日糧淀粉水平與類型對(duì)育肥豬生長(zhǎng)和肉品質(zhì)的影響及其作用機(jī)制研究.pdf

1、通過營(yíng)養(yǎng)途徑可有效調(diào)控豬肉品質(zhì)。有研究表明不同日糧淀粉水平和淀粉類型可以調(diào)節(jié)動(dòng)物屠宰時(shí)肌肉能量存儲(chǔ)狀態(tài)或肌纖維類型，通過影響宰后肌肉能量代謝進(jìn)而影響肉品質(zhì)。本研究通過調(diào)整日糧淀粉水平與類型，探討不同日糧淀粉水平或不同直鏈淀粉、支鏈淀粉含量對(duì)育肥豬生長(zhǎng)性能、胴體品質(zhì)、肉品質(zhì)、宰后肌肉能量代謝及肌纖維類型的影響。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B-缺氧誘導(dǎo)因子-1α(PI3K/AKT-HIF-1α)信號(hào)通路在糖酵解過程中的作用

2、，以及microRNAs(miRNAs)在骨骼肌肌纖維類型轉(zhuǎn)化過程中的作用，揭示不同日糧淀粉水平與類型影響育肥豬肉品質(zhì)的作用機(jī)理。
　　1.日糧淀粉水平對(duì)育肥豬生長(zhǎng)和肉品質(zhì)的影響及其作周機(jī)制研究
　　將72頭初始體重為65.0±2.0kg的杜×長(zhǎng)×大三元雜交去勢(shì)公豬，隨機(jī)分配到A、B、C三種等能等氮日糧中，每種日糧處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)8頭豬。三種日糧配方的營(yíng)養(yǎng)成分均滿足NRC(2012)育肥豬營(yíng)養(yǎng)需求。其中，將淀粉水平為4

3、4.1％的傳統(tǒng)育肥豬日糧（日糧A）作為對(duì)照組日糧，日糧B或C的淀粉水平是在日糧A淀粉水平的基礎(chǔ)上減少約15％或30％，分別為37.6％和30.9％。為了調(diào)配等能等氮日糧，日糧B或C中的粗脂肪和中性洗滌纖維(NDF)水平隨著日糧淀粉水平的變化做相應(yīng)調(diào)整。日糧A含有44.1％的淀粉，5.9％的粗脂肪和12.6％的NDF;日糧B含有37.6％的淀粉，9.5％的粗脂肪和15.4％的NDF;日糧C含有30.9％的淀粉，14.3％的粗脂肪17.8％

4、的NDF。飼養(yǎng)28天后，禁飼12 h，每個(gè)重復(fù)抽取體重接近于平均體重的2-3頭豬（8頭/處理），稱量每頭豬的宰前活重后運(yùn)至附近屠宰場(chǎng)按照常規(guī)屠宰流程進(jìn)行屠宰采樣。結(jié)果顯示:
　　(1)日糧淀粉水平對(duì)育肥豬生長(zhǎng)性能、胴體性狀、肉品質(zhì)及肌纖維類型的影響
　　與日糧A相比，育肥豬采食日糧C具有較低的平均日采食量(ADFI)、平均日增重（ADG）和背膘厚(P＜0.05)，然而不同日糧處理對(duì)育肥豬的料重比、宰前活重、胴體重和屠宰率無顯

5、著影響（P＞0.05）。與日糧A相比，日糧B和日糧C顯著提高了背最長(zhǎng)肌pH45min值(P＜0.05)，此外，日糧C與日糧A相比，顯著降低了背最長(zhǎng)肌滴水損失（P＜0.05），而不同日糧處理對(duì)背最長(zhǎng)肌pH24h值、肉色（L*，a*，b*）、蒸煮損失、剪切力值及質(zhì)構(gòu)特性均無顯著影響(P＞0.05)。與日糧A相比，日糧C顯著提高了背最長(zhǎng)肌肌球蛋白重鏈(MyHC)-Ⅰ和MyHC-Ⅱa的mRNA表達(dá)量(P＜0.05)，并顯著降低了背最長(zhǎng)肌MyHC

6、-Ⅱx和MyHC-Ⅱb的mRNA表達(dá)量（P＜0.05）。與日糧A相比，采食日糧C的育肥豬背最長(zhǎng)肌中，miR23a的表達(dá)水平降低(P＜0.05)，同時(shí)，其靶基因過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔助因子1α（PGC-1α）的mRNA表達(dá)水平提高（P＜0.05），但各日糧處理組間肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2C(MEF2C)的mRNA表達(dá)量在差異不顯著(P＞0.05)。與日糧處理對(duì)miR23a表達(dá)水平的影響相反，相較于日糧A，日糧C提高了背最長(zhǎng)肌中miR499

7、和miR208b的表達(dá)水平(P＜0.05)，降低了miR499靶基因Y性別決定區(qū)框6(Sox6)和miR208b靶基因特異性蛋白3(Sp3)的mRNA表達(dá)水平（P＜0.05），但對(duì)miR208b靶基因甲狀腺激素受體輔助物1(Thrap1)的mRNA表達(dá)水平無顯著影響(P＜0.05)。
　　(2)日糧淀粉水平對(duì)育肥豬宰后肌肉能量代謝的影響
　　與日糧A相比，日糧B和日糧C顯著提高了背最長(zhǎng)肌中ATP的含量（P＜0.05），日糧C

8、顯著降低了磷酸肌酸(PCr)的含量（P＜0.05），但日糧處理對(duì)背最長(zhǎng)肌中ADP、AMP及肌酸(Cr)的含量無顯著影響（P＞0.05）。相比于日糧A，日糧C顯著提高了背最長(zhǎng)肌中肌酸激酶(CK)的活性(P＜0.05)，降低了宰后45 min背最長(zhǎng)肌的乳酸含量以及糖酵解潛力(GP)(P＜0.05)，而各日糧處理組間糖原含量差異不顯著(P＞0.05)。與日糧A相比，日糧B顯著降低了背最長(zhǎng)肌中己糖激酶(HK)結(jié)合態(tài)酶活的比例(P＜0.05)，日

9、糧C顯著降低了背最長(zhǎng)肌中HK、丙酮酸激酶(PK)結(jié)合態(tài)酶活的比例(P＜0.05)，但日糧處理對(duì)背最長(zhǎng)肌中乳酸脫氫酶(LDH)結(jié)合態(tài)酶活的比例影響不顯著(P＞0.05)。此外，與日糧A相比，日糧B和C均顯著降低了AKT蛋白的磷酸化水平（P＜0.05）并顯著提高了HIF-1α蛋白的羥基化水平(P＜0.05)。與日糧A相比，日糧B和C均顯著降低了HKⅡ結(jié)合態(tài)蛋白和PKM2結(jié)合態(tài)蛋白的表達(dá)水平（P＜0.05），此外，日糧C與日糧A相比，顯著降低

10、了LDHA結(jié)合態(tài)蛋白的表達(dá)水平（P＜0.05），不同日糧處理對(duì)HKⅡ、PKM2和LDHA游離態(tài)蛋白的表達(dá)水平影響不顯著(P＞0.05)。
　　2.日糧淀粉類型對(duì)育肥豬生長(zhǎng)和肉品質(zhì)的影響及其作用機(jī)制研究
　　將90頭初始體重為68±2.0 kg的大×長(zhǎng)×梅山三元雜交去勢(shì)公豬，隨機(jī)分配到三種等能等氮日糧處理中，每種日糧處理5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6頭豬，試驗(yàn)日糧參考75-100 kg育肥豬NRC(2012)的標(biāo)準(zhǔn)配制。采用純的蠟質(zhì)玉米

11、淀粉(WMS)，非蠟質(zhì)玉米淀粉(NMS)和豌豆淀粉(PS)作為淀粉來源配合三種試驗(yàn)日糧。測(cè)得三種日糧的直鏈淀粉/支鏈淀粉比例分別為0.07、0.19和0.28。飼養(yǎng)28天后，禁飼12h，每個(gè)重復(fù)抽取體重接近于平均體重的2頭豬（10頭/處理），并稱量每頭豬的宰前活重后運(yùn)至附近屠宰場(chǎng)按照常規(guī)屠宰流程進(jìn)行屠宰采樣。結(jié)果顯示:
　?。?）日糧淀粉類型對(duì)育肥豬生長(zhǎng)性能、肉品質(zhì)、宰后肌肉蛋白質(zhì)變化及肌纖維類型的影響
　　與WMS日糧相比

12、，育肥豬采食PS日糧具有較高的ADG和眼肌面積(P＜0.05)，以及較低的料重比和背膘厚（P＜0.05），然而不同日糧處理對(duì)育肥豬的ADFI、宰前活重、胴體重和屠宰率無顯著影響(P＞0.05)。育肥豬背最長(zhǎng)肌的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分包括水分、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分在各日糧處理組間均無顯著差異（P＞0.05）。相比于WMS日糧和NMS日糧，PS日糧顯著提高了背最長(zhǎng)肌pH45min值(P＜0.05)，且顯著降低了滴水損失（P＜0.05）。與WMS日糧

13、相比，PS日糧顯著降低了背最長(zhǎng)肌的蒸煮損失（P＜0.05）。然而，不同日糧處理對(duì)背最長(zhǎng)肌pH24h值、肉色（L術(shù)，a*，b*）、剪切力值均無顯著影響（P＞0.05）。相比于WMS日糧，PS日糧顯著提高了背最長(zhǎng)肌低場(chǎng)核磁共振(LF-NMR)T22峰面積比例（P＜0.05）且顯著降低了T23峰面積比例(P＜0.05)，但日糧處理對(duì)背最長(zhǎng)肌T21峰面積比例無顯著影響(P＞0.05)。與WMS日糧和NMS日糧相比，PS日糧顯著提高了宰后24 h

14、背最長(zhǎng)肌肌漿蛋白溶解度(P＜0.05)，但日糧處理對(duì)宰后24 h背最長(zhǎng)肌總蛋白溶解度和肌原纖維蛋白溶解度均無顯著影響（P＞0.05）。日糧處理對(duì)宰后24 h背最長(zhǎng)肌肌原纖維蛋白和肌漿蛋白SDS-PAGE電泳圖的蛋白條帶均無顯著影響（P＞0.05）。此外，與WMS日糧相比，PS日糧顯著提高了MyHC-Ⅰ和MyHC-Ⅱa的mRNA表達(dá)量(P＜0.05)，并顯著降低了MyHC-Ⅱb的mRNA表達(dá)量(P＜0.05)，但MyHC-Ⅱx的mRNA表

15、達(dá)量在各日糧處理組間差異不顯著(P＞0.05)。相比于WMS日糧，采食PS日糧的育肥豬背最長(zhǎng)肌中，miR23a的表達(dá)水平降低（P＜0.05），同時(shí)miR23a靶基因PGC-1α的mRNA表達(dá)水平提高(P＜0.05)，但其靶基因MEF2C的mRNA表達(dá)水平在各日糧處理組間差異不顯著(P＞0.05)。與日糧處理對(duì)miR23a表達(dá)水平的影響相反，相比于WMS日糧，PS日糧提高了背最長(zhǎng)肌中miR499的表達(dá)水平（P＜0.05），降低了其靶基因S

16、ox6的mRNA表達(dá)水平(P＜0.05)。然而，日糧處理對(duì)miR208b的表達(dá)水平及其靶基因Sp3和Thrap1的mRNA表達(dá)水平無顯著影響。
　　(2)日糧淀粉類型對(duì)育肥豬宰后肌肉能量代謝的影響
　　與WMS日糧相比，PS日糧顯著提高了背最長(zhǎng)肌CK活性及ATP的含量(P＜0.05)，顯著降低了PCr和AMP的含量（P＜0.05），但日糧處理對(duì)Cr和ADP的含量無顯著影響（P＞0.05）。相比于WMS日糧，PS日糧顯著降低了

17、背最長(zhǎng)肌糖原含量及GP（P＜0.05），但對(duì)乳酸含量無顯著影響（P＞0.05）。相比于WMS日糧，PS日糧顯著降低了HK結(jié)合態(tài)酶活比例(P＜0.05)，但對(duì)LDH和PK結(jié)合態(tài)酶活比例無顯著影響（P＞0.05）。與WMS日糧相比，PS日糧顯著降低了AKT蛋白的磷酸化水平(P＜0.05)并顯著提高了HIF-1α蛋白的羥基化水平(P＜0.05)。并且，與WMS日糧相比，PS日糧顯著降低了HKⅡ結(jié)合態(tài)蛋白的表達(dá)水平（P＜0.05），但對(duì)PKM2

18、和LDHA結(jié)合態(tài)蛋白以及HKⅡ、PKM2和LDHA游離態(tài)蛋白的表達(dá)水平影響不顯著(P＞0.05)。綜上所述，得出如下結(jié)論:
　　(1)在等能等氮日糧中，低淀粉、高纖維和高脂肪日糧（日糧C）降低育肥豬生產(chǎn)性能主要是由于較差的飼料適口性及快速的飽腹感導(dǎo)致飼料采食量下降引起的。低淀粉、高纖維和高脂肪日糧（日糧C）改善背最長(zhǎng)肌肉品質(zhì)，則主要是通過促進(jìn)快肌纖維向慢肌纖維的轉(zhuǎn)化以及降低宰后早期糖酵解速率來實(shí)現(xiàn)的。骨骼肌快肌纖維向慢肌纖維的轉(zhuǎn)化

19、可能與促進(jìn)慢肌向快肌纖維轉(zhuǎn)化的miR23a表達(dá)水平的下調(diào)及促進(jìn)快肌纖維向慢肌纖維轉(zhuǎn)化的miR499和miR208b表達(dá)水平的上調(diào)有關(guān)。此外，宰后早期糖酵解速率的下降可能有兩方面的原因:一是宰后早期PCr的充分降解提供了更多的ATP進(jìn)而延緩宰后早期糖酵解的發(fā)生;二是PI3K/AKT-HIF-1α通路受到抑制，使具有高催化活性的糖酵解酶結(jié)合態(tài)比例下降。
　　(2)在等能等氮日糧中，高直鏈淀粉日糧（豌豆組）提高了育肥豬的生產(chǎn)性能和胴體品

20、質(zhì)，主要是由于高直鏈淀粉日糧食后緩慢而延長(zhǎng)的葡萄糖和胰島素釋放速率有助于肌肉蛋白沉積。高直鏈淀粉日糧（豌豆組）改善背最長(zhǎng)肌肉品質(zhì)，主要是通過促進(jìn)快肌纖維向慢肌纖維的轉(zhuǎn)化，影響宰后肌肉能量代謝進(jìn)而改善宰后肌肉蛋白變性并提高肌肉中不易流動(dòng)水的比例來實(shí)現(xiàn)的。骨骼肌快肌纖維向慢肌纖維的轉(zhuǎn)化可能與促進(jìn)慢肌向快肌纖維轉(zhuǎn)化的miR23a表達(dá)水平的下調(diào)及促進(jìn)快肌纖維向慢肌纖維轉(zhuǎn)化的miR499表達(dá)水平的上調(diào)有關(guān)。在宰后早期，更多的PCr降解產(chǎn)生ATP延