IGF-1和IGFBP-3在5個地方豬種血液中含量及其與豬肉質性狀相關性分析

楊雪梅，顧以韌，陶璇，梁艷，楊躍奎，王言，鐘志君，陳曉暉，龔建軍，呂學斌

(四川省畜牧科學研究院/動物遺傳育種四川省重點實驗室，四川 成都 610066)

胰島素樣生長因子-1(IGF-1)是一種主要由肝臟產生，并和垂體分泌的生長激素共同產生生理作用的蛋白質[1]。IGF-1在調節(jié)多種細胞的生長、增殖、分化、凋亡方面發(fā)揮重要作用[2]。胰島素樣生長因子結合蛋白-3(IGFBP-3)是IGF-1主要的結合蛋白，IGFBP-3是一種細胞生長的抑制劑，可促進細胞凋亡[3]。豬肌纖維直徑、眼肌面積和瘦肉率是評價豬肉品質的指標，肌纖維直徑越小，則豬肉越細嫩，眼肌面積越大，則瘦肉率越高，瘦肉率適中，則豬肉品質越好。

本試驗以四川省5個地方豬種(丫杈豬、烏金豬、成華豬、雅南豬、藏豬)為研究對象，采用ELISA 方法測定豬血清樣本中IGF-1和IGFBP-3含量；測定背最長肌的肌纖維直徑和眼肌面積，研究5個地方豬種9月齡時肌纖維直徑和眼肌面積的差異，分析肌纖維直徑和眼肌面積與IGF-1和IGFBP-3含量的相關性，以揭示豬血液IGF-1和IGFBP-3含量與豬肌肉生長的關系。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及采樣

5個豬種均由四川省畜牧科學研究院從各個地方豬場采購，在四川省畜牧科學研究院科研豬場進行飼養(yǎng)試驗。2月齡時，每個品種隨機選擇體重相近的30頭，共計150頭。所有試驗豬于同一時間開始組建群體，采用相同營養(yǎng)水平和飼喂方式，達到9月齡時進行屠宰，采血并離心，收集血清，液氮中保存。采集倒數3～4肋骨間對應處的背部皮下肌肉樣品。

1.2 肌纖維直徑測定

采用KD-2508 型切片機(Kedee, 中國)制作背最長肌樣本的冰凍切片，HE染色后用顯微成像系統(tǒng)(Optec, 中國)采集代表性區(qū)域圖像，通過Motic Images Advanced 3.2顯微圖像分析軟件測定每個樣品中100根肌纖維的面積，求出肌纖維直徑。

1.3 眼肌面積測定

測量左胴體倒數3～4肋眼肌的寬、高，按照寬×高×0.7計算眼肌面積。

1.4 ELISA測定IGF-1和IGFBP-3含量

用ELISA試劑盒測定各豬血液樣品中IGF-1和IGFBP-3的OD值，每個樣品做3個重復，以標準物的濃度為橫坐標，OD值為縱坐標，在坐標紙上繪出標準曲線，根據樣品的OD值由標準曲線查出相應的濃度，再乘以稀釋倍數；或用標準物的濃度與OD值計算出標準曲線的直線回歸方程式，將樣品的OD值代入方程式，計算出樣品濃度，再乘以稀釋倍數，即為樣品的實際濃度。

1.5 統(tǒng)計與分析

試驗數據采用Sigmaplot 12.0對豬肌纖維直徑、眼肌面積、IGF-1和IGFBP-3含量進行ANOVA分析，相關性采用Pearson Correlation程序分析，數據以“平均值±標準差”表示，P<0.01表示差異極顯著，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 眼肌面積和肌纖維直徑比較

由圖1可見，5個地方豬種中藏豬肌纖維直徑最小，且顯著低于丫杈豬、烏金豬、成華豬和雅南豬(P<0.05)。

不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。下同

由圖2可見，丫杈豬和烏金豬的眼肌面積極顯著高于藏豬(P<0.01)，顯著高于成華豬(P<0.05)。

2.2 IGF-1和IGFBP-3含量比較

5個地方豬種的血液IGF-1含量測定結果見圖3，其中藏豬的含量最高，丫杈豬的含量最低。丫杈豬的IGF-1含量極顯著地低于烏金豬、雅南豬和藏豬(P<0.01)，烏金豬、成華豬和雅南豬的IGF-1含量極顯著地低于藏豬(P<0.01)。

5個地方豬種的血液IGFBP-3含量測定結果見圖4，其中丫杈豬的含量最高，藏豬的含量最低。丫杈豬的IGFBP-3含量極顯著地高于雅南豬和藏豬(P<0.01)，烏金豬的IGFBP-3在血液中的含量顯著地高于雅南豬和藏豬(P<0.05)。

圖2 5個地方豬種的眼肌面積

圖3 5個地方豬種的血液IGF-1含量

圖4 5個地方豬種的血液IGFBP-3含量

2.3 IGF-1和IGFBP-3與眼肌面積和肌纖維直徑的相關性分析

采用Sigmaplot 12.0分析了肉質性狀相關指標和IGF-1和IGFBP-3在血液中含量的相關性，結果見表1。IGF-1在血液中的含量與肌纖維直徑呈負相關(r肌纖維直徑=-0.51，P<0.05)；IGFBP-3在血液中的含量與眼肌面積呈正相關(r眼肌面積=0.57，P<0.05)。

表1 IGF-1和IGFBP-3與肉質相關指標的相關性分析

3 討論

3.1 肌纖維直徑和眼肌面積與豬肉質的關系

隨著人們對生活品質的更高追求，消費者對豬肉品質的要求也越來越高。作為影響豬肉質主要因素的肌纖維直徑和眼肌面積也愈來愈受到研究者的關注，成為豬育種計劃的一部分。肌纖維是構成肌肉的基本單位，肌纖維特性直接影響到豬肉質的好壞，同時也是影響消費者購買與否的關鍵因素之一。肌肉的食用特性(嫩度、風味和多汁性)與肌纖維數目、肌纖維直徑、肌纖維面積、肌纖維類型以及肌內脂肪含量密切相關[4]。郭云雁[5]的研究結果表明肌纖維直徑和眼肌面積呈極顯著正相關。由本研究結果可知，藏豬的肌纖維直徑約為68.72 μm，其他4個豬種的肌纖維直徑在73～78 μm之間。本試驗的5個地方豬種的肌纖維直徑均較細，肉質細嫩。本研究測得9月齡時丫杈豬的肌纖維直徑約為73.61 μm。楊雪梅等[6]測得丫杈豬7月齡時的肌纖維直徑約為76.51 μm。本研究的丫杈豬為選育了9個世代的丫杈豬，其選育效果明顯, 肌纖維直徑越細，肉質就越細嫩、味美。藏豬的肌纖維直徑顯著地小于其他4個豬種，說明藏豬比其他4個豬種肉質更細嫩，與許振英[7]報道一致。眼肌面積是豬遺傳評估的重要性狀，眼肌面積與豬瘦肉率呈極顯著正相關[8]。眼肌面積是高遺傳力性狀，對選擇的準確性較高，豬的瘦肉率越高，則豬的可利用部分越多；但瘦肉率過高，則肌內脂肪含量低，影響肉質。在本研究的5個地方豬種中，丫杈豬的眼肌面積最高，其次為烏金豬，最低的為藏豬，這與眼肌面積和瘦肉率呈正相關一致。這5個豬種的眼肌面積均在20 cm2左右，藏豬的眼肌面積約14.53 cm2，成華豬約為16.95 cm2，屬于低瘦肉率豬種。因此，根據地方豬種肉質優(yōu)、瘦肉率低的特點，應將地方豬種作為培育雜優(yōu)豬優(yōu)良的育種素材，要加強對地方豬種的保護。

3.2 IGF-1和IGFBP-3含量對肉質的影響

IGF家族在調控脊椎動物的生長發(fā)育及生理功能方面起著重要的作用，IGFBPs家族以很高的親和性與IGFs穩(wěn)定結合存在于血液和組織中[9]。IGFBPs可調節(jié)IGF的活性，這種調節(jié)作用是通過改變IGF與他們細胞表面受體的相互作用，從而來實現(xiàn)對細胞的生長發(fā)育的刺激或抑制功效。IGF-1在調節(jié)多種細胞的生長、增殖、分化和凋亡方面發(fā)揮了重要作用。IGFBP-3是IGF-1主要的結合蛋白，作為載體運輸IGF-1，使得IGF-1和胰島素樣生長因子1型受體(IGF-1R)結合，產生了不同的細胞生物學效應。IGFBP-3 是一種細胞生長的抑制劑，可通過一些分子機制促進細胞凋亡，在癌癥發(fā)生發(fā)展進程中發(fā)揮著重要的作用[10]。本研究發(fā)現(xiàn)肌纖維直徑與IGF-1呈顯著負相關，眼肌面積與IGFBP-3呈顯著正相關，與顧以韌等[11]研究發(fā)現(xiàn)的豬背最長肌生長發(fā)育受血清IGFs含量影響較大的結果一致。因此，可以通過調控IGF-1和IGFBP-3含量來調控豬的胴體品質和肉質，同時將有助于人類疾病的研究。

鑒于地方豬種優(yōu)良的肉質性狀，應加大對地方豬種的保護和利用，特別是在目前非瘟嚴重影響我國生豬產業(yè)的形勢下，更應加強對地方豬種遺傳資源的保護。IGF-1和IGFBP-3對豬胴體和肉質具有重要的調控功能，本研究結果可為闡明豬肉品質形成的分子機理以及地方豬種的保種和利用提供參考。