母体脯氨酸营养干预时序优化促进仔猪骨骼肌肥大与氧化型肌纤维分化的代谢重编程机制

为解决母猪妊娠期营养干预对后代骨骼肌发育的影响机制问题，华南农业大学团队开展母体脯氨酸(Pro)时序补充研究。通过G20-114(妊娠20-114天)长期干预，发现Pro通过STAT3-CCND1轴促进肌原细胞增殖，上调PPARGC1A介导的线粒体生物合成，并特异性增加MyHCI型氧化纤维比例，为生猪生产提供精准营养策略。

　　

在生猪养殖业中，如何通过母体营养干预提升后代肌肉产量和品质一直是研究热点。传统养殖策略多关注妊娠后期营养强化，但越来越多的证据表明，胎儿肌肉发育的关键窗口期可能更早——特别是在初级肌纤维形成阶段。然而，关于特定功能性氨基酸如脯氨酸(Pro)在时序特异性营养干预中的作用机制仍存在巨大知识空白。

华南农业大学动物科学学院的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表的重要研究，首次系统揭示了母体Pro补充时机对仔猪骨骼肌发育的差异化调控规律。这项研究创新性地将妊娠期划分为初级(G20-60)和次级(G60-90)肌纤维形成两个关键阶段，通过设计短期(ST-Pro)和长期(LT-Pro)干预方案，发现早期持续补充0.5% Pro能显著促进仔猪背最长肌(LD)肥大和氧化代谢特征。

研究采用多组学技术联用策略，包括靶向代谢组学(HPLC-MS/MS)分析血清和肌肉氨基酸谱，HE染色量化肌纤维横截面积(CSA)，qPCR检测肌源性调控基因(MYOD1/MYF6)，Western blotting验证STAT3磷酸化水平，以及线粒体功能评估(SDH活性/mtDNA含量)。120头初产母猪被随机分为对照组(CON)、ST-Pro组(G60-114干预)和LT-Pro组(G20-114干预)，最终采集8窝新生仔猪样本进行多维度分析。

关键研究发现

母体繁殖性能与新生仔猪肌肉质量

LT-Pro组使新生仔猪单位体重的LD肌肉质量显著增加41.2%(P<0.05)，而ST-Pro组无统计学差异。这一现象与初级肌纤维形成期的发育可塑性理论相符。

氨基酸代谢特征

代谢组学显示LT-Pro组肌肉中Pro、赖氨酸(Lys)和色氨酸(Trp)分别提升89.7%、38.6%和25.7%(P<0.05)，而支链氨基酸(BCAAs)如亮氨酸(Leu)/异亮氨酸(Ile)显著降低。血清中谷氨酸(Glu)增加30.6%，提示Pro可能通过嘌呤核苷酸循环支持肌原细胞增殖。

LD肌纤维形态学特征

HE染色证实LT-Pro组肌纤维CSA增加45.74%(P<0.05)，单位面积纤维数相应减少，证实Pro促进肌纤维肥大而非增生。

分子机制解析

• STAT3-CCND1轴激活：LT-Pro组p-STAT3蛋白水平提升2.53倍(P<0.01)，伴随细胞周期调控基因CCND1表达上调2.14倍

• 线粒体功能增强：PPARGC1A mRNA表达增加2.01倍，SDH活性提升61.58%(P<0.05)

• 纤维类型转化：MyHCI慢肌纤维蛋白表达显著增加，而快肌纤维MyHCIIb无变化

研究启示与产业价值

该研究确立了G20-114为Pro营养干预的"黄金窗口期"，其三重调控机制——通过STAT3-CCND1促进肌原细胞增殖、PPARGC1A优化线粒体氧化能力、以及选择性诱导慢肌纤维分化，为生猪精准营养提供了理论范式。生产实践中，早期Pro补充策略可同步提升肌肉产量(通过肌纤维肥大)和潜在肉品质(通过氧化型纤维增加)，这对解决我国生猪产业面临的"高产量-低品质"矛盾具有重要应用价值。

未来研究可进一步探索Pro代谢物(如谷氨酸/α-酮戊二酸)的表观遗传调控作用，以及该策略在其他畜禽物种中的普适性。此外，结合多组学技术解析Pro与BCAAs的代谢互作机制，将为设计更高效的氨基酸组合干预方案提供科学依据。