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牦牛(Bos grunniens)能适应青藏高原低温、缺氧和强辐射的恶劣环境,牦牛养殖及加工是青藏高原牧区牧民的重要经济来源。目前对牦牛肉品质的研究不够系统和深入,优质部位肉的价值也未得到体现。因此,为系统了解不同部位牦牛肉的品质特性及差异机制,本研究选取外脊肉(WJR)、黄瓜条肉(HGT)和肩肉(JR)共3个部位的牦牛肉分析品质特征差异;对差异表达基因、蛋白进行生物学信息分析和PPI蛋白相互作用网络分析及与肉品质特征相关性分析;并通过转录组-蛋白组分析差异表达基因和差异表达蛋白,阐明不同部位牦牛肉品质差异的分子机制。研究结果如下:1)不同部位牦牛肉色泽、嫩度和营养品质存在一定差异。蛋白质和脂肪酸含量差异显著(P<0.05),pH值WJR与HGT差异显著(P<0.05);JR的剪切力、弹性显著小于WJR和HGT(P<0.05),蒸煮损失显著大于WJR和HGT(P<0.05);HGT的蒸煮损失显著小于WJR与JR(P<0.05)。WJR、JR和HGT的L*值间有显著的差异(P<0.05);a*值WJR与JR和HGT的数值存在显著差异(P<0.05)。在WJR与JR中,有8种氨基酸存在显著的差异(P<0.05)。在HGT与JR中,有7种氨基酸存在显著的差异(P<0.05)。在WJR与HGT中,肉豆蔻酸(C14:0)和亚油酸(C18:2,n-6)含量存在显著的差异(P<0.05);在WJR与JR中,棕榈酸(C16:0)、11-二十碳一烯酸(C20:1)和亚油酸(C18:2,n-6)存在显著的差异(P<0.05);在HGT与JR比较组中,棕榈酸(C16:0)、棕榈油酸(C16:1)和11-二十碳一烯酸(C20:1)存在显著的差异(P<0.05)。2)基因的差异表达对牦牛不同部位肉品质的差异有重要的影响。在3个部位牦牛肉中共获碱基总数28.84Gb,显著差异表达基因1261个。在JR/HGT、WJR/HGT和WJR/JR比较组中差异基因分别为295、713和603个,其中上调基因分别为132、445和419个,下调基因分别为163、268和188个。3个部位显著差异基因GO富集的功能注释主要有生长因子活性、金属外肽酶活性、羧肽酶活性、细胞因子活性、阴离子跨膜转运蛋白活性、受体结合、金属肽酶活性、趋化因子活性和趋化因子受体结合。这些注释主要为细胞因子、蛋白转运和代谢酶等相关的功能。3个部位与牦牛肉品质显著相关的KEGG通路主要有氧化磷酸化、MAPK信号通路和氮代谢,这些代谢通路主要与肌肉的氧化磷酸化、激酶的信号转导和氮代谢等功能相关。3)在WJR、HGT和JR中共鉴定出2087个差异蛋白,其中有88个显著差异表达蛋白(DEPs),在JR/HGT、WJR/HGT和WJR/JR组中分别为25、40和34种,其中上调蛋白分别为23、28和13种,下调蛋白分别为2、12和21种。GO功能注释分析表明热激蛋白和结构蛋白可作为牦牛肉不同部位嫩度的标志蛋白。KEGG通路分析表明,DEPs主要参与了糖酵解、蛋白结构和磷酸化。PPI分析表明,肌球蛋白、热休克蛋白和代谢酶可能是影响牦牛肉的关键链接蛋白。相关性分析表明共有12个蛋白与嫩度品质有显著相关性,3个部位嫩度主要受胶原蛋白、结构蛋白、热休克蛋白、微管蛋白和蛋白激酶类的影响。4)影响牦牛肉品质的关键调控基因和蛋白表达具有部位差异。在WJR/JR比较组中关联得到显著差异调控基因211个,蛋白32个,共有条目4个。在WJR/HGT 比较组中关联得到显著差异调控基因 585个,蛋白40个,共有条目5个。在JR/HGT 比较组中关联得到显著差异调控基因510个,蛋白23个,共有条目7个。这些显著差异表达蛋白和显著差异表达基因注释的功能主要有6种,包括蛋白结合、碳水化合物代谢过程、细胞蛋白修饰过程、氧化还原酶活性、生物调控和结构分子活性;代谢通路主要有5种,包括PPAR信号通路、长寿调节途径-多种物种、催产素信号通路、Jak-STAT信号通路和内质网中的蛋白质加工。综上分析表明,JR在嫩度品质参数、a值和必需氨基酸等品质特征方面优于WJR和HGT,而HGT的嫩度品质参数、a值品质参数较差;WJR在不饱和脂肪含量方面具有一定优势;其他品质特征3个部位也有一定的差异。因此,整体上JR和WJR的品质特征优于HGT。不同部位牦牛肉的嫩度、质构和色泽等品质特征与1261个差异表达基因和差异表达蛋白88个有密切的关系,其中有233个差异基因,50个差异蛋白对不同部位牦牛肉品质有较大的影响。生物学信息分析表明,这些差异表达基因和蛋白的主要与细胞因子、蛋白转运和代谢酶等功能相关,参与的代谢通路主要与肌肉的氧化磷酸化、糖代谢、氨基酸代谢、激酶的信号转导和氮代谢等通路相关。因此,这些著差异显著表达蛋白和基因的功能和代谢途径的不同是造成品质特征差异的内在因素,从而揭示了牦牛肉不同部位品质特征差异的分子机制。