猪肉鲜味受日粮肌苷酸调控的动态转录组表达谱整合与分子网络构建

目前，"肉质鲜美"已成为消费者在猪肉"绿色健康"前提下提出的进一步要求，这就促使我们有必要从"分子营养学"的角度去进行相关的研究，国内外多针对mRNA或miRNA某一方面进行单独研究，而缺少对两者的整合分析，基于此，本项目运用整合动态转录组学的研究策略，对猪肉鲜味受日粮肌苷酸调控的动态转录组表达谱进行整合分析与分子网络构建，在筛选出日粮中添加外源肌苷酸调控猪肌肉鲜味性状的最佳添加量的基础上，拟采用猪全基因组表达谱芯片和哺乳动物miRNA芯片检测技术，从"横向"角度筛选不同时间点日粮肌苷酸的最佳添加量处理组与正常配对组间的差异基因，从"纵向"角度筛选最佳添加量处理组不同演进时间点之间差异基因和miRNA，并结合生物信息学方法和网络生物学的理论对这些芯片动态转录组数据进行全面的数据挖掘、数据整合和分子网络构建。此方面的研究是国内外研究的拓展和延伸，将会丰富猪肉鲜味受营养调控的分子理论基础。

本研究将消费者普遍关心的猪肉鲜味性状作为研究题材，对不同阶段该性状受日粮肌苷酸调控过程中涉及到的多基因、多通路的变化及其相互作用关系进行研究，系统地揭示了该性状发生发展的动态变化本质。本研究建立和优化了生鲜猪肉鲜度指标评定标准，筛选出了日粮肌苷酸对该性状影响的最佳添加量为0.3%，在此基础上研制出了一种提高猪肉质鲜味的猪饲料，并获得了国家发明专利授权（专利号：CN201310207908.5）。miRNA作为转录后调控分子，在该性状发生、进展过程中扮演着重要角色。本研究结合猪Agilent全基因组表达谱芯片和Illumina高通量测序平台的microRNA测序技术2种检测方法，一方面对不同阶段日粮肌苷酸添加组与正常配对组样本进行了差异基因分析，得到了3组与肉质有关的显著性GO和 Pathway分类，以及相关基因，通路分析多涉及脂肪细胞因子信号途径，脂肪酸生物合成和代谢，不饱和脂肪酸合成等与肉质发生有关的信号通路。另一方面按照该性状演进的时间序列分析了多分组差异基因和miRNA的差异表达谱，结果显示所有差异表达基因有3种具有相对明显生物学意义的动态变化模式，通路分析多涉及脂肪酸代谢，甘氨酸，丝氨酸和苏氨酸代谢，肌醇磷酸盐代谢等与肉质发生有关的信号通路。综合采用生物信息学方法和网络生物学理论系统描述和分析了转录水平的miRNA-mRNA的基因调控关系，miRNA/mRNA的整合对接得到了受miRNA调节的差异mRNA，通路分析多涉及甘氨酸，丝氨酸和苏氨酸代谢，不饱和脂肪酸合成，肌醇磷酸盐代谢，味觉转导，磷脂酰肌醇信号途径等与肉质发生有关的信号通路。负相关分析得到共计13个miRNA和16个相关的基因，实时定量PCR结果也验证了这种负性调节。以上结果将会丰富猪肉鲜味受营养调控的分子理论基础，对于阐明该性状受日粮肌苷酸调控动态转录组学变化规律具有重要的理论价值和现实意义。