牦牛肌內(nèi)脂肪沉積影響因素及相關(guān)基因研究進(jìn)展

陳美，柴志欣，武志娟，鐘金城，信金偉

(1.青藏高原動(dòng)物遺傳資源保護(hù)與利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610041；2.省部共建青稞和牦牛種質(zhì)資源與遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，拉薩 850000)

牦牛(Bosgrunniens)是我國(guó)青藏高原的特有畜種，能充分利用高寒高山草原進(jìn)行動(dòng)物性生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)牛種，主要分布在青海、西藏、四川、甘肅、云南、新疆等地區(qū)。牦牛肉肉質(zhì)鮮美，富含豐富的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)，因此深受當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民的喜愛，也成為其增產(chǎn)增收的主要來(lái)源之一。而如何提高牦牛肉品質(zhì)及產(chǎn)肉量已成為牦牛遺傳改良及提高其經(jīng)濟(jì)性狀的研究熱點(diǎn)之一。

影響牦牛肉品質(zhì)的因素較多，包括品種、性別、營(yíng)養(yǎng)、加工烹調(diào)等，而其中有研究證實(shí)肌內(nèi)脂肪(IMF)含量是評(píng)價(jià)肉品質(zhì)的關(guān)鍵因素，IMF含量與肉的色澤、嫩度、系水力、剪切力值、風(fēng)味和多汁性等顯著相關(guān)[1]。IMF的含量與肉的嫩度呈正相關(guān)，當(dāng)IMF沉積較多時(shí)，肉的嫩度也較好。因此，肌內(nèi)脂肪沉積對(duì)改善肌肉風(fēng)味以及提高肌肉食用價(jià)值等方面有重要意義。

1 影響牦牛肌內(nèi)脂肪的因素

1.1品種、年齡與性別

肌內(nèi)脂肪是評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)牛肉的重要指標(biāo)之一，它對(duì)肉的嫩度和多汁性均有影響。由于品種、年齡和性別等原因，牦牛肉中肌內(nèi)脂肪含量較低[2]。王琳琳[3]在麥洼牦牛肉和高山牦牛肉品質(zhì)差異性分析中發(fā)現(xiàn)，高山牦牛肉較麥洼牦牛肉，其肉嫩度和保水性均優(yōu)于麥洼牦牛肉，且麥洼牦牛肉脂肪含量顯著低于高山牦牛肉；但與高山牦牛肉相比，麥洼牦牛肉的氨基酸組成和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更好，且重要脂肪酸含量極顯著高于高山牦牛肉。余群力等[4]發(fā)現(xiàn)天祝牦牛背最長(zhǎng)肌中脂肪含量?jī)H為1.19%，而肉牛中大理石花紋等級(jí)B 的牛肉肌內(nèi)脂肪含量為5.90%以上，A級(jí)和S級(jí)則更高。張永輝等[5]研究顯示，18月齡牦牛肉蛋白質(zhì)含量較成年牦牛肉高0.61%，18月齡牦牛肉脂肪含量比成年牦牛低 0.96%。付洋洋等[6]在對(duì)不同年齡的牦牛進(jìn)行舍飼育肥后，發(fā)現(xiàn)1.5歲組股二頭肌中脂肪含量顯著高于2.5歲組，1.5歲組牦牛背最長(zhǎng)肌中脂肪含量要高于2.5歲組和4.5歲組，但差異不顯著。以上研究顯示，低齡牦牛的肉質(zhì)中其蛋白質(zhì)和脂肪含量均較高，明顯優(yōu)于成年牦牛，說(shuō)明年齡也是影響牦牛肉中營(yíng)養(yǎng)成分及脂肪沉積的關(guān)鍵因素。Soji等[7]認(rèn)為動(dòng)物在青年時(shí)期生長(zhǎng)發(fā)育較快，前期主要是蛋白質(zhì)沉積，性成熟過(guò)后生長(zhǎng)速度變緩，逐漸由原先蛋白質(zhì)沉積轉(zhuǎn)為脂肪沉積為主。有研究報(bào)道，在放牧條件下隨著年齡增長(zhǎng)，牦牛肉中肌內(nèi)脂肪含量逐漸增加，徐瑛等[8]研究發(fā)現(xiàn)放牧牦牛在5～7歲時(shí)背最長(zhǎng)肌中脂肪含量最為豐富，而付洋洋等[6]在舍飼育肥模式中1.5歲牦牛肌內(nèi)脂肪含量最高，與其得到的結(jié)果卻相反，說(shuō)明年齡、飼養(yǎng)環(huán)境及飼養(yǎng)方式對(duì)牦牛肌內(nèi)脂肪含量均有影響。性別是影響肌內(nèi)脂肪沉積的重要因素之一，在舍飼育肥牦牛肉的研究中，發(fā)現(xiàn)性別對(duì)牦牛肉的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)有顯著影響，母牦牛肌內(nèi)脂肪含量顯著高于公牦牛，其中母牦牛組背最長(zhǎng)肌中肌內(nèi)脂肪含量是公牦牛組的1.57倍，股二頭肌中肌內(nèi)脂肪含量是公牦牛組的1.50倍[6]。

綜上所述，不同品種、性別和年齡對(duì)牦牛的脂肪沉積均有顯著影響，也提醒我們?cè)陂_展牦牛脂肪沉積相關(guān)研究時(shí)，要綜合考慮牦牛的性別、年齡和品種等影響因素。

1.2營(yíng)養(yǎng)因素

1.2.1日糧能量水平對(duì)牦牛肌內(nèi)脂肪代謝的影響

IMF的含量取決于脂肪前體細(xì)胞數(shù)量和脂肪的合成能力，一般在出生前即被確定，而在育肥期可通過(guò)脂肪細(xì)胞質(zhì)量的增加和體積的增大來(lái)實(shí)現(xiàn)脂肪的沉積。有研究發(fā)現(xiàn)，隨著日糧能量水平的提高，牦牛背最長(zhǎng)肌IMF含量顯著增加(P<0.05)，蒸煮損失、失水率和剪切力顯著降低(P<0.05)[5]。日糧能量水平可通過(guò)調(diào)控脂肪代謝相關(guān)基因的表達(dá)，作用于脂肪的合成、分解以及脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，調(diào)控IMF沉積。王鴻澤[9]發(fā)現(xiàn)提高日糧能量水平有助于提高舍飼育肥牦牛屠宰性能和優(yōu)質(zhì)切塊肉產(chǎn)量，促進(jìn)脂肪合成基因及脂肪轉(zhuǎn)運(yùn)基因的表達(dá)，促進(jìn)肌內(nèi)脂肪沉積，提高PUFA含量，改善肉品質(zhì)。以上研究說(shuō)明，提高日糧能量水平有助于肌內(nèi)脂肪的沉積，在牦牛養(yǎng)殖過(guò)程中可適當(dāng)添加補(bǔ)飼以提高牦牛的屠宰性能。

1.2.2蛋白質(zhì)對(duì)牦牛肌內(nèi)脂肪代謝的影響

肌內(nèi)脂肪含量作為重要的感官品質(zhì)，與肉的大理石紋和風(fēng)味相關(guān)。而蛋白質(zhì)是機(jī)體主要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也是機(jī)體主要的構(gòu)成成分，不僅為機(jī)體提供能量，而且為機(jī)體提供許多具有重要生理功能的活性物質(zhì)。李萬(wàn)棟等[10]在舍飼條件下，以不同營(yíng)養(yǎng)水平日糧對(duì)生長(zhǎng)期牦牛生長(zhǎng)性能和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率進(jìn)行影響，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)達(dá)到15.17%時(shí)，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率及牦牛體增重較好。此外，降低蛋白質(zhì)代謝可提高脂肪分解。Gondret等[11]對(duì)肌間脂肪、肌內(nèi)脂肪、皮下脂肪和腎周脂進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)研究過(guò)程中，鑒定到的蛋白主要參與脂肪生成、脂類分解、糖酵解和脂肪酸氧化過(guò)程，說(shuō)明蛋白質(zhì)對(duì)牦牛肌內(nèi)脂肪代謝產(chǎn)生影響。且牦牛與普通牛相比，其蛋白質(zhì)含量較高，劉亞娜等[12]對(duì)甘南牦牛肉與中國(guó)西門塔爾牛肉營(yíng)養(yǎng)特性對(duì)比研究中，發(fā)現(xiàn)甘南牦牛肉蛋白質(zhì)含量比中國(guó)西門塔爾牛肉相對(duì)值高出 9.12%(P<0.01)。同時(shí)，與文獻(xiàn)報(bào)道中相比，甘南牦牛肉蛋白質(zhì)含量分別比普通黃牛肉、榮昌豬肉、雞肉、藏羊肉的相對(duì)值高出9.46%、21.14%、27.10%、20.90%。

1.3環(huán)境因素

環(huán)境因素可以影響動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，同時(shí)對(duì)肌內(nèi)脂肪的沉積也有影響[13]。牦牛分布在青藏高原及其毗鄰的高海拔地區(qū)，由于受高海拔條件及非地帶性高原山地氣候的制約，牦牛體內(nèi)脂肪和肌肉呈現(xiàn)“波浪式”的消長(zhǎng)方式。在牧草充足的暖季，牦牛體重迅速增長(zhǎng)，體內(nèi)肌肉及脂肪組織都得到快速生長(zhǎng)與囤積；而在冷季，在長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月的枯草期后體重下降至暖季的70%左右，體內(nèi)肌肉與脂肪組織均大量消耗。自然放牧條件下的牦牛肉肌內(nèi)脂肪含量較低，不及普通黃牛肉，但對(duì)牦牛進(jìn)行育肥試驗(yàn)，在舍飼條件下，牦牛不僅獲得了快速的體重增長(zhǎng)，皮下脂肪及肌內(nèi)脂肪均得到較好的沉積[14]。方雷等[15]以不同飼養(yǎng)方式對(duì)夏季牦牛生長(zhǎng)性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)夏季放牧和放牧補(bǔ)料組牦牛肉中的蛋白含量顯著高于夏季舍飼組和舍飼補(bǔ)料組，而脂肪含量顯著低于夏季舍飼組和舍飼補(bǔ)料組。上述研究為通過(guò)環(huán)境因素調(diào)控牦牛肌內(nèi)脂肪含量提供了理論依據(jù)。

2 影響牦牛脂肪沉積的相關(guān)基因

2.1脂肪型脂肪酸結(jié)合蛋白

脂肪型脂肪酸結(jié)合蛋白(Adipocyte fatty acid binding protein，A-FABP)屬于脂肪酸結(jié)合蛋白家族，A-FABP不僅作為甘油三酯的貯存庫(kù)在甘油三酯的形成及溶解過(guò)程中儲(chǔ)存或釋放大量脂肪酸，還參與細(xì)胞內(nèi)脂肪酸的運(yùn)輸，結(jié)合進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的脂肪酸，并將其運(yùn)輸?shù)窖趸蝓セ南鄳?yīng)位置[16]，在脂肪細(xì)胞中表達(dá)，對(duì)細(xì)胞內(nèi)脂肪代謝具有重要作用[17]。有研究發(fā)現(xiàn)A-FABP在小鼠、豬、雞等動(dòng)物不同組織的表達(dá)特性研究中只在脂肪細(xì)胞中表達(dá)，鄺良德等[18]對(duì)九龍牦牛A-FABP基因克隆及組織表達(dá)分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)A-FABP在九龍牦牛脂肪、肌肉、心臟、肝臟、腎臟、脾臟中均表達(dá)，但在肺臟中未檢測(cè)到其表達(dá)，其中A-FABP在脂肪組織中表達(dá)量極顯著高于其他組織(P<0.01)；曹健等[19]對(duì)甘南牦牛、青海牦牛和天祝白牦牛A-FABP基因引物擴(kuò)增區(qū)域發(fā)現(xiàn)5種等位基因A-E；其中天祝白牦牛只發(fā)現(xiàn)3種等位基因，而青海牦牛發(fā)現(xiàn)4種等位基因，這可能與牦牛類群的地域分布及選育程度有關(guān)?；蛐团c甘南牦牛胴體及肉質(zhì)性狀的關(guān)聯(lián)性分析表明，2.5～3歲甘南牦牛AA型個(gè)體胴體重顯著高于AC型(P<0.05)，4.5～5歲AA型嫩度極顯著高于BB型(P<0.01)，AA型胴體重顯著高于AB型(P<0.05)。A-FABP基因突變可作為牦牛胴體及肉質(zhì)性狀潛在分子標(biāo)記位點(diǎn)。

2.2心臟脂肪酸結(jié)合蛋白

心臟脂肪酸結(jié)合蛋白(Heart fatty acid binding protein，H-FABP)又稱FABP3，基因主要表達(dá)于心肌、骨骼肌以及脂肪細(xì)胞，其功能表現(xiàn)為促進(jìn)細(xì)胞攝取脂肪酸，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和其他細(xì)胞過(guò)程[17]。F.Gerbens等[20]發(fā)現(xiàn)H-FABPmRNA表達(dá)水平與肌內(nèi)脂肪含量有明顯相關(guān)，而H-FABP表達(dá)水平與肌內(nèi)脂肪含量不相關(guān)；張明等[21]研究H-FABP在九龍牦牛肉質(zhì)形成中的作用，發(fā)現(xiàn)H-FABP基因在九龍牦牛的心臟、脾臟、背最長(zhǎng)肌和脂肪組織中表達(dá)，在肝臟和腎臟中未表達(dá)；在時(shí)序表達(dá)譜分析結(jié)果顯示中，發(fā)現(xiàn)0.5歲牦牛背最長(zhǎng)肌中的表達(dá)豐度顯著高于3.5～5.5歲和9歲以上的牦牛(P<0.05)，3.5 ～5.5 歲牦牛背最長(zhǎng)肌中的表達(dá)豐度顯著高于9歲以上的牦牛。

2.3脂蛋白脂肪酶

脂蛋白脂肪酶(Lipoprotein Lipase，LPL)全稱為三酯酰甘油蛋白脂酰基水解酶，是影響動(dòng)物及人體脂肪沉積的關(guān)鍵酶之一，能夠?qū)⒀褐腥槊游⒘：蜆O低密度脂蛋白所攜帶的甘油三酯分解成甘油和脂肪酸，向有關(guān)組織提供合成甘油三酯所需的原料，對(duì)脂肪沉積起著重要的調(diào)控作用[22]。有研究發(fā)現(xiàn)，LPL基因主要在脂肪組織、心肌、骨骼肌和乳腺中表達(dá)，且LPL基因在脂肪組織和肌肉組織中可能具有不同的調(diào)控機(jī)制[23]。蔣艷艷等[24]在檢測(cè)牦牛LPL基因在不同組織中的表達(dá)量研究中，發(fā)現(xiàn)甘南牦牛LPL基因在皮下脂肪和心臟中高表達(dá)。梁春年等[25]對(duì)5個(gè)牦牛品種共398頭個(gè)體的LPL外顯子7進(jìn)行了多態(tài)性研究，分析了該基因與牦牛生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)牦牛LPL基因外顯子7存在2個(gè)等位基因3種基因型。且該位點(diǎn)多態(tài)與牦牛的體重、體高、胸圍存在顯著相關(guān)(P>0.05)，BB型個(gè)體體重、體高、胸圍顯著高于AA和AB型個(gè)體。

3 小結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)動(dòng)物肉質(zhì)的品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。因此，改善和提高肉品質(zhì)是目前畜牧業(yè)面臨的一個(gè)重要任務(wù)。而肌內(nèi)脂肪含量的多少可直接影響肉的品質(zhì)，尤其是肉的嫩度和多汁性，而日糧能量水平可提高牦牛肌內(nèi)脂肪的含量，從而影響牦牛肉的嫩度；品種、性別、年齡和環(huán)境因素等也間接影響其肌內(nèi)脂肪含量的變化。隨著牦牛全基因組序列的測(cè)定和分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)在育種選育工作中的應(yīng)用，以及國(guó)內(nèi)外遺傳育種學(xué)家對(duì)牦牛肉質(zhì)性狀的選育的大量研究，發(fā)現(xiàn)均可對(duì)肉質(zhì)性狀相關(guān)基因進(jìn)行篩選及功能驗(yàn)證以實(shí)現(xiàn)肉質(zhì)優(yōu)良品種選育。因此，在牦牛養(yǎng)殖過(guò)程中除考慮營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境因素對(duì)其肉品質(zhì)的影響，也可通過(guò)對(duì)肌內(nèi)脂肪含量相關(guān)基因的應(yīng)用從基因方面對(duì)其進(jìn)行微觀影響，從而達(dá)到改善牦牛肉品質(zhì)的目的。