《Poultry Science》:Simultaneous improvement of breast muscle yield and meat quality in Langshan chickens
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本研究针对中国地方鸡种狼山鸡胸肌产量低但肉品质优良的特点,通过比较胸肌产量高(HPB)和低(LPB)组别,发现HPB组肉品质更优(剪切力降低19.05 N,滴水损失减少至2.50%),其机制与肌纤维密度增加、卫星细胞(SCs)活性增强(PAX7+/MYOD1+细胞增多)、蛋白质沉积能力提升(mTOR通路上调)及不饱和脂肪酸代谢通路富集相关。体外实验证实关键代谢物二十二碳五烯酸(DPA)可浓度依赖性促进SCs分化。该研究为高肉品质鸡种育种提供了新策略。
在禽类养殖业中,胸肌作为主要经济产品,其产量直接关系到商业效益。然而,追求高生长速率和高胸肌产量的白羽肉鸡往往伴随肉品质下降,如肌内脂肪减少、肉质变差等问题。相比之下,中国地方鸡种(如狼山鸡)虽肉品质优良,但存在生长慢、胸肌产量低的劣势。如何在不牺牲肉品质的前提下提高胸肌产量,成为产业和科研关注的焦点。
以往研究认为,肌肉生长与肉品质存在权衡关系——提高产量常以品质下降为代价。但这一规律在狼山鸡中是否成立尚不明确。为此,南京农业大学研究团队在《Poultry Science》发表论文,通过比较胸肌产量高(HPB,14.15%)和低(LPB,9.85%)的狼山鸡群体,系统解析了胸肌产量提升与肉品质改善的协同机制。
研究采用多组学技术结合细胞实验,主要技术包括:屠宰性能与肉品质指标测定、组织切片与肌纤维形态分析、免疫荧光染色量化卫星细胞(SCs)亚群、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和蛋白质印迹(Western Blotting)检测基因与蛋白表达、非靶向代谢组学分析代谢物差异,以及体外卫星细胞培养验证关键代谢物功能。实验样本为70只15周龄雄性狼山鸡,从中选取胸肌产量极端个体组成HPB和LPB组(各7只)。
比较屠宰性能
HPB组胸肌产量显著高于LPB组(14.15% vs. 9.85%),但两组活重、屠宰率、半净膛率等指标无差异,表明胸肌产量提升具有特异性。
胸肌产量提升与肉品质改善相关
HPB组肉质更优:剪切力(19.05 N vs. 22.63 N)和滴水损失(2.50% vs. 3.07%)显著降低,提示嫩度和保水性增强。pH值和肉色指标无显著差异。
肌纤维直径减小、密度增加促进胸肌产量提升
组织学分析显示,HPB组肌纤维平均直径更小(以30–50 μm为主),密度更高,且单位面积细胞核数量更多。通过“左胸肌重/肌纤维横截面积”估算,HPB组肌纤维总数显著增加,表明胸肌产量提升源于肌纤维数量增多而非肥大。
肌生成能力增强驱动胸肌产量提升
免疫荧光染色发现,HPB组PAX7+(增殖态)和MYOD1+(分化态)卫星细胞数量增多,PAX7+/MYOD1+细胞比例上升。RT-qPCR显示肌源性调控基因(MYF5、MYOD1、MRF4)表达上调,表明SCs增殖与分化活性增强。
蛋白质沉积能力增强
HPB组蛋白质合成相关基因(mTOR、IGF-1R、IRS-1、S6K1)表达上调,降解相关基因(MAFBX、MURF1)下调。Western Blotting验证mTOR和磷酸化mTOR(p-mTOR)蛋白表达增加,MURF-1降低。血清甲状腺激素(T3、T4)水平下降,但肌肉中甲状腺激素受体TRβ表达降低,提示局部激素信号调控可能优化蛋白质代谢效率。
非靶向代谢组学分析
共鉴定253种差异代谢物,HPB组169种上调。KEGG富集分析显示,不饱和脂肪酸生物合成、花生四烯酸代谢等通路上调。相关性网络分析表明,肌纤维密度与多种脂质代谢物(如肉碱衍生物CAR 16:1、磷脂LPC 22:4)显著相关。脂代谢基因LPL、LDLR、CD36表达上调,提示脂质利用增强。
关键代谢物二十二碳五烯酸(DPA)的体外实验表明,5 μM DPA促进SCs分化(肌管形成增强,MYOG、MEF2C、MHC表达上调),而50 μM DPA抑制分化,体现浓度依赖性调控作用。
结论与意义
本研究首次揭示狼山鸡胸肌产量与肉品质可同步提升,其机制核心在于肌纤维数量增加(而非肥大),伴随SCs活性增强、蛋白质沉积优化及不饱和脂肪酸代谢重编程。代谢物DPA的功能验证为营养调控肌肉发育提供了新靶点。该研究突破了“产量-品质权衡”的传统认知,为高产优质地方鸡种选育提供了理论依据和实践策略。