中国黄牛杂交牛肌内脂肪沉积关键调节蛋白的表达模式及调控机制

The deposition of intramuscular fat which termed as marbling, could affect beef tenderness, flavor and juiciness, and it's a key factor to determine the eating quality of beef. But the intramuscular fat deposition capabilities vary considerably between individual animals, regulated by various regulatory factors in vivo. Current researches about beef intramuscular fat deposition focus on seeking related genes of intramuscular fat deposition by gene chip, or the relationship between the beef intramuscular fat deposition and the polymorphisms of MC4R, even or relationship between vascular endothelial growth factor expression patterns and intramuscular fat deposition capability. However, the direct regulation of intramuscular fat deposition is some multiple regulatory factors in muscle or blood. The purpose of this study is to determine key protein which regulate intramuscular fat deposition, and to suvey the relationship between the genic polymorphisms of key proteins and intramuscular fat deposition capability, and beef eating quality by using 2-DE, PCR-RFLP/SSCP and Western blotting technique. The information generated from this research will explain the mechanisms of deposition and the regulation of intramuscular fat of Chinese Yellow Cattle Crossbred bulls. And In the practical sense, it will provide a theoretical basis for predicting intramuscular fat deposition ability of individual animals more accurately, and conserve resources while improve beef quality in China.

肌内脂肪沉积形成的大理石花纹影响牛肉的嫩度、风味和多汁性，是牛肉食用品质的重要决定因素。动物个体间的肌内脂肪沉积能力存在很大差异，受体内多种调控因子的调节。目前，有关肉牛肌内脂肪沉积的研究主要集中在通过基因芯片探寻与肌内脂肪沉积相关的基因、MC4R等多态性与肌内脂肪沉积的关系、血管生成因子等表达模式与肌内脂肪沉积能力的关系等。然而直接调控肌内脂肪沉积的是肌肉或血液内的多种调控因子，因此本研究旨在通过2-DE、PCR-RFLP/SSCP、Western blotting等技术，确定调控肌内脂肪沉积的关键调节蛋白，并研究关键调节蛋白的表达模式和基因多态性与肌内脂肪沉积能力的关系，及其与食用品质之间的关系。从蛋白质组学、基因组学的角度阐述中国黄牛杂交牛肌内脂肪沉积和调控的机理，从而准确预测动物个体的肌内脂肪沉积能力，为提高我国牛肉的品质、节约资源提供理论基础。

近年来，高档育肥牛肉备受消费者青睐，具有非常高的经济价值。但经过相同方法育肥的肉牛屠宰后生产的牛肉的肌内脂肪含量差异巨大，低肌内脂肪含量的肉牛造成了大量的人力物力浪费。因此，明确肉牛肌内脂肪沉积的机理，对高档牛肉产业的发展具有重要意义。. 本研究分析了同期高能集中育肥肉牛的生产性能，并测定屠宰分割后背最长肌肌内脂肪含量，根据脂肪含量将肉牛分为高肌内脂肪组（HF）和低肌内脂肪组（LF），检测并分析了两组肉牛的生产性能及其牛肉的理化和品质指标。通过差异蛋白质组明确了不同肌内脂肪沉积能力肉牛的关键调控蛋白，并通过全基因组重测序确定了与肉牛肌内脂肪沉积相关的基因，最终通过生物信息学分析明确了肌内脂肪沉积调控机制。. 研究结果表明： HF组牛肉的肌内脂肪含量显著高于LF，HF组牛肉的水分含量显著低于LF组。两组间活体重、屠宰率、标准化后背部脂肪厚度、宰后24h胴体温度及pH值、蒸煮损失、剪切力以及肉色品质没有显著差异。. 使用iTraq分析了HF和LF两组样品，两组间检测到28个差异蛋白 (差异倍数 ≥1.5，P≤0.01，FDR≤0.01，confident peptides≥1)，其中17个下调，11个上调。差异蛋白涉及6个分子功能和16个生物学过程，通过影响MAPK通路和胰岛素通路改变肌内脂肪沉积能力，高肌内脂肪组肉牛肌肉具有较高的氧化能力，能量利用率高有利于脂肪沉积。. 通过基因组重测序对两组样品进行分析，在全基因组范围内对与肌内脂肪沉积相关的基因进行筛选，最终得到26个基因。对这26个基因分别进行了注释，生物信息学分析表明：与关能量代谢和消化吸收的基因在肉牛肌内脂肪沉积中起重要作用。. 基因组重测序鉴定出的差异基因并没有与差异蛋白质重合，但基因重测序鉴定的差异基因在组成部位、分子功能及生物学途径上近乎覆盖了差异蛋白质的所有功能。这即证明了基因对肉牛肌内脂肪沉积的决定作用，也证明了肉牛生长过程中蛋白质表达对肌内脂肪沉积的调控作用。