初级肌纤维形成时间对猪瘦肉量的影响及其调控机制

At present, lean mass ratio was still the most important factor to determine commercial pig price. Myofibers particularly primary myofiber numbers was the most important factor effect lean mass. Through histomorphology, we found that Lantang pigs formed primary myofiber sooner than Landrace. combine with myogenesis research progress, we hypothesised that myoblast proliferation will last more time, and differentiate to primary myofibers later in Landrace than lantang pigs. Consequently, it will yield more myoblasts and more primary myofibers, which influence lean mass. To prove this idea, we focus on the time point of primary myofibre formation in miniature pigs. We plan to add research time point and through MyHC immunohistochemical staining to confirm the relationship between primary myofiber formation time and lean mass. Moreover, we are going to perfome transcriptome sequencing, differentially expressed genes analysis, signal pathway construstion and verification, key Pilot Factor DNA sequence comparison to investigate myogenesis in pigs (14 dpc to 49 dpc)different in lean mass. Our purpose is to determine the molecular regulation mechanism about the different formation time of the primary myofibers, and also to establish the formation time of primary myofibers as a new target in breeding to improve pork mass to provide adequate scientific and theoretical basis.

当前瘦肉率仍然是决定生猪价格的最重要指标，而肌纤维数目尤其是初级肌纤维数目是影响瘦肉量的重要因素。前期通过组织形态学研究发现，初级肌纤维在瘦肉量低的蓝塘猪出现的时间要早于瘦肉量高的长白猪。结合肌生成研究进展，我们提出：长白猪成肌细胞增殖时间长，分化形成初级肌纤维的时间相对较晚，以致有更多的成肌细胞产生，从而分化形成初级纤维多，瘦肉量也多，而蓝塘猪则相反。为证实这一假设，本项目拟增加研究瘦肉量更少的小型猪初级肌纤维形成时间，并通过肌管标志蛋白MyHC进行免疫组化进一步证实初级肌纤维形成的时间与瘦肉量的关系，在此基础上对瘦肉量不同猪种的成肌过程（胚胎14天至胚胎49天）采用基因表达谱测序、差异表达基因分析、调控通路构建与验证、关键先导因子DNA序列比较等方法进行研究，旨在阐明初级肌纤维形成时间差异的分子调控机制，为确立初级肌纤维形成时间作为提高生猪瘦肉量新靶标提供充分的科学理论依据。

猪初级肌纤维数目决定了胚胎期总肌纤维数目，进而影响出生后的产肉量。利用可诱导的成肌特异表达LacZ小鼠模型发现背最长肌、腓肠肌以及股直肌纤维数量在出生前就已决定，因此，胚胎期是研究产肉量的重点。在对产肉量由多到少的长白、蓝塘、五指山猪胚胎早期18-42天的研究中，我们通过形态学分析发现产肉量越少的猪，初级肌纤维出现的时间越早。利用转录组测序发现成肌重要因子myoD1、myf5等在产肉量少的猪当中表达较早，据此我们推测：myoD1基因表达越早，最终分化产生的肌纤维数目越少。为此研究组在C2C12细胞中过表达MYOD1基因，发现MYOD1表达的越早，增殖培养基中成肌细胞数量越少，成肌细胞越少，肌纤维数量也越少。蛋白组测序、基因组DNA甲基化测序以及WB实验结果表明，表观修饰可能是造成不同猪种成肌分化基因差异表达的重要因素。同时我们也在转录组测序数据中筛选出诸如CEP2，Palmd，HMGB2，MTMR7等在胚胎发育早期或品种间有显著差异表达的基因，并在细胞分化以及肌肉再生实验中得到功能验证。尤其是HMGB2，属于影响成肌分化的染色质层面的上游调控基因，我们对该基因进行了深入的研究，搞清了它对肌细胞增殖与分化的具体调控机制，这为今后通过该基因控制动物肌纤维数量并进而影响产肉量提供了分子靶标。