畜牧人

標(biāo)題: 飼料對畜產(chǎn)品品質(zhì)的影響 [打印本頁]
作者: 來自鄉(xiāng)下的狼    時間: 2007-12-19 10:02
標(biāo)題: 飼料對畜產(chǎn)品品質(zhì)的影響
飼料對畜產(chǎn)品品質(zhì)的影響
http://www.aweb.com.cn 2007年12月18日11:07

　　畜產(chǎn)品（animalproducts）是人類膳食的重要組成部分。廣義的畜產(chǎn)品品質(zhì)包括4個方面，即感官品質(zhì)（sensoryquality）、營養(yǎng)價值（nutrientvalue）、衛(wèi)生質(zhì)量（hygienicquality）和深加工品質(zhì)。狹義的畜產(chǎn)品品質(zhì)主要指畜產(chǎn)品的感官品質(zhì)。感官品質(zhì)指畜產(chǎn)品對人的視覺、嗅覺、味覺和觸覺等器官的刺激，即給人的綜合感受。營養(yǎng)價值指畜產(chǎn)品的養(yǎng)分含量和保健功能。衛(wèi)生質(zhì)量指食品的安全特性，即食品中有害微生物和有毒有害物質(zhì)的殘留情況。深加工品質(zhì)指畜產(chǎn)品是否適合進(jìn)一步加工的品質(zhì)。畜產(chǎn)品生產(chǎn)者、加工者和消費(fèi)者對上述4個方面的追求不盡相同。對消費(fèi)者而言,畜產(chǎn)品的安全是第一位的，至關(guān)重要。在安全的前提下，消費(fèi)者又最關(guān)注畜產(chǎn)品的營養(yǎng)價值和感官品質(zhì)，前者是消費(fèi)者購買畜產(chǎn)品的動機(jī)，后者則是影響消費(fèi)者是否購買畜產(chǎn)品的重要因素。隨著生活水平的提高和對膳食與健康關(guān)系的意識增強(qiáng)，人們愈來愈重視畜產(chǎn)品的安全、感官品質(zhì)和保健功能，對畜產(chǎn)品的追求已逐漸由數(shù)量轉(zhuǎn)為質(zhì)量即對品質(zhì)的追求。特別是在加入WTO后，我國畜產(chǎn)品生產(chǎn)面臨與國際接軌，因此，必須立足國際競爭和養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高度來重新審視畜產(chǎn)品質(zhì)量問題，目前的形勢與任務(wù)賦予優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品生產(chǎn)以更加迫切和重要的意義。畜產(chǎn)品的品質(zhì)受畜禽遺傳特性、營養(yǎng)和飼料、飼養(yǎng)環(huán)境以及加工貯存等眾多因素的影響，是一個涉及面廣、影響因素復(fù)雜的問題，其中營養(yǎng)和飼料是影響畜產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素。
　　養(yǎng)殖業(yè)可以說是人類用飼料喂養(yǎng)畜禽而換取肉蛋奶等蛋白質(zhì)產(chǎn)品的過程。飼料是畜禽的食物，飼料質(zhì)量優(yōu)質(zhì)不僅與畜禽生產(chǎn)能力有關(guān)，而且與畜產(chǎn)品的質(zhì)量密切相關(guān)?，F(xiàn)代人們對于畜產(chǎn)品的品質(zhì)要求，除外觀體脂硬度、胭體瘦肉率、肉品色澤和口感風(fēng)味外，而更主要的是要求對畜產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量的控制，特別是那些肉眼看不見、鼻子嗅不著，在一般情況下不易鑒別的內(nèi)在衛(wèi)生質(zhì)量越來越引起人們的重視，因此，要讓畜禽生產(chǎn)出讓人類放心食用的衛(wèi)生、安全、且符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)肉、蛋、奶等畜產(chǎn)品，增加人們的一份放心，飼料的品質(zhì)和安全性是最基本的先決條件。
　　1飼料的品質(zhì)直接影響音產(chǎn)品的質(zhì)量
　　不同的畜禽其體脂構(gòu)成不同，反芻動物的體脂硬度受飼料的影響較小，但豬飼料中脂肪的性質(zhì)直接影響著體脂的硬度，如育肥后期的豬過量飼喂不飽和脂肪酸豐富的飼料，則會導(dǎo)致豬肉內(nèi)體脂變軟，易發(fā)生腐敗，不耐貯藏，且不適用于作腿肉和火腿之用，降低了豬肉的品質(zhì)。因此，育肥后期豬的日糧中不宜過多地搭配玉米、燕麥、米糠等富含（飽和脂肪酸的飼料，應(yīng)適當(dāng)搭配含飽和脂肪酸較多的飼料，如大麥、高粱等。
　　畜禽胴體瘦肉率的高低，除因畜禽的品種和經(jīng)濟(jì)類型不同而胴體瘦肉表現(xiàn)高低不一樣外，一般認(rèn)為，同一品種和同一經(jīng)濟(jì)類型的畜禽，在飼料能值相同的情況下，飼料蛋白質(zhì)相對較高的，胴體瘦肉率就高，脂肪相對較少。因此，要提高畜禽胴體瘦肉率，必須相對地提高飼料的蛋白質(zhì)水平，同時，可在飼料中加入適量的合成氨基酸來調(diào)整飼料中氨基酸平衡，限制脂肪的沉積，提高畜禽的瘦肉率。
　　畜禽肉品色澤也是決定畜禽肉質(zhì)的重要因素。飼喂黃色玉米的雞，雞體就呈黃色，其品質(zhì)高于白色雞。因此在配合日糧時應(yīng)適當(dāng)添加含有較高氧化類胡蘿卜素或葉黃素的天然著色劑類飼料，如苜蓿粉、松針粉、槐葉粉等。
　　禽蛋的品質(zhì)包括其營養(yǎng)成分、蛋黃色澤、蛋重等。除蛋白質(zhì)外，飼料中維生素和微量元素的種類以及含量的多少，將直接影響禽蛋的營養(yǎng)成分，飼料中鐵、錳、碘、銅的含量高，則蛋內(nèi)這些元素的含量就高；家禽補(bǔ)飼青綠多汁飼料或維生素A，可提高蛋中維生素A的含量；勤曬太陽或補(bǔ)充維生素D的家禽，可提高蛋中維生素D的含量；飼料中添加維生素B2、B6，可相應(yīng)增加蛋中維生素B2、B6的含量，從而提高禽蛋品質(zhì)。
　　蛋黃色澤受飼料的影響較大，飼料中色素含量較高，蛋黃色澤就較深。品質(zhì)就較好，因此，在日糧中適量搭配黃色玉和青飼料，或加入草粉等，均可加深蛋黃的色澤。
　　禽蛋的蛋重受飼料蛋白質(zhì)水平高低的影響，飼料中蛋白質(zhì)水平偏低，則蛋重低，提高飼料中蛋白質(zhì)水平，蛋重則增加。
　　奶類的品質(zhì)一般指乳蛋白、乳脂、維生素和無機(jī)元素的含量，以及奶類的風(fēng)味。飼料對奶類的品質(zhì)（特別是乳脂）的影響較大。因此，日糧中應(yīng)適當(dāng)搭配玉米、燕麥、花生餅、豆餅、鮮草等，盡量減少棉籽餅、菜籽餅以及霉變飼料和飼草的喂量。
　　影響畜禽肉品的口感風(fēng)味的因素很多，據(jù)資料表明，儀化合物方面就不下40余種，如肉用仔雞飼喂配有魚粉成分的飼料，其肉質(zhì)就有魚腥味，人們一般均感到洋雞肉口感味道不如當(dāng)?shù)夭蓦u肉口感味道純正可口，而在雞的飼料中添加2％的大蒜，則可使肉用仔雞的肉品增香，明顯改善肉用仔雞的肉品質(zhì)量。
　　2飼料安全直接影響畜產(chǎn)品的安全性
　　飼料是人類的間接食品，飼料中有毒有害物質(zhì)在畜產(chǎn)品中的殘留，不僅給養(yǎng)殖業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失，還直接威脅人類的健康，人類常見的癌癥、抗藥性以及某些中毒現(xiàn)象均與畜產(chǎn)品中的抗生素、激素。重金屬和其他合成物質(zhì)的殘留有關(guān)，如飼料中抗生素等藥物飼料的大量使用，會使人體對化學(xué)藥物發(fā)生鈍化乃至出現(xiàn)耐藥性，給人的疾病治療帶來困難。有毒有害物質(zhì)鉛、砷、氟等的大量殘留，以及高銅、高鋅、有機(jī)砷的大量使用，必將通過飼養(yǎng)畜禽的排泄物，造成土壤和水源污染，對人類的生活環(huán)境構(gòu)成威脅。隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，人們對畜產(chǎn)品的消費(fèi)需求已由過去的數(shù)量型轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量型，追求無污染、無殘留和無公害的安全食品已逐漸成為人們的消費(fèi)時尚，飼料行業(yè)也由關(guān)注產(chǎn)品產(chǎn)量的增加，轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注飼料產(chǎn)品質(zhì)量的提高和飼料產(chǎn)品對畜禽乃至對人類安全性的影響。我國政府已把飼料安全質(zhì)量問題提高到了一個新的高度，無論在飼料立法和飼料市場整治力度上都是空前的，其主要措施包括：對《飼料和飼料添加劑管理?xiàng)l例》進(jìn)行了修改，增加了保障飼料安全的內(nèi)容；加大了飼料安全檢查力度；啟動了飼料安全工程。作為畜禽養(yǎng)殖者，應(yīng)加強(qiáng)飼料安全衛(wèi)生的控制、檢測和監(jiān)督管理，正確掌握飼料和飼料添加劑的使用方法，盡量減少不必要的藥物飼料添加劑的使用，同時，避免使用抗生素、激素、重金屬和其他非法違禁藥物，以確保飼料的安全，從而確保畜產(chǎn)品的安全性。

作者: limengyun1    時間: 2009-5-28 21:35
影響豬肉質(zhì)性狀的基因及其表達(dá)調(diào)控

長期以來，國內(nèi)外學(xué)者對豬研究重點(diǎn)主要集中在提高豬生長速度和增加瘦肉率方面，并取得了顯著的成果，但片面追求高瘦肉率和高生長速度，導(dǎo)致了肉質(zhì)性狀的嚴(yán)重下降。隨著人們生活水平的不斷提高，豬肉的肉質(zhì)問題已引起消費(fèi)者和生產(chǎn)者的廣泛關(guān)注。豬的肉質(zhì)性狀主要包括背膘厚度、肌內(nèi)脂肪含量、眼肌面積、pH值、肉色、嫩度、系水力和滴水損失等。其中大多數(shù)肉質(zhì)性狀屬于數(shù)量性狀，歸根結(jié)底由多基因控制。本文重點(diǎn)綜述一些功效基本明確的影響肉質(zhì)性狀的基因及其表達(dá)調(diào)控，以期從分子營養(yǎng)方面找到有效改良肉質(zhì)性狀的途徑。
1 氟烷基因（Halothane gene, Hal）
氟烷基因又稱氟烷敏感基因或豬應(yīng)激綜合癥基因，是發(fā)現(xiàn)較早的主基因之一。豬的氟烷基因是影響豬肉質(zhì)的主效基因，它是一個具有不完全顯性的常染色體上的隱性基因，該基因的隱性純合子（halnhaln）易產(chǎn)生應(yīng)激綜合癥，從而降低豬肉品質(zhì)。
1.1氟烷基因?qū)θ赓|(zhì)的影響
氟烷基因的隱性純合子易導(dǎo)致豬應(yīng)激綜合癥（Porcine Stress Syndrome, PSS），即豬在應(yīng)激條件下產(chǎn)生的惡性高熱猝死以及肉質(zhì)變劣等的綜合癥狀，其中惡性高熱綜合癥（Malignant Hyperthemia Syndrome，MHS）是PSS的典型特征。Machennan等（1990）對惡MHS進(jìn)行了一系列分子水平的研究，發(fā)現(xiàn)MHS與蘭尼定受體基因（Ryanodine Receptor Gene,RYR1）有關(guān)。Fujii等（1991）[1]進(jìn)一步證實(shí)MHS的發(fā)生是由于蘭尼定受體基因突變所致，即第六條染色體上RYR1中 C1843→T1843，使得氨基酸序列上的Arg615突變?yōu)閻盒愿邿岬腃ys615。RYR1是骨骼肌細(xì)胞內(nèi)肌漿網(wǎng)上控制鈣離子（Ca2+）進(jìn)出肌纖維的通道，應(yīng)激敏感豬改變了蘭尼定受體結(jié)構(gòu)，影響了受體的正常功能，使通道失常，表現(xiàn)出通道的關(guān)閉及泵的作用受到抑制，在刺激因子如氟烷麻醉下造成Ca2+的大量析出，引起電解質(zhì)代謝紊亂，出現(xiàn)肌肉僵直，體溫劇烈升高等惡性高熱癥。并且大量析出的Ca2+激活肌纖維三磷酸腺苷酶和磷酸化酶而加強(qiáng)糖原酵解(Scopes,1974)，進(jìn)而產(chǎn)生大量的乳酸，致使pH值迅速降低，肌紅蛋白變性，肌纖維急劇收縮，肌內(nèi)膜斷裂而導(dǎo)致肌漿游離，發(fā)生肌蛋白變性，最終產(chǎn)生PSE肉。
氟烷基因?qū)θ赓|(zhì)的影響具有雙效性。一方面氟烷基因攜帶者(Nn和nn)可增加屠宰率和瘦肉率，眼肌面積也有所增加。所以氟烷基因?qū)μ岣呤萑饴视蟹e極作用。但另一方面，氟烷基因隱性豬在應(yīng)激因子(如運(yùn)輸、轉(zhuǎn)欄、高溫、預(yù)防注射等)的作用下會誘發(fā)高熱綜合癥，產(chǎn)生高頻率的PSE肉。
1.2 氟烷基因的表達(dá)及其調(diào)控
雖然PSE肉的發(fā)生是由外界應(yīng)激因子誘發(fā)的遺傳性問題，但其表現(xiàn)的程度可通過營養(yǎng)手段加以調(diào)控。Campion等(1971)證實(shí),高劑量鎂可提高肌肉的初始pH值,降低糖原酵解速度,減緩pH值的降低，從而延緩應(yīng)激敏感豬尸僵的發(fā)生（楊林生譯，1994）。Ferket等（1994）認(rèn)為，高劑量鎂（1000mg/kg）可在動物應(yīng)激狀態(tài)中作為肌肉松弛劑和鎮(zhèn)靜劑，能夠減少屠宰時兒茶酚胺的分泌，降低糖原分解速度和糖酵解速度，從而改善肉質(zhì)，減少PSE肉的發(fā)生。
鋅和錳是超氧化物歧化酶的激活劑, 提高飼糧中鋅和錳的水平也有助于防止PSE肉的產(chǎn)生。Kerth等（2001）[2]證實(shí)在屠宰前36-70d的日糧中添加600IU/kg的維生素E，可提高豬背最長肌pH值，改善豬腰肌的色度和多汁性，顯著降低PSE肉的發(fā)生率。
另外，日糧營養(yǎng)對氟烷基因的表達(dá)還與外界刺激存在互作效應(yīng)。環(huán)匹阿尼酸(cyclopiazonic acid，CPA)是從大量的谷實(shí)類植物中分離出的曲霉菌和青霉菌代謝產(chǎn)生的有毒副產(chǎn)物。MH（malignant hyperthermia）基因型和飼料中CPA間的互作可影響骨胳肌對Ca2+的敏感性(Huchet和Leooty,1993)而進(jìn)一步增強(qiáng)屠宰后骨骼肌的新陳代謝，從而增強(qiáng)PSE肉的產(chǎn)生幾率。Byrem等（1999）[3]在已知MH基因型(NN＝正常，Nn＝MH攜帶者，nn＝MH陽性)達(dá)出欄重的閹公豬日糧中添加不同水平的CPA(0.1-50mg/kg飼糧)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CPA在室外溫度為2℃環(huán)境下對動物的生產(chǎn)性能和肉質(zhì)均無影響(P＞0.2)，而在室外溫度為-18℃的環(huán)境下，nn型豬采食量、平均日增重(ADG)和pH45（屠宰45分鐘后的pH值）均與CPA呈依賴性降低(P＜0.05)，從而證實(shí)了MH和日糧CPA對骨胳肌Ca2+平衡和PSE肉的產(chǎn)生之間有互作的可能性。
2脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)基因
　脂肪酸結(jié)合蛋白(fatty acid-binding protein gene, FABP)是一族小分子細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì), 對長鏈脂肪酸有很高的親和力, 能把脂肪酸從細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)利用位點(diǎn), 在長鏈脂肪酸的代謝中起重要作用。目前已發(fā)現(xiàn)至少存在9種類型的FABP, 分別為肝型(L)、腸型(I)、心型(H)、脂肪細(xì)胞型(A)、腦型(B)、回腸型(I1)、上皮細(xì)胞型(E)、髓磷脂型(My)和睪丸型, 并以分離或鑒定的第一種組織命名。在哺乳動物有兩種脂肪酸結(jié)合蛋白被作為肌內(nèi)脂肪的候選基因，即心臟脂肪酸結(jié)合蛋白(H-FABP)和脂肪細(xì)胞型脂肪酸結(jié)合蛋白(A-FABP)，它們各自在不同組織和細(xì)胞中表達(dá)。其中H-FABP在心肌、骨骼肌和乳腺中表達(dá)，A-FABP在脂肪細(xì)胞中表達(dá)。
2.1豬H-FABP和A-FABP基因?qū)?nèi)脂肪（IMF）含量的影響
Gerbens等 (1999) [4]研究了H-FABP基因的遺傳變異對IMF和生產(chǎn)性狀的影響，研究對兩種H-FABP純合基因型杜洛克豬后代進(jìn)行了IMF和背膘厚的比較。結(jié)果表明, H-FABP對IMF含量有顯著關(guān)系(P<0.05)。研究還表明，H-FABP基因作為IMF含量增加的候選基因是由于其在細(xì)胞內(nèi)脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)過程中擔(dān)任著中心角色。H-FABP基因在IMF生成上表現(xiàn)出的多態(tài)性可能歸因于H-FABP在肌肉中轉(zhuǎn)運(yùn)的不同。豬H-FABP基因定位在第6號染色體上，到目前為止，在第6號染色體上，除H-FABP基因外，尚未發(fā)現(xiàn)影響豬IMF含量的基因或標(biāo)記。此外還發(fā)現(xiàn)A-FABP mRNA的表達(dá)水平與肌內(nèi)脂肪含量顯著相關(guān)（Gerbens等，2001）[5]。在純種的杜洛克豬群中已經(jīng)證實(shí)，A-FABP和H-FABP基因位點(diǎn)的遺傳變異與肌內(nèi)脂肪含量顯著相關(guān)(Gerbens等，1998)。
2.2脂肪酸對FABP基因表達(dá)的調(diào)控
　長鏈脂肪酸在心肌中能調(diào)控FABP基因表達(dá)。Karin 等（2000）[6]分別用葡萄糖（10 mM）和長鏈脂肪酸（0.25mM棕櫚酸加0.25mM油酸）體外培養(yǎng)剛出生的老鼠心肌細(xì)胞48h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長鏈脂肪酸使成肌細(xì)胞中H-FABP的mRNA含量增加4倍。相反，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子4、己糖激酶II以及3-磷酸甘油醛脫氫酶的mRNA含量保持不變甚至降低。進(jìn)一步研究表明，脂肪酸的這種作用是通過激活過氧化物酶體增殖劑激活受體實(shí)現(xiàn)的。PPAR能被脂肪酸和一些外源性的過氧化物酶體增殖劑激活，通過與位于某些基因上游特異的DNA反應(yīng)原件(PPRE)相互作用而調(diào)控基因表達(dá)，從而參與調(diào)控脂類代謝和免疫反應(yīng)等生理過程(Issemann等，1990)[7]。因此長鏈脂肪酸對A-FABP基因的表達(dá)具有誘導(dǎo)作用。Distel等(1992)認(rèn)為其誘導(dǎo)機(jī)制有兩種：一是長鏈脂肪酸能加強(qiáng)A-FABP基因的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子結(jié)合蛋白的基因轉(zhuǎn)錄, 進(jìn)而間接促進(jìn)A-FABP基因轉(zhuǎn)錄；二是長鏈脂肪酸能增加轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子結(jié)合蛋白mRNA和A-FABP mRNA的穩(wěn)定性。如油酸能使前脂肪細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子結(jié)合蛋白和A-FABP的mRNA水平升高20倍。Chang等（2001）[8]通過體外培育成年老鼠成肌細(xì)胞和心肌細(xì)胞，在長鏈脂肪酸培育30min后，H-FABP的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物增加了2倍，與培育10小時后H-FABP的mRNA含量相同，進(jìn)一步證實(shí)了長鏈脂肪酸是在轉(zhuǎn)錄起始階段誘導(dǎo)H-FABP的基因表達(dá)。
4 MyoD基因家族
4.1 肌纖維的發(fā)育及其對肉質(zhì)的影響
在骨骼肌的生成過程中，細(xì)胞經(jīng)過一系列形態(tài)、細(xì)胞和分子的變化，最后分化形成多種多樣的成肌細(xì)胞，由這些成肌細(xì)胞經(jīng)過一系列發(fā)育過程的變化最后分化為多種類型的快、慢肌纖維(Miller等，1993)[9]。肌纖維是構(gòu)成肌肉的基本單位，肌肉的組成結(jié)構(gòu)和肌纖維的組織學(xué)特性與肉品質(zhì)（嫩度、風(fēng)味和多汁性）性狀密切相關(guān)。肌束內(nèi)肌纖維越細(xì)，肌纖維密度就愈大，則肉質(zhì)愈鮮嫩。肌纖維直徑小、脂肪細(xì)胞多而分布面積廣是豬肉系水力強(qiáng)、口感細(xì)嫩多汁和肉味香濃的主要原因。朱礪等（2002）[10]研究了肌纖維面積與肉質(zhì)性狀和胴體性狀之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)肌纖維面積增大可使胴體眼肌面積增大，平均膘厚降低以及瘦肉率增加，但也導(dǎo)致肌肉pH值和肉色下降，貯蕆損失和失水率上升。這說明了肌纖維面積越大，則肉質(zhì)性狀越差。
4.2 MyoD基因家族的結(jié)構(gòu)和功能
哺乳動物肌纖維在胚胎形成過程中受到MyoD基因家族的調(diào)控。MyoD基因家族包括四種結(jié)構(gòu)上相關(guān)的基因即生肌決定因子(myogenic determining factor, MyoD )、肌細(xì)胞生成素(myogenin, MyoG )、生肌因子5 (myogenic factor 5, Myf5 )、MRF4(因種屬不同又稱為Myf6或herculin) (Edmondson 等，1993)[11]。MyoD基因家族是核磷酸蛋白，共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是家族成員的氨基酸序列都有一個由70個殘基組成的同源片段(同源性達(dá)80%)、一個富含精氨酸和賴氨酸的堿性區(qū)和一個緊鄰的堿性螺旋-環(huán)-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)結(jié)構(gòu)(Davis等，1990) [12]。這些基因編碼(bHLH)蛋白，通過調(diào)節(jié)肌肉分化階段特異性蛋白的表達(dá)來參與肌細(xì)胞的生長和分化。其中Myf5和MyoD在成肌細(xì)胞增殖過程中表達(dá)；MyoG在分化末期表達(dá)；而Myf6主要在出生后表達(dá)。MyoD基因于1987年由Davis首次發(fā)現(xiàn)，該基因可調(diào)節(jié)骨骼肌分化，MyoD與Myf5具同源性，在成肌過程中具有重要作用，是MyoD基因家族中唯一在所有骨骼肌細(xì)胞均可表達(dá)的基因，是骨骼肌分化所必需的因子，其功能不可被其它生肌調(diào)節(jié)因子所代替，它通過調(diào)控成肌細(xì)胞的融合和肌纖維的形成來對肌肉的分化起關(guān)鍵作用。所以MyoD一直被當(dāng)作最重要的成肌轉(zhuǎn)錄因子。MyoD基因家族控制著整個肌肉的發(fā)育過程，從前體肌細(xì)胞的定型、增值以及肌纖維的形成，直到個體出生后的成熟和功能的完善，都有生肌調(diào)節(jié)因子的參與(Hughes等，1999)。因此，MyoD基因家族對脊椎動物肌細(xì)胞分化和骨骼肌系統(tǒng)的發(fā)育成熟具有重要意義.
4.3 MyoD基因家族的表達(dá)與調(diào)控
MyoD基因家族與許多效應(yīng)因子相互作用，共同調(diào)控肌肉基因轉(zhuǎn)錄，決定肌細(xì)胞的生長與分化，但同時MyoD的表達(dá)量也受這些因子的調(diào)控。
MyoD 基因促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞的成熟分化，除了激活相關(guān)基因表達(dá)，促進(jìn)成肌細(xì)胞融合外，還必須使細(xì)胞分裂周期停止下來。對MyoD表達(dá)的激活，目前還沒有十分明確的研究結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)MyoD可以激活CK1(cyclin dependent kinase inhibitor)-p21的表達(dá)，從而使細(xì)胞周期停滯在G0/G1期(Halevy等，1995)[13]。肌細(xì)胞增強(qiáng)子結(jié)合因子（Muscle enhancer factor-2A ,MEF2A）也可激活MyoD的表達(dá)，MEF2A屬于MADS家族，它對MyoD的激活主要是通過與HLH蛋白結(jié)合，兩者相互作用，共同激活肌肉轉(zhuǎn)錄因子，從而協(xié)調(diào)發(fā)揮骨骼肌的分化作用（Kaushal等，1994）[14]。在細(xì)胞外信號傳入胞內(nèi)促進(jìn)MyoD表達(dá)的過程中，磷酯酰-3-激酶（PI-3K）起了重要調(diào)節(jié)作用，它能促進(jìn)MyoG的表達(dá)（Kaliman等，1996）[15]。另外，IGF也能通過自分泌或旁分泌的方式促進(jìn)MyoD的表達(dá)，使成肌細(xì)胞分化成骨骼?。∕yers等，1994）。
各種抑制因子對MyoD功能的抑制作用，除了通過MyoD蛋白本身的表達(dá)與激活外，還通過抑制MyoD家族成員間的自身活化和相互激活來實(shí)現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，生長因子能夠抑制MyoD蛋白的成肌作用。Yamane等（2004）[16]用外源肝細(xì)胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）與處于胚胎期14天的老鼠舌細(xì)胞一起進(jìn)行體外培育，發(fā)現(xiàn)肌酸激酶（creatine kinase，CK）和肌細(xì)胞生長素mRNA量顯著降低，表明HGF能抑制成肌細(xì)胞的分化。而據(jù)報(bào)道，老鼠的舌成肌細(xì)胞在胚胎期的第13天已處于完全增殖階段，外源HGF通過調(diào)控myf5和MyoD mRNA的表達(dá)量從而阻止肌細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞分化階段。但并不是所有的生長因子都抑制MyoD家族蛋白的功能，IGF就具有促進(jìn)肌細(xì)胞分化、肌肉組織形成的作用(Olson,1992)。Id蛋白（inhibitor of differentiation）也是MyoD功能的抑制物，Id蛋白含有一個HLH結(jié)構(gòu)域，它對MyoD功能的抑制可能是通過競爭結(jié)合E2A而減少M(fèi)yoD/E2A異二聚體的形式而實(shí)現(xiàn)的。
5 PRKAG3基因
PRKAG3基因（AMP-activated Protein Kinaseγ3, PRKAG3）是近年來確定的一個影響豬肉質(zhì)pH值、肉色以及系水力的主效基因。它有多個突變位點(diǎn)，其中突變R200Q被認(rèn)為是漢普夏豬種發(fā)生RN-/rn+突變的原因；而突變T32N、G52S和I199V則廣泛存在于其它商業(yè)豬品種中，與優(yōu)良肉質(zhì)性狀有關(guān)。
5.1 PRKAG3基因結(jié)構(gòu)
PRKAG3基因的研究始于RN基因。Milan等（2000）[17]首先在Science上報(bào)道，PRKAG3基因第200個密碼子發(fā)生突變（Arg200→Gln200）是引起RN效應(yīng)的根本原因。
AMPK是一種能被AMP激活的蛋白激酶，在動物應(yīng)激（生理、營養(yǎng)、環(huán)境和疾病等）過程中起著重要作用（Park等,2002）。AMPK是由α、β和γ三個亞基構(gòu)成的異源三聚體。α為催化亞基，有α1和α2兩種同工型；β為催化亞基，有β1和β2兩種同工型；γ亞基存在γ1、γ2、和γ3三種同工型。γ1和γ2分布較廣，而γ3只特異性地在骨骼肌中表達(dá)（Cheung等，2000）[18]。
各物種的PRKAG3基因序列都包含13個外顯子和12個內(nèi)含子(Park等，2003)，已克隆出的PRKAG3氨基酸序列中，N端在長度和同源性上差異較大，各物種間的同源性為66%，其特殊功能目前還不清楚，可能是對上游不同的刺激物作出反應(yīng)或者是對下游分子進(jìn)行調(diào)控（Yu等，2004）。相反，C端含有四個胱硫醚β-合酶(cystathionineβ-synthase, CBS)結(jié)構(gòu)域 (Milan等，2000)，這四個CBS結(jié)構(gòu)域在所有γ亞基中高度保守。Yu等（2004）[19]比較了人、豬和小鼠γ3亞基這四個CBS結(jié)構(gòu)域，發(fā)現(xiàn)它們的同源性達(dá)96%。這表明這些結(jié)構(gòu)域?qū)Ζ脕喕墓δ芷鹬浅Ｖ匾淖饔?，但其具體的作用還不清楚，可能是參與細(xì)胞質(zhì)的導(dǎo)向(Ponting，1997)、蛋白與蛋白的相互作用和蛋白質(zhì)活性的調(diào)節(jié)（Bateman，1997）。
5.2 PRKAG3基因?qū)θ赓|(zhì)的影響
5.2.1 PRKAG3基因的R200Q突變(RN-突變位點(diǎn))與肉質(zhì)性狀的關(guān)系
Milan等(2000)在PRKAG3基因中發(fā)現(xiàn)的一個單堿基突變(R200Q)解釋了RN-性狀的顯性變異，這個R200Q突變導(dǎo)致RN-/ RN-和RN-/rn+動物的肌肉糖原含量提高了70%，豬被屠宰之后24小時測定肌肉的pH值較低，肌肉系水力下降，烤制火腿的產(chǎn)量也降低。這個200Q等位位點(diǎn)與所有RN-型動物有關(guān)，并在漢普夏品種中有很高的比例，但不存在于rn+基因型或其它品種豬中。
5.2.2 RKAG3基因的T30N、G52S和I199V突變對肉質(zhì)的影響
Ciobanu等(2001)[20]通過分析巴克夏與約克夏(B×Y)雜交三個世代的家系的PRKAG3基因序列，發(fā)現(xiàn)以前報(bào)道過的RN-突變在雜交群中沒有出現(xiàn)，但有另外三個錯義突變出現(xiàn)，分別為T30N、G52S和I199V。為了肯定至少其中有一個突變與肉品質(zhì)的差異有關(guān)，Ciobanu等對B×Y的F2代(525個個體)和來自幾個無相關(guān)性的商業(yè)品系的1800多頭豬進(jìn)行了候選突變位點(diǎn)的基因型與表型的相關(guān)性研究。發(fā)現(xiàn)它們對平均糖原、乳酸含量和糖酵解潛能有顯著影響。I199V對幾乎所有研究的性狀都有極顯著的效應(yīng)，不僅包括糖原、乳酸、糖酵解潛能這些指標(biāo)，還有一些與之相關(guān)的其他肉質(zhì)性狀。從F2代的數(shù)據(jù)分析，這三個突變位點(diǎn)(T30N. G52S, I199V)降低肌肉糖原含量和改善豬肉品質(zhì)，其中包括終pH值、肉色和與之相關(guān)的系水力、滴水損失、嫩度以及熟肉率等。因此認(rèn)為30T、52G和199I是肉質(zhì)性狀的有利基因。而且由于這幾個突變位點(diǎn)更廣泛地存在于其它商業(yè)品種中，因而具有更大的潛在應(yīng)用價值。
Enfalt等（2002）[21]從長白和漢普夏雜交豬中分離出PRKAG3基因中的三種基因型，即RN-(Val199-Gln200)、rn+( Val199-Arg200)和rn*( Ile199-Arg200)，并比較它們對肉質(zhì)和胴體組成的影響，結(jié)果表明PRKAG3基因的兩個突變位點(diǎn)RN-和rn*對肉質(zhì)胴體組成具有相反的效應(yīng)： RN-型個體具有較高的肌糖原含量、高瘦肉率和低的終pH值，而rn*型個體則與低肌糖原含量、低瘦肉率和高的終pH值相關(guān)聯(lián)。這一結(jié)果與Milan等（2000）和Ciobanu等（2001）的研究結(jié)果一致。
5.3 PRKAG3基因表達(dá)的影響因素
關(guān)于PRKAG3基因表達(dá)調(diào)控的研究目前還十分薄弱，PRKAG3基因的表達(dá)量主要受遺傳、營養(yǎng)和肌纖維類型的影響。漢普夏豬中RN突變即PRKAG3基因中的Arg200→Gln200突變可使PRKAG3的mRNA豐度降低。Milan等（2000）的研究表明該突變可使AMPK的活性降低3倍，但他們沒有測PRKAG3的表達(dá)量，Barnes等（2004）[22]通過轉(zhuǎn)基因小鼠模型證實(shí)該突變可使PRKAG3基因的表達(dá)量大幅度降低。營養(yǎng)對PRKAG3基因表達(dá)量的影響目前還未見報(bào)道。跑步、電刺激肌肉、絕食以及AICAR都可使骨骼肌中AMPK活性升高，但是否影響PRKAG3基因表達(dá)，目前還不得而知。另外，骨骼肌中高糖原含量反饋抑制AMPK活性（Richter等，2001），說明糖原可能是AMPK活性的調(diào)控因子，但目前也不清楚它是否影響PRKAG3基因表達(dá)。Nielsen等（2003）[23]比較了運(yùn)動與不運(yùn)動人群中γ3mRNA豐度及其蛋白質(zhì)表達(dá)水平。結(jié)果表明，訓(xùn)練人群中γ3mRNA豐度比靜坐的人低接近40%，而蛋白質(zhì)表達(dá)水平兩者無差異。另外，PRKAG3基因的表達(dá)量還與肌纖維類型有關(guān)，Durante等（2002）[24]通過Western雜交測定大鼠鍛煉前后AMPK各亞基表達(dá)量的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)γ3在紅四頭肌和比目魚肌中都表達(dá)，但鍛煉后紅四頭肌中γ3亞基表達(dá)量提高3倍。
6 結(jié)語
隨著生活水平的提高，人們對肉質(zhì)的要求越來越高。毫無疑問，在不久的將來，肉質(zhì)必將成為重要的經(jīng)濟(jì)性狀之一，肉質(zhì)的調(diào)控將日趨重要。但目前我國在分子水平上對肉質(zhì)性狀進(jìn)行營養(yǎng)調(diào)控的研究還比較薄弱，對影響肉質(zhì)性狀基因的表達(dá)規(guī)律及其營養(yǎng)調(diào)控的研究尚不深入。目前，在肉質(zhì)改進(jìn)領(lǐng)域，許多遺傳育種學(xué)家與動物營養(yǎng)學(xué)家正尋求合作，力圖找出理想的基因與合理的飼糧組成，以期對肉質(zhì)進(jìn)行有效改良。因此，如何在提高生長速度和瘦肉率的同時保持并優(yōu)良的肉質(zhì)性狀仍然是一個有待于解決的問題。
作者: limengyun1    時間: 2009-5-28 21:36
影響豬肉質(zhì)性狀的基因及其表達(dá)調(diào)控

長期以來，國內(nèi)外學(xué)者對豬研究重點(diǎn)主要集中在提高豬生長速度和增加瘦肉率方面，并取得了顯著的成果，但片面追求高瘦肉率和高生長速度，導(dǎo)致了肉質(zhì)性狀的嚴(yán)重下降。隨著人們生活水平的不斷提高，豬肉的肉質(zhì)問題已引起消費(fèi)者和生產(chǎn)者的廣泛關(guān)注。豬的肉質(zhì)性狀主要包括背膘厚度、肌內(nèi)脂肪含量、眼肌面積、pH值、肉色、嫩度、系水力和滴水損失等。其中大多數(shù)肉質(zhì)性狀屬于數(shù)量性狀，歸根結(jié)底由多基因控制。本文重點(diǎn)綜述一些功效基本明確的影響肉質(zhì)性狀的基因及其表達(dá)調(diào)控，以期從分子營養(yǎng)方面找到有效改良肉質(zhì)性狀的途徑。
1 氟烷基因（Halothane gene, Hal）
氟烷基因又稱氟烷敏感基因或豬應(yīng)激綜合癥基因，是發(fā)現(xiàn)較早的主基因之一。豬的氟烷基因是影響豬肉質(zhì)的主效基因，它是一個具有不完全顯性的常染色體上的隱性基因，該基因的隱性純合子（halnhaln）易產(chǎn)生應(yīng)激綜合癥，從而降低豬肉品質(zhì)。
1.1氟烷基因?qū)θ赓|(zhì)的影響
氟烷基因的隱性純合子易導(dǎo)致豬應(yīng)激綜合癥（Porcine Stress Syndrome, PSS），即豬在應(yīng)激條件下產(chǎn)生的惡性高熱猝死以及肉質(zhì)變劣等的綜合癥狀，其中惡性高熱綜合癥（Malignant Hyperthemia Syndrome，MHS）是PSS的典型特征。Machennan等（1990）對惡MHS進(jìn)行了一系列分子水平的研究，發(fā)現(xiàn)MHS與蘭尼定受體基因（Ryanodine Receptor Gene,RYR1）有關(guān)。Fujii等（1991）[1]進(jìn)一步證實(shí)MHS的發(fā)生是由于蘭尼定受體基因突變所致，即第六條染色體上RYR1中 C1843→T1843，使得氨基酸序列上的Arg615突變?yōu)閻盒愿邿岬腃ys615。RYR1是骨骼肌細(xì)胞內(nèi)肌漿網(wǎng)上控制鈣離子（Ca2+）進(jìn)出肌纖維的通道，應(yīng)激敏感豬改變了蘭尼定受體結(jié)構(gòu)，影響了受體的正常功能，使通道失常，表現(xiàn)出通道的關(guān)閉及泵的作用受到抑制，在刺激因子如氟烷麻醉下造成Ca2+的大量析出，引起電解質(zhì)代謝紊亂，出現(xiàn)肌肉僵直，體溫劇烈升高等惡性高熱癥。并且大量析出的Ca2+激活肌纖維三磷酸腺苷酶和磷酸化酶而加強(qiáng)糖原酵解(Scopes,1974)，進(jìn)而產(chǎn)生大量的乳酸，致使pH值迅速降低，肌紅蛋白變性，肌纖維急劇收縮，肌內(nèi)膜斷裂而導(dǎo)致肌漿游離，發(fā)生肌蛋白變性，最終產(chǎn)生PSE肉。
氟烷基因?qū)θ赓|(zhì)的影響具有雙效性。一方面氟烷基因攜帶者(Nn和nn)可增加屠宰率和瘦肉率，眼肌面積也有所增加。所以氟烷基因?qū)μ岣呤萑饴视蟹e極作用。但另一方面，氟烷基因隱性豬在應(yīng)激因子(如運(yùn)輸、轉(zhuǎn)欄、高溫、預(yù)防注射等)的作用下會誘發(fā)高熱綜合癥，產(chǎn)生高頻率的PSE肉。
1.2 氟烷基因的表達(dá)及其調(diào)控
雖然PSE肉的發(fā)生是由外界應(yīng)激因子誘發(fā)的遺傳性問題，但其表現(xiàn)的程度可通過營養(yǎng)手段加以調(diào)控。Campion等(1971)證實(shí),高劑量鎂可提高肌肉的初始pH值,降低糖原酵解速度,減緩pH值的降低，從而延緩應(yīng)激敏感豬尸僵的發(fā)生（楊林生譯，1994）。Ferket等（1994）認(rèn)為，高劑量鎂（1000mg/kg）可在動物應(yīng)激狀態(tài)中作為肌肉松弛劑和鎮(zhèn)靜劑，能夠減少屠宰時兒茶酚胺的分泌，降低糖原分解速度和糖酵解速度，從而改善肉質(zhì)，減少PSE肉的發(fā)生。
鋅和錳是超氧化物歧化酶的激活劑, 提高飼糧中鋅和錳的水平也有助于防止PSE肉的產(chǎn)生。Kerth等（2001）[2]證實(shí)在屠宰前36-70d的日糧中添加600IU/kg的維生素E，可提高豬背最長肌pH值，改善豬腰肌的色度和多汁性，顯著降低PSE肉的發(fā)生率。
另外，日糧營養(yǎng)對氟烷基因的表達(dá)還與外界刺激存在互作效應(yīng)。環(huán)匹阿尼酸(cyclopiazonic acid，CPA)是從大量的谷實(shí)類植物中分離出的曲霉菌和青霉菌代謝產(chǎn)生的有毒副產(chǎn)物。MH（malignant hyperthermia）基因型和飼料中CPA間的互作可影響骨胳肌對Ca2+的敏感性(Huchet和Leooty,1993)而進(jìn)一步增強(qiáng)屠宰后骨骼肌的新陳代謝，從而增強(qiáng)PSE肉的產(chǎn)生幾率。Byrem等（1999）[3]在已知MH基因型(NN＝正常，Nn＝MH攜帶者，nn＝MH陽性)達(dá)出欄重的閹公豬日糧中添加不同水平的CPA(0.1-50mg/kg飼糧)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CPA在室外溫度為2℃環(huán)境下對動物的生產(chǎn)性能和肉質(zhì)均無影響(P＞0.2)，而在室外溫度為-18℃的環(huán)境下，nn型豬采食量、平均日增重(ADG)和pH45（屠宰45分鐘后的pH值）均與CPA呈依賴性降低(P＜0.05)，從而證實(shí)了MH和日糧CPA對骨胳肌Ca2+平衡和PSE肉的產(chǎn)生之間有互作的可能性。
2脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)基因
　脂肪酸結(jié)合蛋白(fatty acid-binding protein gene, FABP)是一族小分子細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì), 對長鏈脂肪酸有很高的親和力, 能把脂肪酸從細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)利用位點(diǎn), 在長鏈脂肪酸的代謝中起重要作用。目前已發(fā)現(xiàn)至少存在9種類型的FABP, 分別為肝型(L)、腸型(I)、心型(H)、脂肪細(xì)胞型(A)、腦型(B)、回腸型(I1)、上皮細(xì)胞型(E)、髓磷脂型(My)和睪丸型, 并以分離或鑒定的第一種組織命名。在哺乳動物有兩種脂肪酸結(jié)合蛋白被作為肌內(nèi)脂肪的候選基因，即心臟脂肪酸結(jié)合蛋白(H-FABP)和脂肪細(xì)胞型脂肪酸結(jié)合蛋白(A-FABP)，它們各自在不同組織和細(xì)胞中表達(dá)。其中H-FABP在心肌、骨骼肌和乳腺中表達(dá)，A-FABP在脂肪細(xì)胞中表達(dá)。
2.1豬H-FABP和A-FABP基因?qū)?nèi)脂肪（IMF）含量的影響
Gerbens等 (1999) [4]研究了H-FABP基因的遺傳變異對IMF和生產(chǎn)性狀的影響，研究對兩種H-FABP純合基因型杜洛克豬后代進(jìn)行了IMF和背膘厚的比較。結(jié)果表明, H-FABP對IMF含量有顯著關(guān)系(P<0.05)。研究還表明，H-FABP基因作為IMF含量增加的候選基因是由于其在細(xì)胞內(nèi)脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)過程中擔(dān)任著中心角色。H-FABP基因在IMF生成上表現(xiàn)出的多態(tài)性可能歸因于H-FABP在肌肉中轉(zhuǎn)運(yùn)的不同。豬H-FABP基因定位在第6號染色體上，到目前為止，在第6號染色體上，除H-FABP基因外，尚未發(fā)現(xiàn)影響豬IMF含量的基因或標(biāo)記。此外還發(fā)現(xiàn)A-FABP mRNA的表達(dá)水平與肌內(nèi)脂肪含量顯著相關(guān)（Gerbens等，2001）[5]。在純種的杜洛克豬群中已經(jīng)證實(shí)，A-FABP和H-FABP基因位點(diǎn)的遺傳變異與肌內(nèi)脂肪含量顯著相關(guān)(Gerbens等，1998)。
2.2脂肪酸對FABP基因表達(dá)的調(diào)控
　長鏈脂肪酸在心肌中能調(diào)控FABP基因表達(dá)。Karin 等（2000）[6]分別用葡萄糖（10 mM）和長鏈脂肪酸（0.25mM棕櫚酸加0.25mM油酸）體外培養(yǎng)剛出生的老鼠心肌細(xì)胞48h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長鏈脂肪酸使成肌細(xì)胞中H-FABP的mRNA含量增加4倍。相反，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子4、己糖激酶II以及3-磷酸甘油醛脫氫酶的mRNA含量保持不變甚至降低。進(jìn)一步研究表明，脂肪酸的這種作用是通過激活過氧化物酶體增殖劑激活受體實(shí)現(xiàn)的。PPAR能被脂肪酸和一些外源性的過氧化物酶體增殖劑激活，通過與位于某些基因上游特異的DNA反應(yīng)原件(PPRE)相互作用而調(diào)控基因表達(dá)，從而參與調(diào)控脂類代謝和免疫反應(yīng)等生理過程(Issemann等，1990)[7]。因此長鏈脂肪酸對A-FABP基因的表達(dá)具有誘導(dǎo)作用。Distel等(1992)認(rèn)為其誘導(dǎo)機(jī)制有兩種：一是長鏈脂肪酸能加強(qiáng)A-FABP基因的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子結(jié)合蛋白的基因轉(zhuǎn)錄, 進(jìn)而間接促進(jìn)A-FABP基因轉(zhuǎn)錄；二是長鏈脂肪酸能增加轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子結(jié)合蛋白mRNA和A-FABP mRNA的穩(wěn)定性。如油酸能使前脂肪細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子結(jié)合蛋白和A-FABP的mRNA水平升高20倍。Chang等（2001）[8]通過體外培育成年老鼠成肌細(xì)胞和心肌細(xì)胞，在長鏈脂肪酸培育30min后，H-FABP的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物增加了2倍，與培育10小時后H-FABP的mRNA含量相同，進(jìn)一步證實(shí)了長鏈脂肪酸是在轉(zhuǎn)錄起始階段誘導(dǎo)H-FABP的基因表達(dá)。
4 MyoD基因家族
4.1 肌纖維的發(fā)育及其對肉質(zhì)的影響
在骨骼肌的生成過程中，細(xì)胞經(jīng)過一系列形態(tài)、細(xì)胞和分子的變化，最后分化形成多種多樣的成肌細(xì)胞，由這些成肌細(xì)胞經(jīng)過一系列發(fā)育過程的變化最后分化為多種類型的快、慢肌纖維(Miller等，1993)[9]。肌纖維是構(gòu)成肌肉的基本單位，肌肉的組成結(jié)構(gòu)和肌纖維的組織學(xué)特性與肉品質(zhì)（嫩度、風(fēng)味和多汁性）性狀密切相關(guān)。肌束內(nèi)肌纖維越細(xì)，肌纖維密度就愈大，則肉質(zhì)愈鮮嫩。肌纖維直徑小、脂肪細(xì)胞多而分布面積廣是豬肉系水力強(qiáng)、口感細(xì)嫩多汁和肉味香濃的主要原因。朱礪等（2002）[10]研究了肌纖維面積與肉質(zhì)性狀和胴體性狀之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)肌纖維面積增大可使胴體眼肌面積增大，平均膘厚降低以及瘦肉率增加，但也導(dǎo)致肌肉pH值和肉色下降，貯蕆損失和失水率上升。這說明了肌纖維面積越大，則肉質(zhì)性狀越差。
4.2 MyoD基因家族的結(jié)構(gòu)和功能
哺乳動物肌纖維在胚胎形成過程中受到MyoD基因家族的調(diào)控。MyoD基因家族包括四種結(jié)構(gòu)上相關(guān)的基因即生肌決定因子(myogenic determining factor, MyoD )、肌細(xì)胞生成素(myogenin, MyoG )、生肌因子5 (myogenic factor 5, Myf5 )、MRF4(因種屬不同又稱為Myf6或herculin) (Edmondson 等，1993)[11]。MyoD基因家族是核磷酸蛋白，共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是家族成員的氨基酸序列都有一個由70個殘基組成的同源片段(同源性達(dá)80%)、一個富含精氨酸和賴氨酸的堿性區(qū)和一個緊鄰的堿性螺旋-環(huán)-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)結(jié)構(gòu)(Davis等，1990) [12]。這些基因編碼(bHLH)蛋白，通過調(diào)節(jié)肌肉分化階段特異性蛋白的表達(dá)來參與肌細(xì)胞的生長和分化。其中Myf5和MyoD在成肌細(xì)胞增殖過程中表達(dá)；MyoG在分化末期表達(dá)；而Myf6主要在出生后表達(dá)。MyoD基因于1987年由Davis首次發(fā)現(xiàn)，該基因可調(diào)節(jié)骨骼肌分化，MyoD與Myf5具同源性，在成肌過程中具有重要作用，是MyoD基因家族中唯一在所有骨骼肌細(xì)胞均可表達(dá)的基因，是骨骼肌分化所必需的因子，其功能不可被其它生肌調(diào)節(jié)因子所代替，它通過調(diào)控成肌細(xì)胞的融合和肌纖維的形成來對肌肉的分化起關(guān)鍵作用。所以MyoD一直被當(dāng)作最重要的成肌轉(zhuǎn)錄因子。MyoD基因家族控制著整個肌肉的發(fā)育過程，從前體肌細(xì)胞的定型、增值以及肌纖維的形成，直到個體出生后的成熟和功能的完善，都有生肌調(diào)節(jié)因子的參與(Hughes等，1999)。因此，MyoD基因家族對脊椎動物肌細(xì)胞分化和骨骼肌系統(tǒng)的發(fā)育成熟具有重要意義.
4.3 MyoD基因家族的表達(dá)與調(diào)控
MyoD基因家族與許多效應(yīng)因子相互作用，共同調(diào)控肌肉基因轉(zhuǎn)錄，決定肌細(xì)胞的生長與分化，但同時MyoD的表達(dá)量也受這些因子的調(diào)控。
MyoD 基因促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞的成熟分化，除了激活相關(guān)基因表達(dá)，促進(jìn)成肌細(xì)胞融合外，還必須使細(xì)胞分裂周期停止下來。對MyoD表達(dá)的激活，目前還沒有十分明確的研究結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)MyoD可以激活CK1(cyclin dependent kinase inhibitor)-p21的表達(dá)，從而使細(xì)胞周期停滯在G0/G1期(Halevy等，1995)[13]。肌細(xì)胞增強(qiáng)子結(jié)合因子（Muscle enhancer factor-2A ,MEF2A）也可激活MyoD的表達(dá)，MEF2A屬于MADS家族，它對MyoD的激活主要是通過與HLH蛋白結(jié)合，兩者相互作用，共同激活肌肉轉(zhuǎn)錄因子，從而協(xié)調(diào)發(fā)揮骨骼肌的分化作用（Kaushal等，1994）[14]。在細(xì)胞外信號傳入胞內(nèi)促進(jìn)MyoD表達(dá)的過程中，磷酯酰-3-激酶（PI-3K）起了重要調(diào)節(jié)作用，它能促進(jìn)MyoG的表達(dá)（Kaliman等，1996）[15]。另外，IGF也能通過自分泌或旁分泌的方式促進(jìn)MyoD的表達(dá)，使成肌細(xì)胞分化成骨骼?。∕yers等，1994）。
各種抑制因子對MyoD功能的抑制作用，除了通過MyoD蛋白本身的表達(dá)與激活外，還通過抑制MyoD家族成員間的自身活化和相互激活來實(shí)現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，生長因子能夠抑制MyoD蛋白的成肌作用。Yamane等（2004）[16]用外源肝細(xì)胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）與處于胚胎期14天的老鼠舌細(xì)胞一起進(jìn)行體外培育，發(fā)現(xiàn)肌酸激酶（creatine kinase，CK）和肌細(xì)胞生長素mRNA量顯著降低，表明HGF能抑制成肌細(xì)胞的分化。而據(jù)報(bào)道，老鼠的舌成肌細(xì)胞在胚胎期的第13天已處于完全增殖階段，外源HGF通過調(diào)控myf5和MyoD mRNA的表達(dá)量從而阻止肌細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞分化階段。但并不是所有的生長因子都抑制MyoD家族蛋白的功能，IGF就具有促進(jìn)肌細(xì)胞分化、肌肉組織形成的作用(Olson,1992)。Id蛋白（inhibitor of differentiation）也是MyoD功能的抑制物，Id蛋白含有一個HLH結(jié)構(gòu)域，它對MyoD功能的抑制可能是通過競爭結(jié)合E2A而減少M(fèi)yoD/E2A異二聚體的形式而實(shí)現(xiàn)的。
5 PRKAG3基因
PRKAG3基因（AMP-activated Protein Kinaseγ3, PRKAG3）是近年來確定的一個影響豬肉質(zhì)pH值、肉色以及系水力的主效基因。它有多個突變位點(diǎn)，其中突變R200Q被認(rèn)為是漢普夏豬種發(fā)生RN-/rn+突變的原因；而突變T32N、G52S和I199V則廣泛存在于其它商業(yè)豬品種中，與優(yōu)良肉質(zhì)性狀有關(guān)。
5.1 PRKAG3基因結(jié)構(gòu)
PRKAG3基因的研究始于RN基因。Milan等（2000）[17]首先在Science上報(bào)道，PRKAG3基因第200個密碼子發(fā)生突變（Arg200→Gln200）是引起RN效應(yīng)的根本原因。
AMPK是一種能被AMP激活的蛋白激酶，在動物應(yīng)激（生理、營養(yǎng)、環(huán)境和疾病等）過程中起著重要作用（Park等,2002）。AMPK是由α、β和γ三個亞基構(gòu)成的異源三聚體。α為催化亞基，有α1和α2兩種同工型；β為催化亞基，有β1和β2兩種同工型；γ亞基存在γ1、γ2、和γ3三種同工型。γ1和γ2分布較廣，而γ3只特異性地在骨骼肌中表達(dá)（Cheung等，2000）[18]。
各物種的PRKAG3基因序列都包含13個外顯子和12個內(nèi)含子(Park等，2003)，已克隆出的PRKAG3氨基酸序列中，N端在長度和同源性上差異較大，各物種間的同源性為66%，其特殊功能目前還不清楚，可能是對上游不同的刺激物作出反應(yīng)或者是對下游分子進(jìn)行調(diào)控（Yu等，2004）。相反，C端含有四個胱硫醚β-合酶(cystathionineβ-synthase, CBS)結(jié)構(gòu)域 (Milan等，2000)，這四個CBS結(jié)構(gòu)域在所有γ亞基中高度保守。Yu等（2004）[19]比較了人、豬和小鼠γ3亞基這四個CBS結(jié)構(gòu)域，發(fā)現(xiàn)它們的同源性達(dá)96%。這表明這些結(jié)構(gòu)域?qū)Ζ脕喕墓δ芷鹬浅Ｖ匾淖饔?，但其具體的作用還不清楚，可能是參與細(xì)胞質(zhì)的導(dǎo)向(Ponting，1997)、蛋白與蛋白的相互作用和蛋白質(zhì)活性的調(diào)節(jié)（Bateman，1997）。
5.2 PRKAG3基因?qū)θ赓|(zhì)的影響
5.2.1 PRKAG3基因的R200Q突變(RN-突變位點(diǎn))與肉質(zhì)性狀的關(guān)系
Milan等(2000)在PRKAG3基因中發(fā)現(xiàn)的一個單堿基突變(R200Q)解釋了RN-性狀的顯性變異，這個R200Q突變導(dǎo)致RN-/ RN-和RN-/rn+動物的肌肉糖原含量提高了70%，豬被屠宰之后24小時測定肌肉的pH值較低，肌肉系水力下降，烤制火腿的產(chǎn)量也降低。這個200Q等位位點(diǎn)與所有RN-型動物有關(guān)，并在漢普夏品種中有很高的比例，但不存在于rn+基因型或其它品種豬中。
5.2.2 RKAG3基因的T30N、G52S和I199V突變對肉質(zhì)的影響
Ciobanu等(2001)[20]通過分析巴克夏與約克夏(B×Y)雜交三個世代的家系的PRKAG3基因序列，發(fā)現(xiàn)以前報(bào)道過的RN-突變在雜交群中沒有出現(xiàn)，但有另外三個錯義突變出現(xiàn)，分別為T30N、G52S和I199V。為了肯定至少其中有一個突變與肉品質(zhì)的差異有關(guān)，Ciobanu等對B×Y的F2代(525個個體)和來自幾個無相關(guān)性的商業(yè)品系的1800多頭豬進(jìn)行了候選突變位點(diǎn)的基因型與表型的相關(guān)性研究。發(fā)現(xiàn)它們對平均糖原、乳酸含量和糖酵解潛能有顯著影響。I199V對幾乎所有研究的性狀都有極顯著的效應(yīng)，不僅包括糖原、乳酸、糖酵解潛能這些指標(biāo)，還有一些與之相關(guān)的其他肉質(zhì)性狀。從F2代的數(shù)據(jù)分析，這三個突變位點(diǎn)(T30N. G52S, I199V)降低肌肉糖原含量和改善豬肉品質(zhì)，其中包括終pH值、肉色和與之相關(guān)的系水力、滴水損失、嫩度以及熟肉率等。因此認(rèn)為30T、52G和199I是肉質(zhì)性狀的有利基因。而且由于這幾個突變位點(diǎn)更廣泛地存在于其它商業(yè)品種中，因而具有更大的潛在應(yīng)用價值。
Enfalt等（2002）[21]從長白和漢普夏雜交豬中分離出PRKAG3基因中的三種基因型，即RN-(Val199-Gln200)、rn+( Val199-Arg200)和rn*( Ile199-Arg200)，并比較它們對肉質(zhì)和胴體組成的影響，結(jié)果表明PRKAG3基因的兩個突變位點(diǎn)RN-和rn*對肉質(zhì)胴體組成具有相反的效應(yīng)： RN-型個體具有較高的肌糖原含量、高瘦肉率和低的終pH值，而rn*型個體則與低肌糖原含量、低瘦肉率和高的終pH值相關(guān)聯(lián)。這一結(jié)果與Milan等（2000）和Ciobanu等（2001）的研究結(jié)果一致。
5.3 PRKAG3基因表達(dá)的影響因素
關(guān)于PRKAG3基因表達(dá)調(diào)控的研究目前還十分薄弱，PRKAG3基因的表達(dá)量主要受遺傳、營養(yǎng)和肌纖維類型的影響。漢普夏豬中RN突變即PRKAG3基因中的Arg200→Gln200突變可使PRKAG3的mRNA豐度降低。Milan等（2000）的研究表明該突變可使AMPK的活性降低3倍，但他們沒有測PRKAG3的表達(dá)量，Barnes等（2004）[22]通過轉(zhuǎn)基因小鼠模型證實(shí)該突變可使PRKAG3基因的表達(dá)量大幅度降低。營養(yǎng)對PRKAG3基因表達(dá)量的影響目前還未見報(bào)道。跑步、電刺激肌肉、絕食以及AICAR都可使骨骼肌中AMPK活性升高，但是否影響PRKAG3基因表達(dá)，目前還不得而知。另外，骨骼肌中高糖原含量反饋抑制AMPK活性（Richter等，2001），說明糖原可能是AMPK活性的調(diào)控因子，但目前也不清楚它是否影響PRKAG3基因表達(dá)。Nielsen等（2003）[23]比較了運(yùn)動與不運(yùn)動人群中γ3mRNA豐度及其蛋白質(zhì)表達(dá)水平。結(jié)果表明，訓(xùn)練人群中γ3mRNA豐度比靜坐的人低接近40%，而蛋白質(zhì)表達(dá)水平兩者無差異。另外，PRKAG3基因的表達(dá)量還與肌纖維類型有關(guān)，Durante等（2002）[24]通過Western雜交測定大鼠鍛煉前后AMPK各亞基表達(dá)量的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)γ3在紅四頭肌和比目魚肌中都表達(dá)，但鍛煉后紅四頭肌中γ3亞基表達(dá)量提高3倍。
6 結(jié)語
隨著生活水平的提高，人們對肉質(zhì)的要求越來越高。毫無疑問，在不久的將來，肉質(zhì)必將成為重要的經(jīng)濟(jì)性狀之一，肉質(zhì)的調(diào)控將日趨重要。但目前我國在分子水平上對肉質(zhì)性狀進(jìn)行營養(yǎng)調(diào)控的研究還比較薄弱，對影響肉質(zhì)性狀基因的表達(dá)規(guī)律及其營養(yǎng)調(diào)控的研究尚不深入。目前，在肉質(zhì)改進(jìn)領(lǐng)域，許多遺傳育種學(xué)家與動物營養(yǎng)學(xué)家正尋求合作，力圖找出理想的基因與合理的飼糧組成，以期對肉質(zhì)進(jìn)行有效改良。因此，如何在提高生長速度和瘦肉率的同時保持并優(yōu)良的肉質(zhì)性狀仍然是一個有待于解決的問題。



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