母豬日糧蛋白水平對(duì)子代梅山豬骨骼肌特性的影響及其表遺傳機(jī)制.pdf

1、研究表明，母體營(yíng)養(yǎng)可以影響子代代謝穩(wěn)態(tài)、生長(zhǎng)性能和疾病易感性。作為體內(nèi)最大的蛋白質(zhì)儲(chǔ)存庫(kù)，骨骼肌易受日糧蛋白的影響。妊娠期和(或)哺乳期母豬日糧高營(yíng)養(yǎng)(攝入量或能量)對(duì)仔豬肌肉生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)的影響已有報(bào)道。然而，整個(gè)妊娠期和哺乳期母豬日糧蛋白水平對(duì)子代骨骼肌肌纖維特性的影響尚無(wú)報(bào)道。本試驗(yàn)的目的是研究母豬在整個(gè)妊娠期和哺乳期飼喂不同蛋白水平日糧對(duì)斷奶仔豬和育肥豬骨骼肌特性的影響以及相關(guān)機(jī)理。
　　 1母豬日糧蛋白水平對(duì)子代骨骼肌特性

2、的影響
　　 14頭初產(chǎn)純種小梅山母豬隨機(jī)分為低蛋白組(LP)和高蛋白組(HP)。高蛋白組母豬在妊娠期和哺乳期分別飼喂含粗蛋白12％和14％的日糧，而低蛋白組母豬分別飼喂含粗蛋白6％和7％的日糧。出生24 h內(nèi)將每窩仔豬數(shù)調(diào)整為7-8頭，35日齡斷奶。斷奶后兩組仔豬飼喂相同的標(biāo)準(zhǔn)日糧至出欄。斷奶(35日齡)和出欄(8月齡)時(shí)每組每窩選1頭雄性仔豬屠宰采樣。
　　 分別在35日齡和8月齡采集背最長(zhǎng)肌和腰大肌樣本，用于研究子

3、代生長(zhǎng)、肉質(zhì)、肌纖維組織學(xué)特征、生化指標(biāo)和相關(guān)基因表達(dá)。運(yùn)用HE染色測(cè)定了35日齡仔豬背最長(zhǎng)肌和腰大肌肌纖維橫截面積。在8月齡，采用常規(guī)肌肉品質(zhì)檢測(cè)方法測(cè)定了育肥豬肉質(zhì)指標(biāo)，并且采用ATPase染色對(duì)背最長(zhǎng)肌肌纖維數(shù)目、類(lèi)型以及面積進(jìn)行了測(cè)量和分類(lèi)。測(cè)定了35日齡和8月齡豬背最長(zhǎng)肌和腰大肌肌內(nèi)甘油三酯和糖原含量，并運(yùn)用Real-time PCR和Western blotting測(cè)定了肌球蛋白重鏈mRNA和蛋白表達(dá)。
　　 結(jié)果顯

4、示：1)35日齡仔豬體重、背最長(zhǎng)肌和腰大肌重量HP組均顯著或極顯著高于LP組(P<0.05、P<0.01、P<0.05)。然而，8月齡豬的體重、胴體重、背最長(zhǎng)肌和腰大肌重在兩組之間均無(wú)顯著差異，提示斷奶后仔豬出現(xiàn)了補(bǔ)償性生長(zhǎng)。2)8月齡豬背最長(zhǎng)肌和腰大肌所有的肉質(zhì)指標(biāo)(pH24 h、系水力、剪切力、蒸煮損失、滴水損失和肉色)在HP組與LP組之間均無(wú)顯著差異。3)35日齡仔豬HP組背最長(zhǎng)肌和腰大肌肌纖維橫截面積顯著高于LP組(P<0.05

5、)；8月齡豬眼肌面積在HP組與LP組之間無(wú)顯著差異。高蛋白日糧極顯著增加了肌纖維橫截面積(P<0.01)，故背最長(zhǎng)肌肌纖維總數(shù)目HP組極顯著低于LP組(P<0.01)。肌纖維的肥大并未呈現(xiàn)肌纖維類(lèi)型依賴(lài)性，HP組Ⅰ型肌纖維和Ⅱ型肌纖維橫截面積均極顯著增加(P<0.01)，同時(shí)伴隨Ⅰ型纖維比例增加(P<0.01)和Ⅱ型纖維比例降低(P<0.01)。4)母豬日糧蛋白水平?jīng)]有影響35日齡和8月齡豬背最長(zhǎng)肌和腰大肌肌內(nèi)甘油三酯含量，8月齡豬背最

6、長(zhǎng)肌糖原含量HP組與LP組相比有下降的趨勢(shì)(P=0.057)。5)35日齡仔豬背最長(zhǎng)肌肌球蛋白重鏈(Myosin heavy chain，MyHC)Ⅱb mRNA表達(dá)HP組顯著高于LP組(P<0.05)；在腰大肌，HP組仔豬MyHCⅡx mRNA顯著增加(P<0.05)，同時(shí)MyHCⅠ mRNA水平顯著下降(P<0.05)。與mRNA的變化一致，背最長(zhǎng)肌MyHCⅡ蛋白表達(dá)HP組也顯著高于LP組(P<0.05)。然而，8月齡豬背最長(zhǎng)肌和腰

7、大肌MyHCⅡb mRNA表達(dá)HP組顯著低于LP組(P<0.05)，腰大肌MyHCⅡxmRNA表達(dá)顯著低于LP組(P<0.05)；同時(shí)，HP組背最長(zhǎng)肌和腰大肌MyHCⅡ蛋白表達(dá)均顯著低于LP組(P<0.05)。以上結(jié)果表明，盡管在體重和肌肉重上出現(xiàn)了完全的補(bǔ)償生長(zhǎng)，但是母豬日糧蛋白水平對(duì)子代骨骼肌肌纖維的特性產(chǎn)生了影響，高蛋白日糧導(dǎo)致了8月齡豬肌纖維類(lèi)型由快向慢的轉(zhuǎn)化。
　　 2母豬日糧蛋白水平影響子代MyHCⅡb表達(dá)表遺傳機(jī)制

8、的研究
　　 目前，母體營(yíng)養(yǎng)影響肌纖維的表遺傳機(jī)制未見(jiàn)報(bào)道。通過(guò)以上研究發(fā)現(xiàn)，母豬日糧蛋白水平引起子代骨骼肌纖維類(lèi)型轉(zhuǎn)化和MyHC mRNA表達(dá)發(fā)生改變，尤其是MyHCⅡb mRNA表達(dá)變化尤為顯著。骨骼肌中MyHCⅡb型比例和蛋白含量可影響動(dòng)物骨骼肌代謝類(lèi)型，并與肌肉品質(zhì)相關(guān)，易受營(yíng)養(yǎng)的影響。因此，我們以MyHCⅡb基因?yàn)檠芯繉?duì)象，探討母豬日糧蛋白水平導(dǎo)致子代骨骼肌肌纖維類(lèi)型變化的表遺傳調(diào)節(jié)機(jī)制。運(yùn)用染色質(zhì)免疫沉淀和甲基化DN

9、A免疫沉淀測(cè)定了35日齡仔豬背最長(zhǎng)肌和8月齡豬背最長(zhǎng)肌、腰大肌MyHCⅡb基因啟動(dòng)子區(qū)組蛋白(H3ac、H3K4me3、H3K9me1和H3K27me3)的修飾情況和DNA甲基化的程度，比較了母豬不同日糧蛋白水平之間及不同類(lèi)型肌肉之間MyHCⅡb基因表達(dá)的差異和表遺傳修飾的變化。
　　 結(jié)果顯示：1)在35日齡，母豬高蛋白日糧增加了背最長(zhǎng)肌MyHCⅡb mRNA的表達(dá)(P<0.05)，MyHCⅡb基因啟動(dòng)子區(qū)組蛋白H3ac、H3

10、K4me3，H3K9me1的富集水平HP組高于LP組(P<0.05)。提示在35日齡，H3ac、H3K4me3和H3K9me1與MyHCⅡb基因激活相關(guān)；H3K27me3水平和DNA甲基化程度高、低蛋白組之間無(wú)顯著差異，提示二者可能沒(méi)有參與調(diào)控MyHCⅡb基因的表達(dá)。2)然而，8月齡豬背最長(zhǎng)肌和腰大肌MyHCⅡb基因啟動(dòng)子區(qū)組蛋白狀態(tài)與35日齡仔豬相比發(fā)生了不同的變化。H3ac和H3K4me3水平HP組低于LP組(P<0.05)，伴隨H

11、P組MyHCⅡb mRNA表達(dá)較低(P<0.05)；HP組H3K9me1的水平高于LP組(P<0.05)，與MyHCⅡbmRNA表達(dá)反向，提示在8月齡H3K9me1水平的增加可能抑制了MyHCⅡb基因的表達(dá)；H3K27me3水平和DNA甲基化程度在高、低蛋白組間也無(wú)顯著差異。3)8月齡豬不同肌肉類(lèi)型MyHCⅡb基因啟動(dòng)子區(qū)表遺傳修飾的比較顯示，表達(dá)MyHCⅡb基因豐度高的背最長(zhǎng)肌H3ac和H3K4me3的水平均高于表達(dá)較少M(fèi)yHCⅡb基

12、因的腰大肌(P<0.05)；在HP組內(nèi)，MyHCⅡb基因H3K9me1和H3K27me3水平背最長(zhǎng)肌顯著低于腰大肌(P<0.05)；但在LP組內(nèi)，H3K9me1水平表現(xiàn)出背最長(zhǎng)肌顯著低于腰大肌的趨勢(shì)(P=0.066)，而H3K27me3在兩種類(lèi)型肌肉間無(wú)顯著差異；DNA甲基化程度背最長(zhǎng)肌和腰大肌之間無(wú)顯著差異。以上結(jié)果表明，在妊娠期和哺乳期母豬日糧蛋白水平導(dǎo)致了子代骨骼肌MyHCⅡb基因啟動(dòng)子區(qū)組蛋白修飾發(fā)生了不同的變化，DNA甲基化狀