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综述:肉类表型组学:贯穿全产业链的新兴交叉领域
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月22日 来源:Meat Science 5.7
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这篇前瞻性综述创新性提出"肉类表型组学"概念,系统阐述了从肌肉发育(myogenesis)到肉质特性(如嫩度、持水性WHC、肌内脂肪IMF)的遗传调控网络,揭示了PRKAG3R200Q等关键基因变异如何通过代谢通路影响肉品质(如PSE肉),为消费导向的分子育种和精准畜牧提供了理论框架。
肉类的生物学奥秘:从基因到餐桌的品质之旅
Abstract
动物肌肉与结缔组织的生物学特性由遗传和环境因素共同塑造,这些可测量的物理、化学和生物学特征正是决定肉品食用品质的关键要素。随着畜牧生产从数量型向质量型转变,整合具有明确生物学基础的高通量、多维肉质参数,将为消费导向的分子育种和精准饲养研究提供理想靶标。本文提出的"肉类表型组学"新概念,正是指代这套具有明确遗传基础的定量指标体系。
Introduction
肉类作为连接畜牧业与食品工业的桥梁,在两个领域却面临着迥异的研究目标。动物科学家致力于探索肌肉发育的生物学机制,通过育种技术提高肉类产量;而食品科学家更关注肉品安全与食用品质。有趣的是,动物生长、屠宰应激和宰后生理变化其实遵循相同的分子生物学原理。以PRKAG3R200Q基因突变(在某些变体中记为R250Q)为例,该突变会导致猪骨骼肌糖原异常积累,产生苍白松软渗出肉(PSE),即著名的RN-表型。
Meat phenomics: external and internal phenotypes
肉类的表型特征可分为外在表现和内在分子特征两大维度。外在表型包括肉色、嫩度等可直接感知的指标;内在表型则涉及肌红蛋白、脂肪酸组成等分子层面的质与量。值得注意的是,这些性状并非孤立存在——肌纤维类型和肌内脂肪(IMF)含量会影响表观嫩度和风味。其背后的生物学基础,正是基因序列变异通过激素水平、代谢调控和细胞分化等途径产生的级联效应。
Skeletal myogenesis
肌肉生成(myogenesis)是肌原细胞形成肌肉组织的过程。遗传多态性通过改变基因表达和蛋白质修饰,显著影响肌肉量、组织结构及肌纤维类型。胚胎期与出生后的肌生成虽存在差异,但都经历干细胞增殖→肌原细胞分化→肌管融合→肌纤维成熟的动态过程。这一过程的分子调控网络直接决定了肉品的终极品质。
High throughput phenotype acquisition
现代肉品科学研究已突破传统理化检测的局限。基于高分辨率质谱和工业级图像计算的高通量表型技术正在快速发展,使得同时捕获多层次肉质特征成为可能。这些技术进步为建立基因型-表型关联图谱提供了强大工具。
Prospective
从基因变异到表型变化的完整机制仍存在大量未知领域,这对分子育种提出了挑战。而表型组学提供了绝佳的正向遗传学研究视角,通过系统解析生物体多样化的表型特征,能更全面地理解基因功能及基因-环境互作。类似研究在植物科学领域已取得显著成功,为肉类科学的发展提供了宝贵借鉴。
这项跨学科研究架起了基础生物学与食品应用的桥梁,通过阐明肉质性状的遗传基础,不仅为精准畜牧业指明方向,也为食品工业的品质调控提供了分子靶点。随着畜禽遗传资源和样本库的不断丰富,更多基因结构和变异的功能将被揭示,最终实现"从农场到餐桌"的全链条品质提升。
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