整合脂质组学和转录组学,以阐明鸡肌肉脂肪与腹部脂肪之间的异质性,并确定血清和肝脏中的标志物,用于识别这两种脂肪在鸡体内的差异性沉积过程
《Postharvest Biology and Technology》:Integrated lipidomics and transcriptomics to elucidate heterogeneity between intramuscular and abdominal fat and identify serum and liver markers for their differential deposition in chickens
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时间:2025年10月20日
来源:Postharvest Biology and Technology 6.8
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提高肉鸡肌肉内脂肪(IMF)含量同时减少腹腔脂肪(AF)沉积的分子机制研究。通过脂质组学与转录组学分析发现,IMF富含鞘脂类和脂肪酸,而AF以甘油脂类和甾醇脂类为主。血清葡萄糖和PS(18:1/22:3)是关键调控分子,肝脏合成的HexCer(d18:1/22:0)和PE(16:1/20:1)分别特异性运输至AF和IMF沉积。AMPK信号通路核心组分PRKAG1基因被鉴定为关键调控因子。该研究揭示了脂质代谢与基因调控的协同作用机制,为优质肉鸡育种提供新靶点。
在现代家禽养殖中,肉鸡的生产效率和肉质改良是提升其市场竞争力的关键。近年来,随着对鸡肉品质需求的增加,科学家们致力于探索如何在保证生长速度的同时,优化脂肪沉积模式,以改善肉质。研究发现,适度的肌内脂肪(IMF)沉积能够显著提升鸡肉的色泽、嫩度、风味和多汁性,而过度的腹脂(AF)沉积则会增加生产成本,并对加工过程带来不利影响。因此,识别与IMF和AF沉积相关的分子标记物,成为提高肉鸡肉质的重要方向。
本研究通过整合脂质组学和转录组学分析,对高产优质肉鸡品种——大恒肉鸡的IMF和AF进行了系统比较。研究结果表明,IMF和AF在脂质组成上存在显著差异。IMF中富含鞘脂类(SP)和脂肪酰基(FA),而AF则以甘油酯类(GL)和甾醇类(ST)为主。此外,IMF中不饱和脂肪酸的比例明显高于AF,这一发现提示IMF沉积可能更依赖于特定的脂肪酸代谢途径。同时,研究还揭示了血清和肝脏中一些关键脂质分子,如血清葡萄糖(GLU)和PS(18:1/22:3),在IMF和AF的沉积过程中具有重要作用。其中,HexCer(d18:1/22:0)和PE(16:1/20:1)在肝脏中合成后,直接运输至AF沉积,而Acar(18:0)、FFA(20:3)以及七种其他脂质则直接运送到IMF。这些结果为通过基因调控改善肉鸡肉质提供了新的思路。
研究进一步探讨了IMF和AF沉积的基因调控机制。通过对不同组织中的基因表达进行比较,发现IMF和AF在基因表达水平上存在显著差异。在IMF中,某些基因如SCD、GPD1L2、CDS2和FABP4的表达水平显著上调,这些基因可能在调控脂肪酸代谢和脂质沉积过程中发挥关键作用。此外,研究还发现PRKAG1基因在调控IMF和AF的沉积中具有重要作用。PRKAG1编码AMP激活蛋白激酶(AMPK)的γ1调节亚基,是细胞能量平衡的核心传感器。AMPK信号通路在脂质代谢的多个方面,如合成、氧化和降解中起着关键作用。在本研究中,PRKAG1的表达与IMF沉积呈正相关,同时与AF沉积呈负相关,这表明该基因可能通过调控脂质代谢过程,影响IMF和AF的沉积特性。因此,PRKAG1被认为是一个有潜力的基因靶点,可用于通过遗传手段改善肉鸡的肉质。
研究还揭示了IMF和AF沉积与脂肪酸组成之间的关系。例如,IMF中不饱和脂肪酸(USFA)的比例显著高于AF,这可能与特定的脂肪酸代谢路径有关。通过调控这些代谢路径,可以优化脂肪沉积模式,从而提升肉鸡的肉质。此外,研究发现,某些脂质分子如PS(18:1/22:3)在血清中表现出与IMF和AF沉积的显著相关性,这提示其可能作为评估肉鸡脂肪沉积能力的生物标志物。
在肝脏和血清中,一些脂质分子被发现与IMF和AF的沉积密切相关。例如,HexCer(d18:1/22:0)和PE(16:1/20:1)主要在肝脏中合成,并直接运输至AF沉积。而Acar(18:0)、FFA(20:3)以及七种其他脂质则被运输至IMF。这些脂质的运输路径和沉积模式可能受到基因调控的影响,例如PRKAG1。通过深入研究这些脂质和基因之间的相互作用,可以为肉鸡脂肪沉积的调控提供理论依据和实践指导。
此外,研究还发现IMF和AF在基因表达水平上存在显著差异。例如,在IMF中,某些基因如GAPDH的表达显著上调,而在AF中,SCD等基因的表达则显著上调。这些基因可能在脂肪代谢和沉积过程中发挥不同的作用。通过比较这些基因的表达模式,可以进一步揭示IMF和AF沉积的分子机制,为肉鸡遗传改良提供科学支持。
本研究的发现不仅有助于理解肉鸡脂肪沉积的分子基础,还为提升鸡肉品质提供了新的视角。通过调控脂质代谢相关基因和脂质分子,可以有效改善IMF沉积,减少AF沉积,从而在不牺牲生长速度的前提下,提高肉鸡的肉质。未来的研究可以进一步探索这些基因和脂质分子的具体作用机制,以及它们在不同环境条件下的表达变化,为肉鸡养殖业提供更加精准的分子调控策略。
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