夏季高温宰后PSE猪肉的形成及肉品质变化机制的研究

来源 :新疆农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangsiqin
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热应激是诱导PSE猪肉形成的主要应激因素,肉品加工行业的工作者提出众多缓解因热应激造成PSE肉的解决办法,例如:圈舍降温、饲料添加抗氧化物等;但是,夏季高温时期的PSE猪肉仍然不断的发生,已成为肉品生产行业面对的重要问题。探究夏季高温环境下PSE肉发生的分子机制,对于防止宰后PSE猪肉的形成尤为重要。本研究基于夏季高温热应激的环境,对氟烷基因阴性(HalNN)的杜长大三元杂交商品猪宰后PSE肉的形成及肉品质变化机制进行分析,主要利用转录组学和蛋白质组学的研究手段,结合猪胴体性状、肉品质和能量代谢物的变化趋势,挖掘夏季高温时期宰后PSE肉形成的关键基因和蛋白质,探寻宰后24h期间肉品质变化的分子调控机制。本文主要研究结果如下:(1)根据宰后45 min的pH值判定正常肉和PSE肉,夏季PSE肉发生率10.23%左右,明显高于其他季节。选取“杜长大”三元杂交商品猪的10头正常胴体(背最长肌是正常肉)和10头PSE胴体(背最长肌为PSE肉),分别对胴体性状和氟烷基因型进行测定,对宰后45 min、5h、12h和24h的背最长肌和半膜肌的肉品性状及能量代谢相关的酶活进行分析。结果发现本研究所有样本均为氟烷基因阴性,分析可能存在其他基因表达诱发PSE肉。PSE胴体的眼肌面积和腿臀比明显低于正常胴体(P<0.05)。宰后24h期间,背最长肌PSE肉的嫩度低(P<0.05),PSE肉的颜色差的原因,主要与L*值有关。宰后45 min时,PSE胴体的半膜肌未出现PSE肉的特征。但是,宰后12 h和24 h,PSE胴体的半膜肌的保水性比正常肉低(P<0.05),宰后5 h至24 h,PSE胴体半膜肌嫩度明显低于正常胴体半膜肌(P<0.05)。宰后45 min,背最长肌PSE肉的肌酸激酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶明显高于正常肉(P<0.05),己糖激酶的活性低于正常肉(P<0.05)。然而,宰后5 h至24 h时,PSE肉的己糖激酶的活性显著高于正常肉(P<0.05),此时,背最长肌PSE肉的乳酸脱氢酶的活性明显下降(P<0.05)。综上所述,3-磷酸甘油醛脱氢酶和肌酸激酶的活性升高是促进PSE肉糖酵解反应的主要因素,己糖激酶的活性升高是维持宰后PSE肉糖酵解进行的因素之一。(2)对正常胴体和PSE胴体的背最长肌和半膜肌提取总RNA后,利用转录组学技术寻找差异基因和代谢路径。研究发现:夏季高温环境下,各试验组之间的差异基因显著富集到与免疫系统相关的通路(Q-value≤0.05)。背最长肌和半膜肌之间的差异基因主要与肌肉生长、免疫调节和细胞凋亡等有关。背最长肌正常肉和PSE肉的RYR1基因没有显著差异表达。然而,PSE胴体半膜肌的RYR1基因上调表达。筛选出HSPA6、FOXO6、FOS、XIRP1、PVALB、MYH4、MYLIP、FUT11、PPP1R3B 等基因可能与背最长肌正常肉和PSE肉的品质差异有关;ATF3、MS4A2、IER2、DUSP1、CSF1R、EGR1等基因也可能造成PSE胴体的背最长肌和半膜肌的肉质差异。(3)利用蛋白质组学技术对宰后45 min和24 h背最长肌正常肉和PSE肉的差异蛋白质进行挖掘,发现了影响宰后猪肉品质变化的可能标记蛋白质。结果表明:肌细胞有氧代谢的下降与无氧代谢的提升是形成PSE肉的重要原因。宰后45 min时,PSE肉的三羧酸循环和氧化磷酸化途径的蛋白质下调表达,包括丙酮酸脱氢酶、顺乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、细胞色素C氧化酶、细胞色素C还原酶及NADP脱氢酶;糖酵解通路的蛋白质上调表达,包括3-磷酸甘油醛脱氢酶、乳酸脱氢酶、烯醇化酶等;此外,Hspβ7、肌钙蛋白C也可作为PSE肉形成的重要标记物。PSE肉嫩度低于正常肉的原因可能与 Calcium/calmodulin-dependent protein kinase type Ⅱ subunit delta 和 Collagen alpha-1(Ⅻ)chain isoform X4 的上调表达有关。(4)为了进一步分析PSE肉形成的分子调控机制,本研究对宰后45 min的正常肉和PSE肉的转录组和蛋白质组学关联分析,发现LOC100736765和PVALB可能是造成PSE肉形成的关键基因和蛋白质,基因转录后调控蛋白质表达是造成PSE肉的主要因素。
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