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肌纤维类型及其组成决定猪骨骼肌的生长速度和肌肉的能量代谢方式,是影响猪肉品质的关键因素之一。AMPK(腺苷一磷酸激活的蛋白激酶)与机体的能量代谢密切相关,小鼠中研究表明AMPK能够调节肌肉的糖脂代谢进而影响肌纤维类型转化,脂肪酸作为能量物质可以调控小鼠AMPK基因的表达。但是AMPK与猪肌纤维组成的关系以及脂肪酸是否能够通过AMPK能量代谢通路影响肌纤维组成尚不明确。因此本研究设计以下三个试验：首先以肉质性状存在显著差异的金华猪和长白猪为试验动物,比较研究了两品种猪肌纤维组成及AMPK表达的品种差异,探讨了AMPK与猪肌纤维组成的关系；在此基础上,以小鼠为动物模型,通过体内外试验比较研究了饱和与不饱和脂肪酸对小鼠肌肉中AMPK基因表达和肌纤维组成的影响；最后探讨了在妊娠后期和哺乳期母猪日粮中添加饱和或不饱和脂肪酸对后代哺乳仔猪肌肉中AMPK表达和肌纤维组成的影响,旨在初步揭示AMPK与猪肌纤维组成的关系以及脂肪酸是否能够通过AMPK代谢途径调控肌纤维组成。主要研究结果如下：试验一、金华猪和长白猪AMPK表达与肌纤维组成的品种差异研究本试验以肉质性状存在显著差异的金华猪和长白猪为试验动物,比较研究了30、90和150日龄两品种猪比目鱼肌中肌纤维组成及AMPK等肌纤维类型转化相关基因表达的品种差异。结果表明：30日龄金华猪比目鱼肌中肌球蛋白重链MyHC Ⅰ基因(Ⅰ型肌纤维)表达显著低于长白猪(p<0.05)；而90日龄和150日龄金华猪比目鱼肌中肌球蛋白重链MyHC Ⅰ和MyHC Ⅱ a (Ⅱ a型肌纤维)基因表达显著高于长白猪(p<0.01),同时MyHCⅡb(Ⅱb型肌纤维)基因表达显著低于长白猪(p<0.01)。肌肉酶活检测结果显示,30日龄时金华猪氧化型SDH酶活性低于长白猪,90日龄和150日龄SDH酶活性金华猪显著高于长白猪(p<0.05),这与肌纤维组成的品种差异结果一致。MDH酶活性30日龄和90日龄金华猪低于长白猪,而150日龄金华猪高于长白猪,表明SDH与MDH表达规律存在差异。与长白猪相比,30日龄金华猪比目鱼肌中AMPKa的基因表达显著降低(p<0.01),但是90日龄和150日龄金华猪比目鱼肌中AMPKa基因的mRNA水平(p<0.05)和磷酸化蛋白水平(p<0.05)均显著升高,与肌纤维类型转化相关的基因如PGC-1α MEF2c和NFAT等基因表达的品种差异与AMPK一致。提示,AMPK可能通过调控下游肌纤维类型转化相关基因PGC-1α等的表达影响猪肌纤维组成。试验二、日粮添加饱和或不饱和脂肪酸对小鼠AMPK基因表达和肌纤维组成的影响研究在上述研究的基础上,本试验以小鼠为试验动物模型,探讨饱和与不饱和脂肪酸日粮对小鼠肌肉中AMPK基因表达和肌纤维组成的影响。生长性能和血清指标检测结果表明,与5%饱和脂肪酸(主要成分为棕榈酸)相比,日粮中添加5%的不饱和脂肪酸(主要成分为亚油酸)显著降低了小鼠的平均日采食量,提高了小鼠血清中脂联素(Adiponectin)的水平(p<0.01),对瘦素(Leptin)无显著影响；肌纤维组成结果表明,不饱和脂肪酸组小鼠肌肉中(比目鱼肌和趾长伸肌)肌球蛋白重链MyHC I基因表达显著高于饱和脂肪酸组(p<0.01),MyHC Ⅱ b基因表达显著低于饱和脂肪酸组(p<0.01)；AMPK等基因表达检测结果显示,日粮中添加不饱和脂肪酸显著提高了肌肉中AMPK基因(p<0.01)及下游与肌纤维类型转化相关基因PGC-la等的表达；不饱和脂肪酸组小鼠肌肉中脂肪分解基因Sirtl和CPT1的表达也显著升高。进一步,通过体外试验比较研究了不同类型脂肪酸对小鼠C2C12细胞中AMPK基因表达和肌纤维类型转化相关基因表达的影响。结果表明,不同类型脂肪酸对AMPK基因表达影响的时间依赖效应趋势一致；饱和脂肪酸显著抑制了C2C12细胞中AMPK的基因表达,同时降低了AMPK下游与肌纤维类型转化相关的基因PGC-la等的基因表达。不饱和脂肪酸尤其是多不饱和脂肪酸处理后AMPK基因表达显著高于饱和脂肪酸处理组,MyHC I基因表达也显著升高,与小鼠体内试验结果一致。提示,与饱和脂肪酸相比,日粮中添加5%不饱和脂肪酸可以提高小鼠肌肉中Ⅰ型(氧化型)肌纤维的比例,不同类型脂肪酸对小鼠肌纤维组成的影响与AMPK能量代谢通路有关。试验三、母猪日粮中添加饱和或不饱和脂肪酸对仔猪肌肉中AMPK表达和肌纤维组成的影响在研究了饱和与不饱和脂肪酸对小鼠肌纤维组成及AMPK等肌纤维转化相关基因表达影响的基础上,本试验选取妊娠后期(妊娠80d)母猪为试验动物,在妊娠后期和哺乳期母猪日粮中添加饱和脂肪酸(主要成分为棕榈酸)或不饱和脂肪酸(主要成分为亚油酸),探讨母猪日粮脂肪酸类型对后代仔猪肌肉中AMPK表达和肌纤维组成的影响。对乳品质影响的结果表明,日粮添加3%不饱和脂肪酸显著提高了母猪初乳和常乳中总不饱和脂肪酸比例(p<0.05),显著降低了乳中总饱和脂肪酸比例(p<0.05)。进一步研究了母猪日粮脂肪酸类型对后代哺乳仔猪肌肉中肌纤维组成的影响,结果显示,母猪日粮中添加不饱和脂肪酸显著促进了哺乳仔猪肌肉中肌球蛋白重链MyHC Ⅰ, MyHC Ⅱ a、MyHC Ⅱ x和MyHCⅡb基因的表达。同时利用免疫荧光技术检测了肌肉中慢速氧化型肌纤维特异性蛋白Tropoin Ⅰ-SS的表达情况,结果表明,不饱和脂肪酸组仔猪肌肉中Tropnin Ⅰ-SS蛋白表达较高,氧化型肌纤维比例显著高于饱和脂肪酸组。AMPK及肌纤维类型转化相关基因表达检测结果显示,不饱和脂肪酸组仔猪肌肉中AMPK基因表达和蛋白磷酸化水平均显著高于饱和脂肪酸组(p<0.05)。与AMPK表达趋势一致,不饱和脂肪酸组仔猪肌肉中肌纤维类型相关基因PGC-1α等基因表达也均显著高于饱和脂肪酸组。以上研究结果揭示,氧化型肌纤维(Ⅰ型和Ⅱa型)含量高的猪种AMPK表达显著升高；与饱和脂肪酸相比,不饱和脂肪酸可以提高氧化型肌纤维(Ⅱ型和Ⅱa型)的比例,这与AMPK能量代谢通路密切相关。