孵化中期至生长早期鸡肌内脂肪沉积及其蛋白质组研究

As one of the most important factors influencing meat quality, intramuscular fat (IMF) has been one focus in the high-quality chicken research area. Promoting IMF deposition / adipogenesis at the early developmental stages could increase IMF deposition in chiken at market ages. However, up to now, our understanding of lipid deposition at these early stages and the molecular regulatory mechanisms underlying are limited. In this study, proteomic analyses will be performed with local Beijing You chicken by iTRAQ technique (Isobaric tags for relative and absolute quantitation). Protein expression profiles of breast muscle (IMF included) sampled at different early developmental stages (mid-hatching to early growth period) will be determined. Based on the results of lipid trait measurements and protein profiles, key proteins and molecular pathways involved in IMF deposition in chicken breast will be identified. One or two key proteins selected will be validated further and the regulatory mechanism underlying will be explored by gene suppression or overexpression techniques with target cell lines. Implementation of this study will improve our understanding of molecular mechanisms for IMF deposition and facilitate the technological development of marker assistant selection in chicken breeding.

肌内脂肪（IMF）含量是影响肉品质的最重要因素之一，对其沉积规律及分子机制的探索一直是优质肉鸡研究的热点。IMF在孵化中期至生长早期的沉积，对后期鸡肉IMF含量具有重要影响，但是对这一时期IMF沉积及分子机制的研究还未见报道。本研究将以优质地方鸡种北京油鸡为素材，以孵化中期至生长早期不同日龄为重要节点，利用最新的蛋白质组定量技术（iTRAQ），获得胸肌（含肌内脂肪）的蛋白质表达谱。在分析IMF早期沉积规律的基础上，利用差异蛋白表达谱分析及功能蛋白筛选技术，获得调控IMF早期沉积的关键功能蛋白及信号通路。并对1-2个核心蛋白因子进行深入的功能鉴定和作用机制的研究。本项目的实施将为鸡IMF沉积分子机制的阐明和相关分子育种技术的研发奠定重要的基础。

本研究以慢速型北京油鸡和快大型科宝肉鸡为试验素材，通过测定12胚龄、17胚龄、1日龄和14日龄胸肌重和组织特性，研究鸡发育早期胸肌发育及肌内脂肪沉积规律。利用同位素标记相对和绝对定量（iTRAQ）技术对各时间点胸肌组织蛋白表达情况进行分析和Western杂交验证，探讨胚胎期至生长早期鸡胸肌发育和肌内脂肪沉积调控分子机制。主要结果如下：. 1、鸡发育早期胸肌发育及肌内脂肪沉积规律。鸡胸肌重和体重随日龄的增加而显著增加（P<0.01）。胸肌肌纤维直径和横截面积随日龄的增加极显著增加（P<0.01）。1日龄至14日龄，肌纤维密度极显著减小（P<0.01）。12胚龄至17胚龄和1日龄至14日龄这两个阶段为胸肌发育快速时期，北京油鸡胸肌增重分别为1.8和14.5倍，科宝肉鸡胸肌增重分别为5.5和35.9倍；1日龄至14日龄，肌纤维直径快速增加，北京油鸡增加3倍，科宝肉鸡增加5.7倍。胸肌组织切片油红O染色结果表明，17胚龄至1日龄是肌内脂肪沉积的最主要时期。. 2、胚胎期至生长早期鸡胸肌蛋白质组研究。利用iTRAQ技术研究北京油鸡胸肌蛋白质表达谱共获得2585个蛋白，差异蛋白263个；科宝肉鸡共获得2353个蛋白，差异蛋白248个；数量相近，但其中约40%的蛋白种类不同。GO和KEGG分析发现：差异蛋白12胚龄至17胚龄主要显著富集与细胞分化相关信号通路；17胚龄至1日龄主要显著富集与能量代谢和核苷酸代谢相关信号通路；1日龄至14日龄主要显著富集与能量代谢相关信号通路。. 3、胚胎期至生长早期胸肌发育及肌内脂肪沉积调控分子机制研究。ECM受体互作、焦点粘连、肥大型心肌病可能是胚胎期胸肌发育的重要信号通路。初步确定ACTN2、COL3A1、COL6A1、LAMA4、DES等可能是胚胎期肌肉发育的关键蛋白。磷酸戊糖途径、和糖酵解或糖质异生等通路可能是生长早期胸肌发育的重要信号通路。初步确定HDAC2、AHCY、FBP、GAPDH、GPI等可能是生长早期肌肉发育的关键蛋白。脂肪酸降解、代谢及延伸和PPAR信号通路可能是肌内脂肪沉积的重要信号通路。初步确定ACADL，APOA1，HADHA和HADHB可能是发育早期肌内脂肪沉积的关键蛋白。对HDAC2进行细胞水平功能验证表明，HDAC2基因主要通过正向调节肌细胞分化进而促进组织肌细胞数量