转录组与脂质组联合分析揭示莱芜猪肌内脂肪沉积的关键基因与代谢网络

为解决猪肉品质提升中肌内脂肪(IMF)沉积机制不清的问题，研究人员通过整合转录组学和脂质组学技术，对比分析莱芜猪(高IMF)与约克夏猪(低IMF)，鉴定出ACC1、FASN、ELOVL6等关键基因协同调控甘油三酯(TG)合成通路，揭示了PLIN1介导的脂滴存储机制。该研究为定向改良猪肉品质提供了分子靶点，成果发表于《BMC Genomics》。

　　

猪肉品质一直是畜牧业的重点攻关方向，其中肌内脂肪(IMF)含量直接关联肉质的嫩度、风味和多汁性。然而，西方商业化猪种(如约克夏猪)因长期选育导致IMF含量骤降至1.54%，而中国本土莱芜猪却保有高达17.8%的IMF，这种巨大差异背后的分子机制始终成谜。更棘手的是，脂肪代谢涉及基因调控网络与代谢通路的复杂互作，传统单一组学难以全面解析。为此，西北农林科技大学动物科技学院的研究团队开展了一项创新性研究，通过整合转录组学和脂质组学技术，首次绘制了莱芜猪高IMF沉积的分子图谱，相关成果发表在《BMC Genomics》上。

研究团队运用了四项关键技术：1) 基于相似体重(110±1.12 kg)的莱芜猪与约克夏猪队列设计，消除年龄干扰；2) 高通量转录组测序(参考基因组Sus scrofa 11.1)结合RT-qPCR验证；3) 液相色谱-质谱(LC-MS)脂质组学分析；4) 多组学整合的KEGG通路富集分析。样本来自山东莱芜猪原种场，实验获动物伦理委员会批准(XN2023-1005)。

脂肪含量表型差异显著
通过背膘厚度超声检测和索氏提取法证实，相同体重的莱芜猪IMF含量是约克夏猪的4倍(图1H)。血浆检测显示其高密度脂蛋白(HDL)水平更高而游离脂肪酸(FFA)更低(图2A,D)，Western blot揭示脂肪组织中ACC1(乙酰辅酶A羧化酶1)和FASN(脂肪酸合酶)表达量显著上调(图2F)，提示TG合成能力增强。

肌肉纤维类型影响IMF沉积
免疫荧光染色发现莱芜猪背最长肌中氧化型纤维(MyHC I/IIA)比例更高(图3B)，伴随PGC1^α(过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α)表达上调(图3D)。这类纤维富含CD36(脂肪酸转位酶)，为IMF沉积提供结构基础。

转录组揭示关键调控网络
筛选到135个差异基因(DEGs)，包括PPARγ(过氧化物酶体增殖物激活受体γ)、PLIN1(脂滴包被蛋白1)等脂代谢调控因子(表1)。KEGG分析显示AMPK和PPAR信号通路显著富集(图4E)，其中PPARγ通路通过激活ADIPOQ(脂联素)和SCD(硬脂酰-CoA去饱和酶)促进脂肪酸去饱和(图4F)。

脂质组特征解析
检测到42种差异脂质，莱芜猪中短链甘油三酯(TG 8:0_16:1_18:1等)和硫苷脂(SHexCer 34:0;3O)显著积累，而长链TG在约克夏猪中更丰富(表3)。磷脂酰肌醇(PI)水平升高可能促进脂滴形成(图5E)。

多组学整合揭示协同机制
通过Venn分析锁定20条共有通路(图6A)，构建出"基因-脂质"互作网络：ACC1/FASN催化棕榈酸生成，经ELOVL6(脂肪酸延长酶6)和SCD修饰为长链脂肪酸，最终由DGAT2(二酰基甘油酰基转移酶2)合成TG，在PLIN1调控下存储为脂滴(图7)。

这项研究首次系统阐明了莱芜猪高IMF沉积的分子基础：1) 氧化型肌纤维构成微环境；2) PPARγ通路驱动的脂质合成程序；3) 特异性脂质分子谱。不仅为猪肉品质改良提供了ACC1、DGAT2等精准靶点，其多组学整合策略更为复杂性状解析树立了新范式。未来通过基因编辑或营养干预调控这些靶点，有望在瘦肉型猪种中实现IMF含量的定向提升，满足消费者对高品质猪肉的需求。