猪肉品质是猪重要的经济性状,主要包括肉色、嫩度、p H值、系水力和风味等。肉品质受多种因素的影响,如肌纤维类型,肌内脂肪的沉积及肌肉蛋白质沉积等。叶绿醇是植物叶绿素分子上的一个支链,属于一种脂肪醇,其在动物的肝脏被代谢后可产生植烷酸和降植烷酸,从而发挥多种生物学作用。有研究表明,叶绿醇可调控骨骼肌纤维类型的变化,但叶绿醇对育肥猪的生长性能及肉品质的调控作用尚不够清楚,其机理也有待揭示。本研究包括以下5个部分。第一部分:日粮添加叶绿醇对育肥猪生长性能及肉品质的影响。为了研究叶绿醇能否调控育肥猪的生长性能及肉品质的形成,试验以三元杂育肥猪为对象,在日粮中分别添加0.01%、0.05%和0.1%的叶绿醇,观察其对育肥猪生长性能及肉品质的影响,并检测血液中脂代谢指标、以及肌肉中脂肪代谢和蛋白质代谢相关基因的表达。结果表明,日粮添加叶绿醇对育肥猪的生产性能无显著影响,但添加0.05%和0.1%的叶绿醇可显著增加猪背最长肌眼肌面积及增加肌内脂肪含量,大理石纹评分。进一步检测发现,叶绿醇可显著降低猪血清中甘油三酯和游离脂肪酸水平,并显著抑制肌肉中脂肪降解基因ATGL的表达,从而抑制肌内脂肪的分解。叶绿醇还显著降低了肌肉中蛋白质降解相关基因MuRF1和MAFbx的表达,激活Akt/mTOR信号通路,从而增加骨骼肌的蛋白质沉积。第二部分:叶绿醇促进骨骼肌蛋白质合成的作用机制前文研究发现,日粮添加叶绿醇能显著提高育肥猪的眼肌面积,促进肌肉蛋白质的合成。为进一步揭示其作用机理,本试验以C2C12细胞为模型,采用Akt和mTOR阻断剂与叶绿醇共处理细胞,研究其调控骨骼肌蛋白质沉积的信号通路。结果表明,50μM和200μM的叶绿醇均能显著提高C2C12细胞的总蛋白含量,且能显著促进S6的磷酸化和MHCII的表达。阻断mTOR,可阻断叶绿醇促进C2C12细胞蛋白质合成的效应,并阻断叶绿醇促进的mTOR下游S6和4E-BP1的磷酸化。但阻断Akt不能阻断叶绿醇促进C2C12细胞总蛋白浓度增加的效应,也不能阻断叶绿醇促进的mTOR下游S6和4E-BP1的磷酸化。上述结果表明:叶绿醇可通过激活骨骼肌mTOR及其下游信号分子的磷酸化,从而促进骨骼肌蛋白质的沉积。第三部分:叶绿醇对猪肌内脂肪前体细胞分化聚脂的影响及作用机制前文研究还发现,日粮添加叶绿醇显著增加了猪背最长肌的大理石纹评分和肌内脂肪含量,为了深入揭示其作用机理,本试验以猪的肌内脂肪前体细胞为模型,观察离体条件下叶绿醇对猪肌内脂肪前体细胞分化聚酯的影响。结果表明,50μM和200μM的叶绿醇可剂量依赖性显著增加猪肌内脂肪前体细胞的甘油三酯含量及脂滴直径。同时显著促进了PI3K、Akt和FoxO1的磷酸化,增加了脂肪合成基因PPARγ和CEBPα的表达,并能显著抑制脂肪降解基因ACC和HSL的磷酸化,从而促进猪肌内脂肪前体细胞的分化聚酯。第四部分:叶绿醇对3T3-L1细胞葡萄糖摄取和分化聚脂的影响及作用机制在脂肪细胞的聚酯过程中,其脂肪酸的来源有两个途径。其一是摄取细胞外的脂肪酸,其二是利用胞内代谢物合成脂肪酸,其中,细胞葡萄糖的代谢与其脂肪酸的合成密切相关。为了研究叶绿醇促进肌内脂肪细胞分化聚酯的效应是否与葡萄糖的摄取相关,本试验以3T3-L1细胞系为模型,探讨叶绿醇对3T3-L1葡萄糖摄取与细胞分化聚脂的影响及作用机制。结果表明,叶绿醇显著促进了细胞对葡萄糖的摄取,并剂量依赖性地增加了3T3-L1细胞内甘油三酯的含量及脂滴直径。叶绿醇显著促进了GLUT4、PPARγ、aP2和C/EBPα的表达,并显著激活了PI3K/Akt信号通路。第五部分:叶绿醇对小鼠糖脂代谢的影响及作用机制动物的糖代谢与脂代谢紧密相关。前文研究发现,叶绿醇在离体水平上能够促进脂肪细胞的葡萄糖摄取与分化聚酯,为了探讨叶绿醇能否在活体水平上调节动物的糖脂代谢,本试验以高糖高脂诱导的C57BL/6J肥胖型小鼠为模型,通过口服不同浓度的叶绿醇,观察其对小鼠糖脂代谢的影响。结果表明,口服叶绿醇能显著降低小鼠的血糖和胰岛素水平,并降低小鼠皮下脂肪及附睾脂肪重;显著提高血清中游离脂肪酸含量,显著增强小鼠对葡萄糖的耐受。叶绿醇可显著激活PI3K/Akt信号通路,以及GLUT4的表达。上述结果表明,叶绿醇可通过胰岛素信号通路显著促进小鼠的糖脂代谢。综上,本文的研究结果表明:日粮中添加0.05%和0.1%的叶绿醇可显著提高育肥猪背最长肌眼肌面积和大理石纹评分,增加骨骼肌的蛋白质沉积及肌内脂肪含量,其作用机理一方面通过PI3K/Akt信号通路促进肌内脂肪细胞的分化聚酯,另一方面通过mTOR信号通路促进骨骼肌的蛋白质沉积,从而实现对猪肉品质的调控。此外,叶绿醇还可通过胰岛素信号通路显著促进小鼠的糖脂代谢。上述研究结果不仅对养猪生产中有效调控猪肉品质有重要的参考价值,而且对进一步通过调控糖脂代谢、促进动物与人类健康的研究有借鉴意义。