和低营养水平（DE=12.55MJ/kg,CP=11.08%）饲粮。在体重100kg时,每个重复选择一头猪屠宰取样。结果表明:与低营养水平处理组相比,高营养水平处理组日采食量和料肉比分别降低了5.07%（p＜0.05）和8.75%（p＜0.01）,日增重提高了4.14%（p＞0.05）;高营养水平处理组的瘦肉率和眼肌面积分别提高了4.46%（p=0.053）和4.28%（p＞0.05）,肌肉的滴水损失和肌内脂肪分别降低了16.8%（p＜0.05）和37.28%（p＜0.05）;营养水平对骨骼肌MSTN基因的表达量没有明显改变。本研究结果表明,营养水平能影响肉品质,但是对骨骼肌中MSTN基因的表达量没有显著影响。3.猪品种和营养水平对猪MSTN基因表达规律的研究:采用荧光定量PCR方法,以β-actin基因为内标来研究MSTN基因的表达量。按2×2因子试验设计,荣昌猪和长荣猪两种基因型猪分别饲喂按中国瘦肉型猪饲养标准和荣昌猪饲养标准配制的日粮,共4个处理,每个处理6个重复,每个重复5头猪,共120头。在20kg、35kg、50kg、80kg和110kg时每个重复屠宰1头。结果表明:荣昌猪和长荣猪背最长肌中MSTN基因的表达量随体重的增加呈上升的趋势;相同体重条件下荣昌猪背最长肌中MSTN基因表达均明显高于长荣猪,而日粮营养水平以及日粮营养水平与猪品种的交互作用对MSTN基因的表达量没有明显的影响（P＞0.05）。本研究结果表明猪背最长肌中MSTN基因的表达量随体重增加而提高,品种间差异显著,日粮营养水平对MSTN基因的表达量没有显著影响,并且品种和营养水平对MSTN基因的表达量的交互效应不显著。4.肌肉生长抑制素主动免疫对肌肉生长量的调控:选择平均体重为25.0±2.1kg健康、阉割的杜洛克×长白×大白三元杂交猪（DLY）27头,随机分为3个处理,即对照组（生理盐水）、高剂量免疫组（4mg蛋白）和低剂量免疫组（1mg蛋白）,每个处理9个重复,每个重复1头猪。在体重达60kg和100kg时,各处理组分别屠宰3头和6头。结果表明:在42d和84d时,高剂量和低剂量免疫组的血清肌抑素抗体滴度均极显著高于对照组（p＜0.01）,而免疫组之间差异不显著。100kg时,主动免疫处理组的胴体瘦肉率均极显著高于对照组（p＜0.01）。100kg时,高剂量处理组和低剂量处理组明显地降低了猪骨骼肌中CK活性。60kg和100kg时,肌抑素主动免疫均明显降低了骨骼肌中肌抑素基因的表达量,极显著提高了背最长肌肌纤维的直径和面积。由此可得出结论:肌抑素主动免疫提高了血清肌抑素的抗体滴度和肌纤维的直径和面积,抑制了肌肉中肌酸激酶的活性、以及肌抑素基因的表达量,进而提高了猪胴体瘦肉率。5.肌肉生长抑制素蛋白酵母表达载体的构建:根据MSTN的全基因组序列设计MSTN的特异引物,酶切位点为EcoRⅠ和NotⅠ。用RT-PCR方法扩增出目的片段,将扩增片段连接pMD18-T克隆载体,然后采用限制性内切酶EcoRⅠ和NotⅠ进行双酶切,通过定向粘末段分别连接同样酶切处理后的酵母表达载体pPIC9K,构建了MSTN基因酵母表达重组质粒pPIC9K-MSTN,连接产物转化大肠杆菌感受态细胞,对采用菌落PCR和酶切鉴定方法筛选阳性克隆进行序列测定。并采用在线生物分析软件对MSTN蛋白和pPIC9K-MSTN表达载体进行分析。本研究构建的MSTN基因的酵母表达重组载体,为大量表达具有生物活性MSTN蛋白及研究准备了材料。本研究结果表明:猪背最长肌中MSTN基因的表达量随体重的增加呈上升趋势;瘦肉型外种猪的MSTN基因表达量明显低于脂肪性地方猪和含地方猪血源的杂交猪;含地方猪血源的杂交猪的MSTN基因表达量明显低于地方猪;MSTN基因的表达量与胴体瘦肉率呈极显著负相关。日粮营养水平对MSTN基因的表达量没有明显影响。肌抑素主动免疫提高了血清肌抑素的抗体滴度和肌纤维的直径和面积,抑制了肌肉中肌酸激酶活性和肌抑素基因的表达量,进而提高了猪胴体瘦肉率。

论文目录

• 目录
• 中文摘要
• 英文摘要
• 常用的英文缩写词汇含义说明
• 前言
• 第一部分 文献综述
• 1.肌抑素的概述
• 2.肌抑素的生物学作用
• 3.肌抑素调控肌肉生长的机制
• 4.肌抑素的基因表达
• 5.调控肌抑素生物学活性的途径
• 6.外源基因在酵母细胞中表达的研究
• 7.存在的问题
• 8.本研究的内容,技术路线,目的意义
• 第二部分 试验研究
• 第一章 不同品种猪MSTN基因表达规律的研究
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 3 结果
• 3.1 汉普夏猪和长撒猪生长性能、胴体品质和肉质性状的差异
• 3.2 汉普夏猪和长撒猪不同发育期骨骼肌中MSTN基因表达量的差异
• 3.3 汉普夏猪和长撒猪MSTN基因表达量与肉质的相关性分析
• 4 讨论
• 5 本章小结
• 第二章 营养水平对猪肉品质和MSTN基因表达量影响的研究
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 3 结果
• 3.1 营养水平对生产性能的影响
• 3.2 营养水平对胴体品质和肉质性状的影响
• 3.3 营养水平对MSTN基因表达量的影响
• 4 讨论
• 5 本章小结
• 第三章 猪品种和营养水平对猪MSTN基因表达规律的研究
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 3 结果与分析
• 3.1 猪品种和饲粮营养水平对猪MSTN表达量的影响
• 4 讨论
• 5 本章小结
• 第四章 肌肉生长抑制素主动免疫对肌肉生长量的调控
• 摘要
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 3 结果
• 3.1 MSTN主动免疫对猪生产性能的影响
• 3.2 MSTN主动免疫对猪血清MSTN抗体滴度的影响
• 3.3 MSTN主动免疫对生长育肥猪胴体性状和肉品质的影响
• 3.4 MSTN主动免疫对血清及骨骼肌的生化指标的影响
• 3.5 MSTN主动免疫对猪肌肉形态发育的影响
• 3.6 肌肉索主动免疫对肌肉相关基因表达量的影响
• 4 讨论
• 5 本章小结
• 第五章 肌肉生长抑制素蛋白酵母表达载体的构建
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料和方法
• 3 结果
• 3.1 MSTN基因的PCR扩增及酵母表达重组载体的构建
• 3.2 MSTN蛋白的生物信息学分析
• 4 讨论
• 5 本章小结
• 本研究的总体结果和结论
• 1 本研究的总体结果
• 2 本研究的总体结论
• 3 本研究的创新点
• 4 有待于进一步解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的文章