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通过营养途径可有效调控猪肉品质。有研究表明不同日粮淀粉水平和淀粉类型可以调节动物屠宰时肌肉能量存储状态或肌纤维类型,通过影响宰后肌肉能量代谢进而影响肉品质。本研究通过调整日粮淀粉水平与类型,探讨不同日粮淀粉水平或不同直链淀粉、支链淀粉含量对育肥猪生长性能、胴体品质、肉品质、宰后肌肉能量代谢及肌纤维类型的影响。在此基础上进一步探讨磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B-缺氧诱导因子-1α (PI3K/AKT-HIF-1α)信号通路在糖酵解过程中的作用,以及microRNAs(miRNAs)在骨骼肌肌纤维类型转化过程中的作用,揭示不同日粮淀粉水平与类型影响育肥猪肉品质的作用机理。1.日粮淀粉水平对育肥猪生长和肉品质的影响及其作用机制研究将72头初始体重为65.0±2.0kg的杜×长×大三元杂交去势公猪,随机分配A、B、C三种等能等氮日粮中,每种日粮处理3个重复,每个重复8头猪。三种日粮配方的营养成分均满足NRC (2012)育肥猪营养需求。其中,将淀粉水平为44.1%的传统育肥猪日粮(日粮A)作为对照组日粮,日粮B或C的淀粉水平是在日粮A淀粉水平的基础上减少约15%或30%,分别为37.6%和30.9%。为了调配等能等氮日粮,日粮B或C中的粗脂肪和中性洗涤纤维(NDF)水平随着日粮淀粉水平的变化做相应调整。日粮A含有44.1%的淀粉,5.9%的粗脂肪和12.6%的NDF;日粮B含有37.6%的淀粉,9.5%的粗脂肪和15.4%的NDF;日粮C含有30.9%的淀粉,14.3%的粗脂肪17.8%的NDF。饲养28天后,禁饲12 h,每个重复抽取体重接近于平均体重的2-3头猪(8头/处理),称量每头猪的宰前活重后运至附近屠宰场按照常规屠宰流程进行屠宰采样。结果显示:(1)日粮淀粉水平对育肥猪生长性能、胴体性状、肉品质及肌纤维类型的影响与日粮A相比,育肥猪采食日粮C具有较低的平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和背膘厚(P<0.05),然而不同日粮处理对育肥猪的料重比、宰前活重、 、胴体重和屠宰率无显著影响(P> 0.05)。与日粮A相比,日粮B和日粮C显著提高了背最长肌pH45min值(P<0.05),此外,日粮C与日粮A相比,显著降低了背最长肌滴水损失(P<0.05),而不同日粮处理对背最长肌pH24h值、肉色(L*, a*, b*)、蒸煮损失、剪切力值及质构特性均无显著影响(P>0.05)。与日粮A相比,日粮C显著提高了背最长肌肌球蛋白重链(MyHC) -Ⅰ和MyHC-Ⅱa的mRNA表达量(P <0.05),并显著降低了背最长肌MyHC-Ⅱx和MyHC-Ⅱb的mRNA表达量(P<0.05)。与日粮A相比,采食日粮C的育肥猪背最长肌中,miR23a的表达水平降低(P<0.05),同时,其靶基因过氧化物酶体增殖物激活受体Y辅助因子1α (PGC-1α)的mRNA表达水平提高(P<0.05),但各日粮处理组间肌细胞增强因子2C (MEF2C)的mRNA表达量在差异不显著(P>0.05)。与日粮处理对miR23a表达水平的影响相反,相较于日粮A,日粮C提高了背最长肌中miR499和miR208b的表达水平(P<0.05),降低了 miR499靶基因Y性别决定区框6 (Sox6)和miR208b靶基因特异性蛋白3 (Sp3)的mRNA表达水平(P < 0.05),但对miR208b靶基因甲状腺激素受体辅助物1 (ThraP1)的mRNA表达水平无显著影响(P< 0.05)。(2)日粮淀粉水平对育肥猪宰后肌肉能量代谢的影响与日粮A相比,日粮B和日粮C显著提高了背最长肌中ATP的含量(P< 0.05),日粮C显著降低了磷酸肌酸(PCr)的含量(P<0.05),但日粮处理对背最长肌中ADP、AMP及肌酸(Cr)的含量无显著影响(P>0.05)。相比于日粮A,日粮C显著提高了背最长肌中肌酸激酶(CK)的活性(P<0.05),降低了宰后45 min背最长肌的乳酸含量以及糖酵解潜力(GP)(P<0.05),而各日粮处理组间糖原含量差异不显著(P>0.05)。与日粮A相比,日粮B显著降低了背最长肌中己糖激酶(HK)结合态酶活的比例(P<0.05),日粮C显著降低了背最长肌中HK、丙酮酸激酶(PK)结合态酶活的比例(P<0.05),但日粮处理对背最长肌中乳酸脱氢酶(LDH)结合态酶活的比例影响不显著(P>0.05)。此外,与日粮A相比,日粮B和C均显著降低了 AKT蛋白的磷酸化水平(P<0.05)并显著提高了 HIF-1α蛋白的羟基化水平(P<0.05)。与日粮A相比,日粮B和C均显著降低了 HK Ⅱ结合态蛋白和PKM2结合态蛋白的表达水平(P<0.05),此外,日粮C与日粮A相比,显著降低了 LDHA结合态蛋白的表达水平(P<0.05),不同日粮处理对HKⅡ、PKM2和LDHA游离态蛋白的表达水平影响不显著(P>0.05)。2.日粮淀粉类型对育肥猪生长和肉品质的影响及其作用机制研究将90头初始体重为68±2.0 kg的大×长×梅山三元杂交去势公猪,随机分配到三种等能等氮日粮处理中,每种日粮处理5个重复,每个重复6头猪,试验日粮参考75-100 kg育肥猪NRC (2012)的标准配制。采用纯的蜡质玉米淀粉(WMS),非蜡质玉米淀粉(NMS)和豌豆淀粉(PS)作为淀粉来源配合三种试验日粮。测得三种日粮的直链淀粉/支链淀粉比例分别为0.07、0.19和0.28。饲养28天后,禁饲12h,每个重复抽取体重接近于平均体重的2头猪(10头/处理),并称量每头猪的宰前活重后运至附近屠宰场按照常规屠宰流程进行屠宰采样。结果显示:(1)日粮淀粉类型对育肥猪生长性能、肉品质、宰后肌肉蛋白质变化及肌纤维类型的影响与WMS日粮相比,育肥猪采食PS日粮具有较高的ADG和眼肌面积(P<0.05),以及较低的料重比和背膘厚(P<0.05),然而不同日粮处理对育肥猪的ADFI、宰前活重、胴体重和屠宰率无显著影响(P>0.05)。育肥猪背最长肌的常规营养成分包括水分、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分在各日粮处理组间均无显著差异(P> 0.05)。相比于WMS日粮和NMS日粮,PS日粮显著提高了背最长肌pH45min值(P<0.05),且显著降低了滴水损失(P<0.05)。与WMS日粮相比,PS日粮显著降低了背最长肌的蒸煮损失(P<0.05)。然而,不同日粮处理对背最长肌pH24h值、肉色(L*,a*,b*)、剪切力值均无显著影响(P>0.05)。相比于WMS日粮,PS日粮显著提高了背最长肌低场核磁共振(LF-NMR) T22峰面积比例(P<0.05)且显著降低了 T23峰面积比例(P< 0.05),但日粮处理对背最长肌T21峰面积比例无显著影响(P> 0.05)。与WMS日粮和NMS日粮相比,PS日粮显著提高了宰后24 h背最长肌肌浆蛋白溶解度(P<0.05),但日粮处理对宰后24 h背最长肌总蛋白溶解度和肌原纤维蛋白溶解度均无显著影响(P> 0.05)。日粮处理对宰后24 h背最长肌肌原纤维蛋白和肌浆蛋白SDS-PAGE电泳图的蛋白条带均无显著影响(P>0.05)。此外,与WMS日粮相比,PS日粮显著提高了 MyHC-Ⅰ和MyHC-Ⅱa的mRNA表达量(P< 0.05),并显著降低了 MyHC-Ⅱb的mRNA表达量(P < 0.05),但MyHC-Ⅱx的mRNA表达量在各日粮处理组间差异不显著(P>0.05)。相比于WMS日粮,采食PS日粮的育肥猪背最长肌中,miR23a的表达水平降低(P<0.05),同时miR23a靶基因PGC-1α的mRNA表达水平提高(P<0.05),但其靶基因MEF2C的mRNA表达水平在各日粮处理组间差异不显著(P>0.05)。与日粮处理对miR23a表达水平的影响相反,相比于WMS日粮,PS日粮提高了背最长肌中miR499的表达水平(P<0.05),降低了其靶基因Sox6的mRNA表达水平(P<0.05)。然而,日粮处理对miR208b的表达水平及其靶基因Sp3和Thrap1的mRNA表达水平无显著影响。(2)日粮淀粉类型对育肥猪宰后肌肉能量代谢的影响与WMS日粮相比,PS日粮显著提高了背最长肌CK活性及ATP的含量(P<0.05),显著降低了 PCr和AMP的含量(P< 0.05),但日粮处理对Cr和ADP的含量无显著影响(P>0.05)。相比于WMS日粮,PS日粮显著降低了背最长肌糖原含量及GP (P<0.05),但对乳酸含量无显著影响(P> 0.05)。相比于WMS日粮,PS日粮显著降低了 HK结合态酶活比例(P<0.05),但对LDH和PK结合态酶活比例无显著影响(P>0.05)。与WMS日粮相比,PS日粮显著降低了 AKT蛋白的磷酸化水平(P<0.05)并显著提高了 HIF-1α蛋白的羟基化水平(P<0.05)。并且,与WMS日粮相比,PS日粮显著降低了 HKⅡ结合态蛋白的表达水平(P<0.05),但对PKM2和LDHA结合态蛋白以及HKⅡ、PKM2和LDHA游离态蛋白的表达水平影响不显著(P>0.05)。综上所述,得出如下结论:(1)在等能等氮日粮中,低淀粉、高纤维和高脂肪日粮(日粮C)降低育肥猪生产性能主要是由于较差的饲料适口性及快速的饱腹感导致饲料采食量下降引起的。低淀粉、高纤维和高脂肪日粮(日粮C)改善背最长肌肉品质,则主要是通过促进快肌纤维向慢肌纤维的转化以及降低宰后早期糖酵解速率来实现的。骨骼肌快肌纤维向慢肌纤维的转化可能与促进慢肌向快肌纤维转化的miR23a表达水平的下调及促进快肌纤维向慢肌纤维转化的miR499和miR208b表达水平的上调有关。此外,宰后早期糖酵解速率的下降可能有两方面的原因:一是宰后早期PCr的充分降解提供了更多的ATP进而延缓宰后早期糖酵解的发生;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结合态比例下降。(2)在等能等氮日粮中,高直链淀粉日粮(豌豆组)提高了育肥猪的生产性能和胴体品质,主要是由于高直链淀粉日粮食后缓慢而延长的葡萄糖和胰岛素释放速率有助于肌肉蛋白沉积。高直链淀粉日粮(豌豆组)改善背最长肌肉品质,主要是通过促进快肌纤维向慢肌纤维的转化,影响宰后肌肉能量代谢进而改善宰后肌肉蛋白变性并提高肌肉中不易流动水的比例来实现的。骨骼肌快肌纤维向慢肌纤维的转化可能与促进慢肌向快肌纤维转化的miR23a表达水平的下调及促进快肌纤维向慢肌纤维转化的miR499表达水平的上调有关。在宰后早期,更多的PCr降解产生ATP延缓了糖酵解的发生。并且在糖酵解过程中,由于PI3K/AKT-HIF-1α通路受到抑制,糖酵解酶结合态比例下降,糖酵解速率降低。