肌苷酸合成酶系相关基因在母体肌苷酸调控中的作用机理

It is one of the hottest topics in recent years to improve flavor quality by increasing IMP content in chicken meat, because of the inosine monophosphate (IMP) is an important flavor substance in poultry meat. Maternal nutrition can exert a long term effect on the offspring, so increasing IMP content in chicken meat by maternal nutrional regulation for flavor quality in offspring becomes an attractive choice and may have economic significance to poultry industry. In this study, we will use Xue Shan chicken as the experimental model animal, and plan to supplement IMP into broiler breeders' diets in order to study the mechanism of maternal inosinic acid improves the flavor quality in broiler meat of offspring. We will propose to measure the contents of IMP by high performance liquid chromatography （HPLC) method in eggs, embryos, broilers and chickens. Meanwhile, real-time PCR and western blot techniques will be utilized to investigate the mRNA expression levels of genes related to inosinic acid syntheses and their protein expression in different tissues of chicken, and to identify the effect of maternal IMP on the genes related to inosinic acid syntheses. We will then use polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism (PCR-SSCP) techniques to check the single nucleotide polymorphisms (SNPs) of genes associated with inosinic acid synthesis, and analyze their relationship with the deposition of IMP. The results obtained could clarify the mechanism that maternal inosinic acid improves the flavor quality of offspring, we will also provide the basis to understand in depth the mechanism of flavor formation in chicken meat, and provide a new technique and theoretical basis for improving the flavor quality in chicken meat.

肌苷酸是鸡肉中重要的鲜味物质，通过提高肌肉肌苷酸含量而改善鸡肉风味已成为当前研究热点，母体营养状况可以对子代产生远期影响，因此通过母体营养调控提高鸡肉肌苷酸含量对子代鸡肉风味的改善具有重要意义。本项目以雪山草鸡为研究对象，在种鸡日粮中外源添加肌苷酸，研究母源性肌苷酸改善后代鸡肉鲜味的作用机理。本项目拟采用HPLC方法检测种蛋及胚胎、0日龄雏鸡及成龄肉仔鸡肌肉组织中肌苷酸沉积量，并利用Real-time PCR和Western blot技术分析肌苷酸合成酶系在鸡不同发育阶段组织中的表达差异，初步确定母鸡日粮肌苷酸对肌苷酸合成酶系相关基因的调控作用，同时采用PCR-SSCP筛选肌苷酸合成酶系相关基因的SNPs，并分析其与肌苷酸沉积的关系，从而揭示母源性肌苷酸改善后代鸡肉鲜味的作用机理。项目研究结果为深入研究鸡肉鲜味品质的形成机理奠定基础,并为鸡肉风味品质的改善提供新的途径和理论依据。

母体效应指畜禽母体营养水平对后代营养代谢的调控。对于家禽而言，在生命的初期，生长和发育完全依赖于蛋中营养物质。而母体营养水平能够调控蛋中营养物质的含量，从而影响子代生长、发育及代谢，肌苷酸是鸡肉中重要的鲜味物质，通过提高肌肉肌苷酸含量而改善鸡肉风味已成为当前研究热点，因此通过母体营养调控提高鸡肉肌苷酸含量对子代鸡肉风味的改善具有重要意义。本项目通过在种母鸡日粮中添加0%、0.2%、0.5%及1%的外源肌苷酸，采用HPLC 方法检测种蛋及胚胎、0 日龄雏鸡及成龄肉仔鸡肌肉组织中肌苷酸沉积量，确定了0.5%为最佳剂量，证实了母体肌苷酸可通过种蛋传递到后代，进而影响肌肉內源肌苷酸的沉积；测定了肌苷酸合成及代谢酶活性的变化，并利用Real-time PCR 和Western blot 技术分析肌苷酸合成酶系基因在鸡不同发育阶段组织中的表达差异，明确了肌苷酸合成酶系相关基因（GPAT、AIRC、ADSL、GARS-AIRS-GART、PurH）在母体肌苷酸调控中发挥重要作用，母体肌苷酸通过调控相关基因的mRNA表达水平调控内源IMP沉积；从mRNA及蛋白表达水平方面阐明了母体肌苷酸调控后代鸡肉风味品质的作用机理。项目通过在种鸡及肉仔鸡日粮中同时添加0.5%剂量的肌苷酸，比较了母体效应及当代效应在调控鸡肉风味品质方面的差异，发现母鸡及肉仔鸡日粮同时添加肌苷酸作用效果优于单独添加，母代效应与当代效应之间差异不显著。项目通过高通量测序技术，对1日龄及42日龄肉仔鸡胸肌组织样进行RNA-seq分析，发现了1日龄时，肌苷酸组与对照组相比较有104个差异基因，其中上调43个，下调61个，42日龄时，肌苷酸组与对照组相比较有113个差异基因，其中上调61个，下调52个，整个生长发育期共同表达的差异基因10个；GO和KEGG pathway分析表明，这些差异基因在与核苷酸合成与代谢过程、嘌呤核苷酸生物合成及代谢过程、氧化还原过程、谷氨酸代谢过程等相关的生物学进程和信号通路上显著富集（P < 0.05）。项目研究结果为深入研究鸡肉鲜味品质的形成机理奠定基础，并为鸡肉风味品质的改善提供新的途径和理论依据。