线粒体基因与抗氧化机制在慢生长鸡十二指肠中的表达差异及其对饲料效率的影响

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Poultry Science 4.2

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  研究人员针对慢生长鸡饲料效率(FE)低下的问题,开展了十二指肠线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)基因表达与氧化应激机制的研究。通过对比高/低剩余采食量(RFI)的科拉特鸡(KRC),发现高RFI组线粒体OXPHOS基因(COX1-3、ND2/5等)显著上调,伴随活性氧(ROS)升高和抗氧化酶(CAT/SOD/GSH-Px)活性增强。该研究首次揭示慢生长鸡饲料效率差异与线粒体能量代谢和氧化平衡的关联,为育种策略提供新靶点。

  

在追求高效畜牧生产的背景下,慢生长鸡因其独特的肉质风味受到市场青睐,但较低的饲料效率(FE)导致养殖成本居高不下。科拉特鸡(KRC)作为泰国特色慢生长品种,其2.3的饲料转化率(FCR)显著高于商业肉鸡,严重制约产业竞争力。传统育种策略在改善FE时往往难以兼顾肉质特性,而现有研究多聚焦快大型肉鸡,对慢生长品种能量代谢的分子机制知之甚少。更关键的是,作为营养吸收核心器官的十二指肠,其线粒体功能与氧化应激如何影响FE,至今仍是未解之谜。

Suranaree University of Technology(泰国素叻他尼科技大学)的研究团队在《Poultry Science》发表的重要研究,首次揭示了慢生长KRC十二指肠线粒体OXPHOS基因表达谱与抗氧化机制的差异。研究人员通过精准筛选高/低剩余采食量(RFI)个体(LRFI组-197.8±12.1g vs HRFI组200.8±15.1g),采用实时荧光定量PCR、线粒体ROS荧光检测、抗氧化酶活性测定等技术,结合主成分分析(PCA)整合表型与分子数据。

主要研究结果

表型特征:LRFI组在维持相同体重增长(1,355.1±21.0g)前提下,饲料摄入量(3,038.7±43.4g)显著低于HRFI组(3,438.3±40.4g),证实RFI可作为独立于生长性能的FE评价指标。

线粒体氧化应激:HRFI组ROS产生量(49.3±4.3%)较LRFI组(29.2±4.4%)显著增加,荧光显微镜下绿色荧光区域扩大,提示电子传递链(ETC)电子泄漏更严重。

抗氧化酶活性:HRFI组三大抗氧化酶活性全面升高,其中过氧化氢酶(CAT)(5.37±0.26 U/mg)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)(49.41±7.49 U/mg)差异极显著,超氧化物歧化酶(SOD)(104.21±7.91 U/mg)亦显著提升,形成与ROS水平相匹配的防御体系。

线粒体基因表达:HRFI组8个OXPHOS基因表达上调,涉及复合体I(ND2/5)、III(CYTB)、IV(COX1-3)和V(ATP6/8),其中ATP6/8基因可能通过调节质子通道影响ATP合成效率。

PCA分析:PC1(47%方差)清晰区分两组,OXPHOS基因簇与HRFI表型强相关,而总抗氧化能力(TAC)和丙二醛(MDA)未现差异,提示HRFI鸡通过能量代谢重编程应对氧化压力。

这项研究开创性地构建了慢生长鸡FE差异的"线粒体-氧化应激"调控模型:HRFI个体通过上调OXPHOS基因表达提升能量代谢,但伴随ETC电子泄漏导致ROS累积,进而激活CAT/SOD/GSH-Px等抗氧化防御系统。这种代谢补偿机制虽然维持了细胞氧化还原平衡,却以更高的能量消耗为代价,最终表现为饲料效率降低。研究为慢生长鸡育种提供了OXPHOS基因和抗氧化通路的关键靶点,突破传统仅关注生长速度的选育思路。未来通过多组学联合分析ETC复合体组装效率与ROS产生的精确关系,或将开辟精准营养干预新途径。

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