鱼油上调断奶仔猪肌纤维类型及相关基因表达促进肌肉生长的研究

论文摘要

本研究在母猪妊娠后期-泌乳期和断奶仔猪日粮中分别添加7%的鱼油（富含LCn-3PUFA）和猪油（富含饱和脂肪酸）,旨在研究鱼油中的LCn-3PUFA对断奶仔猪肌肉块重量、骨骼肌肌纤维类型和肌肉发育相关基因表达的影响,并探讨母猪日粮中鱼油对仔猪肌肉生长的远期效应。为日粮n-3PUFA影响仔猪骨骼肌发育以及相关基因表达提供理论依据。试验一试验采用2因子设计,分妊娠后期-泌乳期和断奶期两个阶段进行。选择20头妊娠后期（103d）杂交健康经产母猪（长×大）,按胎次、体况和预产期相近的原则随机分成2组:对照组（C）,基础日粮中加7%的猪油;处理组（T）,基础日粮中加7%的鱼油。每组10头母猪,每个重复一头母猪,单栏饲养。来自两个不同处理组母猪的仔猪分别合群,选择35d阉公猪和小母猪56头（公母各半）随机分为两组:对照组（C）,基础日粮中加7%猪油;处理组（T）,基础日粮中加7%鱼油。根据母猪日粮和仔猪日粮处理的不同,进入断奶期阶段试验的仔猪形成四个不同的处理组:CC,CT,TC和TT。每组14头仔猪,分为7个重复,每个重复2头仔猪（1公1母,同栏饲养）。每组选择4头仔猪70d屠宰,剥离并准确称重前、中、后躯主要肌肉块,旨在研究日粮中鱼油不同的添加阶段和方式,对断奶仔猪前中后躯主要骨骼肌生长发育的影响。试验结果如下:1.仔猪日粮中添加7%鱼油显著增加了70d仔猪背最长肌和瓣膜肌（P＜0.05）的重量,斜方肌和股二头肌也有增加的趋势（P=0.056,P=0.09）;2.母猪妊娠后期-泌乳期同粮中添加7%的鱼油极显著增加了腰小肌的重量（P＜0.01）,并一定程度上改善了臀中肌和腓肠肌的重量,对所测定的前躯肌肉块无显著影响（P＞0.05）。试验二仔猪屠宰后,迅速采集臂三头肌、背最长肌和股二头肌样品,—80℃保存。Trizol一步分离法提取肌肉中总RNA,采用半定量RT-PCR技术测定肌球蛋白重链基因（myosin heavy chain,MHC）4个亚型（MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱa、MHC-Ⅱx和MHC-Ⅱb）和IGF-1、GHR、MRF4、MyoG、PGC-1a mRNA在三块骨骼肌中的丰度。结果表明:1.母猪妊娠后期-泌乳期和仔猪日粮中添加7%富含LCn-3PUFA的鱼油可显著影响臂三头肌、背最长肌和股二头肌中MHC亚型的mRNA丰度（P＜0.05）,主要是上调了Ⅱ型MHC基因表达水平。另外,仔猪日粮效应整体上大于母猪日粮处理,而且对不同的肌肉块影响也不同,依赖于其所在的解剖学部位。2.在本试验条件下,母猪和仔猪日粮添加鱼油均显著增加了70 d仔猪臂三头肌、背最长肌和股二头肌中IGF-1和GHR的表达（P＜0.01）,并且两处理之间存在明显的互作作用（P＜0.01）。结果提示:母猪日粮中鱼油对仔猪骨骼肌中生长轴基因表达的作用会影响仔猪阶段日粮的处理效应。3.母猪和仔猪日粮中添加n-3PUFA对三块肌肉中的MyoG表达均无显著影响（P＞0.05）。仔猪日粮中添加鱼油显著上调了臂三头肌和股二头肌中MRF4基因表达,极显著增加了三块肌肉中PGC-1a的mRNA表达量（P＜0.01）,但有下调背最长肌中MRF4 mRNA的表达量的趋势（P=0.079）;母猪日粮处理显著上调了背最长肌中MRF4 mRNA和臂三头肌PGC-1a的表达量（P＜0.01）,并有增加股二头肌中的MRF4、PGC-1a和背最长肌中的PGC-1a mRNA水平的趋势（P=0.107,P=0.088,P=0.081）。本研究通过上述试验可得如下结论:1)母猪妊娠后期-哺乳期和断奶仔猪日粮中添加7%的鱼油可通过改变肌肉中脂肪酸的组成,而促进70d仔猪部分骨骼肌的生长,且主要集中在中后躯的骨骼肌;母猪日粮对仔猪骨骼肌生长的影响有明显的母体效应。2)日粮中的LCn-3PUFA增加部分肌肉块重的原因是调控了骨骼肌的肌纤维类型,主要是增加了骨骼肌中MHC-Ⅱb和MHC-Ⅱx型基因的表达。LCn-3PUFA调控肌纤维的过程,可能是通过上调肌肉生长和肌纤维类型转化相关基因,包括生长轴基因、MRF4、MyoG和PGC-1a的表达来实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语表
• 第一章 文献综述
• 1 骨骼肌纤维的分类与影响因素
• 1.1 骨骼肌纤维的分类与理化特征
• 1.2 骨骼肌纤维的形成与影响因素
• 1.3 骨骼肌纤维类型的测定方法
• 2 猪骨骼肌生长和肌纤维发育规律
• 2.1 仔猪出生前后骨骼肌纤维发育规律
• 2.1.1 猪出生前肌纤维的发育
• 2.1.2 猪出生后肌纤维的生长与肌纤味蕾型的转化
• 2.1.3 猪骨骼肌肌纤维类型分布规律
• 2.2 影响骨骼肌肌纤维类型的转化因素与机制
• 2.2.1 影响肌纤维类型转化的因素
• 2.2.2 骨骼肌纤维类型转化的可能机制
• 3 影响骨骼肌生长的因素及其调控
• 3.1 肌纤维类型与肌肉产量
• 3.2 营养
• 3.2.1 母体营养
• 3.2.2 出生后的营养
• 3.2.3 营养影响仔猪生长的分子机理
• 3.3 生长轴对肌肉发育和肌纤维类型的调控
• 3.3.1 GH对动物肌肉生长发育和肌纤维类型的影响
• 3.3.2 IGF-1对动物肌肉生长发育的影响
• 3.3.3 胰岛素对动物肌肉生长发育的影响
• 3.4 生肌决定因子和肌细胞增强子
• 3.4.1 生肌决定因子与肌肉发育
• 3.4.2 肌细胞增强子与肌肉发育
• 3.5 PPAR和PGC-1α对肌纤维类型与能量代谢的调控
• 3.5.1 与能量代谢
• 3.5.2 PPARs与肌纤维类型的关系
• 3.5.3 PGC-1α对能量代谢和肌纤维类型的调控
• 3.5.4 AMPK/PGC-1α与骨骼肌细胞线粒体合成
• 3.6 肌肉发育负调控因子
• 3.6.1 FoxOl与肌肉生长
• 3.6.2 肌生长抑制因子（MTSN）
• 4 N-3PUFA调控仔猪动物生长和肌肉发育的机制
• 4.1 母体营养对仔猪生长发育的影响
• 4.2 母猪日粮添加n-3PUFA对仔猪生长性能的影响
• 4.3 n-3PUFA调控动物肌肉生长发育的可能途径
• 4.3.1 n-3PUFA对肌肉生长相关基因表达的影响
• 4.3.2 n-3PUFA影响骨骼肌纤维生长的可能途径
• 5 问题的提出与本研究的目的和意义
• 第二章 母猪和仔猪日粮中鱼油对仔猪躯体各部分肌肉块重的影响
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验动物选择与分组
• 2.3 试验日粮
• 2.4 饲养管理
• 2.5 样品的采集与分析
• 2.5.1 样品采集
• 2.5.2 饲料中脂肪酸图谱分析
• 2.6 数据统计分析
• 3 结果
• 3.1 日粮中脂肪酸的组成
• 3.2 日粮中鱼油对仔猪肌肉块重量的影响
• 4 分析与讨论
• 5 小结
• 第三章 鱼油对仔猪肌纤维类型及肌肉生长发育相关基因表达的影响
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 样品的采集与测定
• 2.2.1 样品采集
• 2.2.2 骨骼肌中相关基因mRNA测定
• 2.3 仪器设备和试剂
• 2.3.1 主要仪器设备
• 2.3.2 试剂来源
• 2.3.3 试剂配制
• 2.4 总RNA提取与RT-PCR反应体系及条件
• 2.4.1 RNA提取与cDNA合成
• 2.4.2 MHC-Ⅰ、-Ⅱa、-Ⅱb和-Ⅱx的RT-PCR方法及条件
• 2.4.3 MRF4、MyoG、IGF-1、GHR和PGC-1α的RT-PCR方法及条件
• 2.5 电泳及光密度分析
• 2.6 数据处理
• 3 结果
• 3.1 骨骼肌中MHC的mRNA表达丰度
• 3.2 骨骼肌中生长轴基因表达丰度
• 3.3 骨骼肌中MRF4、MyoG和PGC-1α表达丰度
• 4 分析与讨论
• 4.1 n-3PUFA对骨骼肌中MHC的mRNA水平的影响
• 4.2 n-3PUFA对骨骼肌中生长轴基因表达丰度的影响
• 4.3 n-3PUFA对MRF4、MyoG和PGC-1α表达的影响
• 5 小结
• 第四章 讨论
• 1 N-3PUFA促进仔猪生长和肌肉发育的可能机制
• 2 N-3PUFA对仔猪骨骼肌纤维类型的影响
• 3 N-3PUFA对调控仔猪骨骼肌纤维类型的机制
• 第五章 研究结论
• 第六章 创新与不足
• 参考文献
• 致谢
• 附录