《Food Chemistry》：Comprehensive multi-omics integration analysis identifies the functional association between linoleic acid and meat quality variation among different cattle breeds
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蒙古牛与 Luxi 牛作为优质本土牛肉品种，其肌内脂肪沉积机制与 LA 代谢关联性研究不足。通过多组学分析发现，LA 代谢路径差异与品种特异性肉品质相关，Wagyu 和蒙古牛 LA 代谢方向一致，而 Angus 和 Luxi 主要通过 β-氧化供能，差异与 TGF-β 信号通路调控有关。
王家鹏|宋丽双|杜华|史英旭|张书宇|孙倩琪|高文硕|韩福霞|李新茹|高胜涛
内蒙古师范大学生命科学与技术学院，中国内蒙古呼和浩特
摘要
蒙古牛和芦西牛是中国优质的本土肉牛品种，然而与安格斯牛和和牛等国际商业化品种相比，它们的肉质特性以及肌肉内脂肪（IMF）沉积的分子机制尚未得到充分研究。基于此，我们进行了全面的肉质评估和多组学分析，以阐明亚油酸（LA）代谢命运与品种特异性肉质变化之间的关系。研究结果表明，和牛与蒙古牛在肉质特征上存在相似性。功能分析发现了不同的LA代谢途径：在蒙古牛和和牛中，LA主要参与其他多不饱和脂肪酸（PUFAs）和单不饱和脂肪酸（MUFAs）的合成；而在安格斯牛和芦西牛中，LA则经历β-氧化并融入三羧酸循环（TCA循环）以产生ATP/NADPH。这种差异性的LA分配与TGF-β信号通路有关。我们的研究为不同牛品种中LA在IMF沉积中的功能作用提供了新的见解。
引言
牛肉已成为全球食物供应中的重要蛋白质来源，因其营养价值和烹饪适应性而受到重视。近几十年来，全球牛肉产量大幅增加，预计未来仍将持续增长，中国的国内产量也有所增长（Greenwood, 2021）。中国本土肉牛品种，尤其是蒙古牛和芦西牛，在区域牛肉供应链中具有重要的商业价值（Xia et al., 2023; W. Zhang et al., 2018）。尽管这些品种具有经济价值，但其肉质参数的系统研究仍远不如安格斯牛和和牛等国际品种完善。在肌肉内脂肪（IMF）分布模式、结构蛋白组成以及死后变化过程中的生化转化等方面，还存在显著差距——这些都是现代肉类科学中的关键指标。
肉质由一系列相互关联的感官、结构和生化特性决定，这些特性显著影响消费者的偏好。这些特性包括颜色和大理石纹图案等视觉特征，以及质地、风味复杂性和营养成分等内在属性（Hou et al., 2023）。IMF是一个重要的质量指标，因为它与颜色、风味和质地密切相关（Miller, 2020；Wood et al., 2008）。虽然IMF不是直接的感觉参数，但它通过影响嫩度、多汁性和风味化合物来提升食味（Pethick et al., 2004）。许多研究表明，IMF含量与牛肉风味强度呈正相关，但这种关系在IMF含量较高时趋于平稳（Frank et al., 2016）。此外，IMF的积累与油酸的沉积密切相关（Brooks et al., 2011; Piao et al., 2018），最新证据表明亚油酸（LA）及其异构体可能调节牛体内的IMF含量（L. Wang et al., 2022; H. Zhang et al., 2016）。
牛肉中LA的分布具有明显的组织特异性，主要存在于脂肪组织和肌肉组织中。在脂肪组织中，LA是甘油三酯的主要成分；而在肌肉组织中，它主要整合到膜磷脂中，对维持膜流动性和功能至关重要（Y. Chen et al., 2025）。不同牛品种之间的LA含量存在显著差异：安格斯牛的LD肌中LA含量约为2.5%，而安格斯牛与婆罗门牛的杂交品种Brangus的LA含量可高达3.17%（Buchanan et al., 2015; Flowers et al., 2018）；纯种和牛的LA含量约为2.6%，而杂交和牛的LA含量在2.9%到3.0%之间（Ueda et al., 2021; Ueda et al., 2024）。这些LA含量的差异表明，品种特异性特征与营养管理可能共同调节LA的沉积。这些种间差异的机制可能涉及影响脂质代谢的遗传因素。某些品种可能在LA的吸收、运输或代谢利用方面具有更高的效率，从而影响其在不同组织中的沉积模式。目前，这种广泛特异性的机制尚不清楚。
多组学技术的最新进展显著增强了影响肉质的因素的系统研究。传统的单品种分析往往受到样本遗传均匀性的限制，导致代谢标志物容易受到品种特异性变化的影响。相比之下，多品种肉质组学提供了一个更全面的框架，有助于理解决定肉质的基本代谢机制，并识别在不同品种中一致的生物标志物。这种方法比单品种分析具有更高的普遍性和实用性（Wang et al., 2023; H. Yu et al., 2024）。基于这一范式，我们利用多组学技术通过多品种代谢组学分析牛LD肌中的脂质和代谢物，系统阐明了不同品种中LA特征的调控机制，为未来提高牛肉营养质量的努力提供了理论参考。
采样
共选取了20头雄性牛，代表四个不同的品种：芦西牛（n = 5）、蒙古牛（n = 5）、安格斯牛（n = 5）和和牛（n = 5）。所有动物年龄匹配，并在24个月大时屠宰，体重符合各自品种的标准屠宰重量。这些牛被共同饲养在一个饲养场，并按照标准化管理方案喂食主要由饲料和青贮饲料组成的混合日粮（TMR）。样本收集在
长背肌的肉质特征
为了研究品种间的肉质差异，我们对四种牛品种的LD肌的关键理化参数进行了系统评估。在两个关键的死后时间点（45分钟和24小时）使用L*、a*和b*值评估了肉色的变化。屠宰后45分钟的首次光谱测量显示，和牛和安格斯牛的L*值显著高于蒙古牛和芦西牛（图1A）。
讨论
安格斯牛（Reis et al., 2024）和和牛（Gotoh et al., 2009; Otto et al., 2022; Z. Wang et al., 2023; Yamada, 2022）是全球公认的优质肉牛品种，以其卓越的IMF沉积能力和大理石纹形成能力而闻名，这些特性直接关系到高市场价值。值得注意的是，中国本土肉牛品种与商业品种相比，其IMF积累水平相似（Z. Wang et al., 2023; H. Yu et al., 2024），表明
结论
在本研究中，我们对四种牛品种的LD肌进行了全面的肉质指标评估。分析发现，剪切力、挤压损失率和颜色参数是区分这些品种肌肉表型的关键因素。和牛与蒙古牛的肉质特征非常相似。功能分析表明，LA含量与品种特异性肉质相关
CRediT作者贡献声明
王家鹏：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，项目管理，资金获取，正式分析，数据管理，概念构思。宋丽双：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，资源获取，方法学，资金获取，正式分析，数据管理。杜华：撰写 – 初稿，方法学，研究设计，资金获取。史英旭：验证，监督，软件使用。张书宇：数据可视化，验证，方法学。
伦理声明
所有动物实验均遵循《实验动物护理和使用指南》（GB/T 27416–2014，实验动物设施-质量和能力的一般要求）进行，并获得了内蒙古师范大学伦理审查委员会的批准（编号IMNULS-2024-43，批准日期2024年5月18日）。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本项工作得到了国家自然科学基金（32560180、32402772、82560297）、中央地方科技发展引导基金（2025ZY0149）、内蒙古自治区自然科学基金（2024QN03068、2024QN03006、2024QN03035、2025MS08117）、呼和浩特市基础与应用基础研究计划（2025-GUI-JI-3）以及内蒙古自治区师范大学基本研究基金（2023JBYJ028）的支持。
