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

1、通過營養(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)動物屠宰時肌肉能量存儲狀態(tài)或肌纖維類型，通過影響宰后肌肉能量代謝進而影響肉品質(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、支鏈淀粉含量對育肥豬生長性能、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)的作用機理。
　　1.日糧淀粉水平對育肥豬生長和肉品質(zhì)的影響及其作周機制研究
　　將72頭初始體重為65.0±2.0kg的杜×長×大三元雜交去勢公豬，隨機分配到A、B、C三種等能等氮日糧中，每種日糧處理3個重復(fù)，每個重復(fù)8頭豬。三種日糧配方的營養(yǎng)成分均滿足NRC(2012)育肥豬營養(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至附近屠宰場按照常規(guī)屠宰流程進行屠宰采樣。結(jié)果顯示:
　　(1)日糧淀粉水平對育肥豬生長性能、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，顯著降低了背最長肌滴水損失（P＜0.05），而不同日糧處理對背最長肌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顯著提高了背最長肌肌球蛋白重鏈(MyHC)-Ⅰ和MyHC-Ⅱa的mRNA表達量(P＜0.05)，并顯著降低了背最長肌MyHC

6、-Ⅱx和MyHC-Ⅱb的mRNA表達量（P＜0.05）。與日糧A相比，采食日糧C的育肥豬背最長肌中，miR23a的表達水平降低(P＜0.05)，同時，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表達水平提高（P＜0.05），但各日糧處理組間肌細胞增強因子2C(MEF2C)的mRNA表達量在差異不顯著(P＞0.05)。與日糧處理對miR23a表達水平的影響相反，相較于日糧A，日糧C提高了背最長肌中miR499

7、和miR208b的表達水平(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表達水平（P＜0.05），但對miR208b靶基因甲狀腺激素受體輔助物1(Thrap1)的mRNA表達水平無顯著影響(P＜0.05)。
　　(2)日糧淀粉水平對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），但日糧處理對背最長肌中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顯著提高了背最長肌中肌酸激酶(CK)的活性(P＜0.05)，降低了宰后45 min背最長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)，但日糧處理對背最長肌中乳酸脫氫酶(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)蛋白的表達水平（P＜0.05），不同日糧處理對HKⅡ、PKM2和LDHA游離態(tài)蛋白的表達水平影響不顯著(P＞0.05)。
　　2.日糧淀粉類型對育肥豬生長和肉品質(zhì)的影響及其作用機制研究
　　將90頭初始體重為68±2.0 kg的大×長×梅山三元雜交去勢公豬，隨機分配到三種等能等氮日糧處理中，每種日糧處理5個重復(fù)，每個重復(fù)6頭豬，試驗日糧參考75-100 kg育肥豬NRC(2012)的標準配制。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日糧。測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至附近屠宰場按照常規(guī)屠宰流程進行屠宰采樣。結(jié)果顯示:
　?。?）日糧淀粉類型對育肥豬生長性能、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)。育肥豬背最長肌的常規(guī)營養(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肌的蒸煮損失（P＜0.05）。然而，不同日糧處理對背最長肌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肌低場核磁共振(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)，但日糧處理對背最長肌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、背最長肌肌漿蛋白溶解度(P＜0.05)，但日糧處理對宰后24 h背最長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）。日糧處理對宰后24 h背最長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表達量(P＜0.05)，并顯著降低了MyHC-Ⅱb的mRNA表達量(P＜0.05)，但MyHC-Ⅱx的mRNA表

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

16、ox6的mRNA表達水平(P＜0.05)。然而，日糧處理對miR208b的表達水平及其靶基因Sp3和Thrap1的mRNA表達水平無顯著影響。
　　(2)日糧淀粉類型對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、背最長肌糖原含量及GP（P＜0.05），但對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)蛋白的表達水平（P＜0.05），但對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）改善背最長肌肉品質(zhì)，則主要是通過促進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、可能與促進慢肌向快肌纖維轉(zhuǎn)化的miR23a表達水平的下調(diào)及促進快肌纖維向慢肌纖維轉(zhuǎn)化的miR499和miR208b表達水平的上調(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）改善背最長肌肉品質(zhì)，主要是通過促進快肌纖維向慢肌纖維的轉(zhuǎn)化，影響宰后肌肉能量代謝進而改善宰后肌肉蛋白變性并提高肌肉中不易流動水的比例來實現(xiàn)的。骨骼肌快肌纖維向慢肌纖維的轉(zhuǎn)化可能與促進慢肌向快肌纖維轉(zhuǎn)化的miR23a表達水平的下調(diào)及促進快肌纖維向慢肌纖維轉(zhuǎn)化的miR499表達水平的上調(diào)有關(guān)。在宰后早期，更多的PCr降解產(chǎn)生ATP延