不同牧草影响同卵双胞胎苏尼特羔羊肉品质的分子机制研究

The Sunit is an economically influential local breed of Mongolia sheep, which is well known for its meat. However, quality of mutton has declined seriously after install feeding. Thus, there is now urgent need to understand the molecular mechanisms of this process. In the present studys, we employ transcriptome and proteomics, denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE) and epigenetic technology, (1)Comparing gene expression profiles, protein profiles and fat acids profiles of mutton under different pastures(Ceratoides arborescens, alfalfa)to explore the relationships among these data, and discover molecular mechanism that might be responsible for feeding systems in mutton quality,(2)System analyzing transcriptome and proteomics data to screen candidate genes for the mutton quality.(3)Then, analyzing the methylation level of candidate genes under different feeding system to find the relationship between methylation level and gene expression.(4)By comparing the fat acids profile of lamb muscle and microbial community structure in rumen under different forage to find out the fat acids and microbe which are responsible for flavour in mutton, and then discover the gene pathway and the manner of action under that nutrition control mutton quality. The study lay a theoretical foundation for how to modify the fat acids profile by controlled the nutrition intake, then remove the lamb odor substances to produce high quality mutton.

苏尼特羊是优良的地方蒙古绵羊品种，素以肉质细嫩味道鲜美而闻名。然而舍饲养殖后羊肉品质发生了改变，因此亟待阐明营养物质影响肉品质的分子机制。本研究拟采用转录组学、蛋白组学、DGGE和表观遗传学技术，（1）通过比较驼绒藜和苜蓿两种牧草饲喂条件下双胞胎羔羊肌肉的基因表达谱、蛋白质谱、和脂肪酸谱，探讨三者间的联系，研究不同牧草影响肉品质的分子机制；（2）整合分析基因表达谱和蛋白质谱，筛选营养敏感的、控制肉品质的候选基因；（3）分析候选基因在不同饲料条件下的甲基化效应，发现甲基化谱与其表达量之间的关系；（4）通过比较不同牧草饲养条件下羔羊肌肉中的脂肪酸谱和瘤胃微生物菌群变化，找出对羊肉风味起重要作用的脂肪酸和菌群，进而发现营养物质控制肉品质的基因通路和作用方式。为通过控制肉羊的营养摄入，修饰其脂肪酸谱，去除对羊肉品质不利的物质奠定理论基础。

阐明营养物质影响肉品质的分子机制至关重要。本研究以苏尼特羊为研究对象，采用转录组学、蛋白组学、宏基因组学和代谢组学技术整合研究分析了高纤维类（驼绒藜）和高蛋白类（苜蓿）两种牧草影响双胞胎羔羊肉品质的机制进行了初探，找出对羊肉风味起重要作用的脂肪酸和菌群，进而发现营养物质控制肉品质的基因通路和作用方式。结果显示高蛋白饲料较高纤维饲料对双胞胎羔羊的增重效果明显（P＜0.001），眼肌面积增加。高纤维驼绒藜饲喂处理使羊肉的系水力增加，表现出强的保水性及多汁性，肌肉中的脂肪含量降低。两种饲料对肌肉中蛋白、胶原纤维含量没有明显影响，蛋白双向电泳结果表明背最长肌中肌肉蛋白种类也没有影响。饲料种类显著改变了肌肉的脂肪酸谱。含量最高的3种脂肪酸分别是油酸、棕榈酸、硬脂酯酸，含量达85%以上。饲喂驼绒藜的羔羊肌肉中增加了人体需要的必需脂肪酸（essential fatty acid）亚油酸和花生四烯酸的含量。饲喂驼绒藜的试验羊的瘤胃微生物的种类较饲喂苜蓿的种类丰富。在苜蓿饲喂的试验羊的瘤胃中拟杆菌门与厚壁菌门的比值较驼绒藜组的比值高2.6倍。饲喂驼绒藜的瘤胃中普氏菌的含量较饲喂苜蓿的低，而BS11_gut_group菌在两类瘤胃中的含量与普氏菌相反。两组羔羊肌肉中差异表达的转录本554个注释到的基因有487个，新基因有67个，其中包括各ncRNA。饲喂系统通过表观遗传学调控影响羊肉品质，共发现2025个DMR属于510个基因。.已发表研究论文6篇，其中SCI刊物上发表4篇，在EI上发表1篇，国内核心刊物上发表1篇文章。另有研究结果预期发表SCI论文2篇，培养博士后1名，在读研究生2名，毕业本科生2名。综上，本研究发现高蛋白和高纤维两种饲料影响了瘤胃微生物的菌群结构，经过瘤胃消化后的营养物质（活性物质）可能通过调控肌肉中cAMP代谢通路中基因的甲基化水平而调控糖代谢等代谢途径进而影响羔羊的生产性能及羊肉品质。本研究为通过控制肉羊的营养摄入，修饰其脂肪酸谱，去除对羊肉品质不利的物质奠定理论基础。