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品种、体重与营养对猪背最长肌肌纤维类型的影响

时间:2012-02-16 09:14:13  来源:  作者:杨飞云
杨飞云,黄金秀,刘作华,江 山,肖 融,叶 婷,罗 敏
(千赢国际,重庆402460)
 
 要:选用荣昌(RC)猪和杜×长×大(DLY)杂交猪为试验动物,采用相对定量RT-PCR测定10~120 kg体重时背最长肌中I、2a、2x和2b 4种MyHC的基因表达,以探讨猪背最长肌纤维类型的发育性变化,并分析品种及营养影响特点。结果表明:(1)2个品种的背最长肌纤维类型的发育性规律较为一致,从10 ~ 20 kg,肌纤维类型的百分组成发生显著变化,MyHC I和2x型纤维比例显著降低,而2b型纤维比例显著提高;(2)背最长肌纤维类型的百分组成在10 ~ 50 kg阶段未见品种间显著差异,但在80 kg,RC猪的MyHC 2b型纤维比例显著低于DLY,而2a型纤维比例则正好相反;(3)饲粮营养水平对2个品种猪背最长肌纤维类型的百分组成均无显著影响。以上结果提示,2个品种的背最长肌纤维类型的发育性规律较为一致,但肌纤维类型的组成存在差异,主要表现在80 kg,RC猪的MyHC 2b型纤维比例显著低于DLY猪,可能与其优良肉质相关。
关键词: 猪;背最长肌;MyHC I;MyHC 2a;MyHC 2b;MyHC 2x  
Effects of breed ,body weight and nutrtion on myofiber types in
longissimus dorsi muscle of pigs
YANG Fei-yun,HUANG Jin-xiu,LIU Zuo-hua,JIANG Shan,
XIAO Rong,YE Ting,LUO Min
Chongqing Academy of Animal Sciences, Chongqing402460,China
Abstract: The experiment was conducted to study the developmental changes of myofiber types in longissimus dorsi (LD) muscle of Rongchang (RC) and DLY pigs under different nutrient condition, by determining the ratios of mRNA abundance of four isoforms of myosin heavy chain (MyHC I, 2a, 2b and 2x) with semi-quantitative RT-PCR. The results showed that: (1) The developmental changes of myofiber types in LD muscle of RC pigs were similar with those of DLY pigs. From 10 kg to 20 kg BW, the composition of myofibers changed dramatically, while the MyHC I and 2x fibers decreased significantly, MyHC 2a fiber increased ramarkably. (2) There was no differences in the proportion of four myofiber types in LD muscle during 10 ~ 50 kg BW between both strains, but at 80 kg BW, the proportion of MyHC 2b fiber in RC pigs was significantly lower compared with DLY pigs, and that of MyHC 2a fiber was the opposite. (3) The composition of myofibers in LD muscle of both strains was not significantly influenced by dietary nutritional levels. The results suggested that the developmental changes of myofiber types in LD muscle were similar between RC and DLY pigs, but the composition of myofiber types in LD muscle varied in strain. The strain difference appeared at 80 kg, and RC pigs showed significantly higher proportion of MyHC 2a fibre, which might correspond to their better meat quality.
Key words: Pig; Longissimus dorsi muscle; MyHC I; MyHC 2a; MyHC 2b; MyHC 2x 
 
肌肉由基本单位肌细胞(或肌纤维)组成,是家畜胴体中最主要的组成部分,其特性与胴体的经济性状密切相关。骨骼肌功能上的差异,主要是由于收缩蛋白和代谢蛋白的多样性造成的。传统的研究主要采用肌球蛋白ATPase或琥珀酸脱氢酶染色等组织化学法将肌纤维分为4种类型,即慢速氧化型肌纤维(Ⅰ型)、快速氧化型(ⅡA型)、快速酵解型(ⅡB型)和中间型肌纤维(ⅡX型)。这些方法对研究单个肌纤维的生化状态发挥了重要作用,但无法准确定义肌纤维的类型,且不同染色方法得出的结论也不尽相同[1,2]。肌球蛋白作为骨骼肌主要收缩蛋白,是一个由高度保守的多基因编码、含有多种同功蛋白的家族,其分子由2个肌球蛋白重链(Myosin heavy chain,MyHC)和2对具有ATPase活性的肌球蛋白轻链组成。不同类型的肌纤维特异性地表达各自特殊类型的MyHC,而不同的肌球蛋白重链均有相应的基因编码[3],故通过检测各种特异MyHC基因表达的相对丰度,可对肌肉进行肌纤维分型。这种建立在MyHC表达基础上的分子分型法与以往的组织化学法相比更为准确、可靠[4]
迄今,人们在猪的骨骼肌上共发现8种MyHC异构体,但生长猪的骨骼肌仅表达4种MyHC:Ⅰ、2a、2b和2x型,其收缩速度依次增加[5,6]。正常生理状态下,4种MyHC肌纤维的相互转化顺序为Ⅰ↔2a↔2x↔2b。荣昌(Rongchang,RC)猪是我国优良的地方猪种,肉质良好但生长速度慢、脂肪含量高。杜×长×大(Duroc×Landrace×Yorkshire,DLY)杂交猪是世界著名的肉用猪种,具有生长速度快和瘦肉率高等特点,但肉质欠佳。这2个品种猪的不同生长阶段肌纤维类型组成的差异及营养影响情况,至今尚未见国内外报道。本试验以RC和DLY猪为试验动物,采用相对定量RT-PCR法,研究不同品种、不同营养水平下背最长肌中I、2a、2b和2x 4种MyHC mRNA在10~120kg阶段的表达变化,以探讨RC和DLY猪背最长肌肌纤维类型的发育规律,并分析品种及营养影响特点,为深入认识肌纤维类型与肉质关系提供试验依据。
1 材料与方法
1.1 动物与饲粮
选择日龄相近、体重约8 kg、健康去势的RC和DLY猪96头公猪预试。至10 kg左右体重时,每个品种选取90头,其中6头在试验当天屠宰,其余猪只按体重随机分为2个营养处理组。其中,RC猪按荣昌猪饲养标准(GB 7223-1987)和中国瘦肉型猪饲养标准(GB 8471-87)饲养,而DLY猪按荣昌猪饲养标准和NRC(1998)标准饲养。每组6个重复,每个重复7头。参照试验处理安排,分别配制10~20、20~50、50~80及80~120 kg四个阶段的玉米-豆粕型饲粮(见表1)。分别于20、35、50、80和120 kg(RC猪100 kg)体重时,每个重复各屠宰1头。宰后迅速在胸腰结合处取背最长肌组织样,置液氮速冻,-70℃保存。
1.2 主要试剂及仪器
反转录酶(M-MLV)、DNA聚合酶(Taq)、RNA酶抑制剂(RNase inhibitor)、RNA提取试剂(RNAiso Reagent)和聚丙烯酰胺均购自日本Takara公司;PCR仪为德国Biometra Tgradient;电泳凝胶成像系统为Bio-Rad Gel Doc 2000。  
1 不同阶段的饲粮组成
Table 1 Composition of the basal diet for pigs of different periods   %
原料
Ingredient
10~20 kg
20~50 kg
50~80 kg
80~120 kg
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
玉米Corn
70.00
59.00
56.00
62.00
60.00
60.20
62.54
61.34
60.50
64.30
64.00
64.89
小麦麸Wheat bran
5.53
11.56
4.18
19.73
18.95
6.53
25.00
23.00
14.00
28.40
25.49
16.33
豆粕Soybean meal
16.90
21.00
30.10
15.50
18.00
26.50
10.00
13.00
19.00
4.80
8.00
12.50
植物油Soybean oil
1.30
2.20
3.30
0.00
0.00
3.65
0.00
0.00
3.80
0.00
0.00
3.80
鱼粉Fish meal
3.00
3.00
3.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1.00
1.05
1.03
石粉Limestone
0.65
0.60
0.80
1.04
1.09
1.00
1.00
1.03
0.95
0.00
0.00
0.05
磷酸氢钙Calcium hydrogen phosphate
0.76
0.76
0.62
0.39
0.52
0.60
0.12
0.22
0.30
0.30
0.30
0.30
食盐Salt
0.30
0.30
0.30
0.30
0.30
0.30
0.30
0.30
0.30
0.13
0.09
0.04
赖氨酸Lysine
0.00
0.00
0.05
0.00
0.06
0.08
0.01
0.04
0.05
0.00
0.00
0.00
苏氨酸Threonine
0.06
0.08
0.15
0.04
0.08
0.14
0.03
0.07
0.10
0.07
0.07
0.06
益生素Probiotic
0.50
0.50
0.50
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
预混料Premix b
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
合计Total
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
营养水平 Nutrient level
 
 
 
 
 
 
 
 
消化能DE/(MJ/kg)
13.8
13.8
14.2
13.0
13.0
14.2
13.0
13.0
14.2
13.0
13.0
14.2
CP/DE /(g/MJ)
11.25
12.98
14.42
11.57
12.64
13.85
10.80
11.86
12.53
9.21
10.29
9.45
Lys/DE /(g/MJ)
0.51
0.57
0.71
0.43
0.51
0.58
0.35
0.42
0.47
0.35
0.37
0.37
粗蛋白Crude protein c
15.5
17.9
20.5
15.0
16.4
19.9
14.0
15.4
17.8
11.9
13.4
13.4
钙Calcium c
0.66
0.66
0.78
0.55
0.60
0.60
0.47
0.50
0.56
0.48
0.55
0.52
有效磷Available phosphorus
0.33
0.34
0.32
0.21
0.23
0.23
0.17
0.19
0.19
0.15
0.15
0.15
赖氨酸Lysine
0.70
0.79
1.01
0.56
0.66
0.83
0.46
0.55
0.66
0.45
0.48
0.52
蛋氨酸Methionine
0.27
0.29
0.33
0.22
0.24
0.27
0.20
0.22
0.23
0.18
0.19
0.21
蛋+胱氨酸Methionine+Cystine
0.54
0.57
0.64
0.49
0.51
0.56
0.44
0.47
0.50
0.40
0.43
0.45
苏氨酸Threonine
0.44
0.49
0.63
0.35
0.41
0.52
0.30
0.36
0.43
0.30
0.32
0.34
色氨酸Tryptophan
0.13
0.15
0.18
0.12
0.12
0.15
0.10
0.11
0.13
0.09
0.09
0.10

a1—GB 7223-1987, 2—GB 8471-87, 3—NRC(1998);b每千克饲粮中添加Provided per kilogram of diet 10~20kg: Cu (CuSO4•5H2O) 5 mg, Fe (FeSO4•7H2O) 80 mg, Zn (ZnSO4•7H2O) 80 mg, Mn (MnSO4•H2O) 3 mg, Se (Na2SeO3) 0.25 mg, I (KI) 0.14 mg, VA 1750 IU, VD3 200 IU, VE 11 IU, VK3 0.5 mg, Niacin 20 mg, Pantothenic acid 9 mg, Folic acid 0.3 mg, VB1 1 mg, VB2 3 mg, VB6 1.5 mg, VB12 15 μg, Biotin 0.05 mg, Choline chloride 0.6 g;20~50kg: Cu (CuSO4•5H2O) 4 mg, Fe (FeSO4•7H2O) 60 mg, Zn (ZnSO4•7H2O) 60 mg, Mn (MnSO4•H2O) 2 mg, Se (Na2SeO3) 0.15 mg, I (KI) 0.14 mg, VA 1300 IU, VD3 150 IU, VE 11 IU, VK3 0.5 mg, Niacin 16 mg, Pantothenic acid 8 mg, Folic acid 0.3 mg, VB1 1 mg, VB2 2.5 mg, VB6 1 mg, VB12 10 μg, Biotin 0.05 mg, Choline chloride 0.6 g;50~80kg: Cu (CuSO4•5H2O) 3.5 mg, Fe (FeSO4•7H2O) 50 mg, Zn (ZnSO4•7H2O) 50 mg, Mn (MnSO4•H2O) 2 mg, Se (Na2SeO3) 0.15 mg, I (KI) 0.14mg, VA 1300 IU, VD3 150 IU, VE 11 IU, VK3 0.5 mg, Niacin 11 mg, Pantothenic acid 7 mg, Folic acid 0.3 mg, VB1 1 mg, VB2 2 mg, VB6 1 mg, VB12 5 μg, Biotin 0.05 mg, Choline chloride 0.6 g;80~120kg: Cu (CuSO4•5H2O) 3 mg, Fe (FeSO4•7H2O) 40 mg, Zn (ZnSO4•7H2O) 50 mg, Mn (MnSO4•H2O) 2 mg, Se (Na2SeO3) 0.15 mg, I (KI) 0.14 mg, VA 1300 IU, VD3 150 IU, VE 11 IU, VK3 0.5mg, Niacin 11 mg, Pantothenic acid 7 mg, Folic acid 0.3 mg, VB1 1 mg, VB2 2 mg, VB6 1 mg, VB12 5 μg, Biotin 0.05 mg, Choline chloride 0.6 g;c实测值Analyzed composition

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