畜禽骨骼肌肌纤维特性及其发育机制研究进展

骨骼肌是生物机体的重要组成部分,约占产肉动物机体的40%,与畜禽的运动、发育及产肉能力等重要性状密切相关。骨骼肌是由平行排列的肌原纤维组成的多核肌纤维,肌纤维的数量、类型以及转变方式直接反映了个体肌肉发育情况以及机体的生理状况,因而在选育工作中作为重要的经济性状而被关注。对肌纤维的深入研究将有助于加快今后的选育进程,促进对近年频发的畜禽肌源性疾病的溯源与研究,从而缓解肌源性疾病对畜禽养殖业造成的经济损失,满足消费者对优质肉产品的需求。近年来,对肌纤维的认识与研究均取得重大进展,包括依照肌纤维的结构与功能特性对骨骼肌的生物学功能进行预测与验证、肌纤维的类型与肉品质的关联分析以及模式动物的应用,挖掘出肌纤维发生发育以及再生修复过程中的重要调控分子,并对它们的功能进行注释。作者参照现有研究成果对肌纤维的结构与功能进行系统的描述,并从分子层面对肌纤维胚胎期的发生发育以及出生后的再生修复进行综述,以期为今后提高肉用动物的产肉性能及培育高品质产肉动物新品种或新品系的选育工作提供理论参考。     

肌纤维相关基因影响猪肉质性状的研究进展

肌纤维作为骨骼肌的基本单位,其类型、密度、直径、面积等对肉品质有直接的影响。随着消费者对肉品质要求的不断提高,肌纤维的调控成为肉质性状选育改良的研究重点之一。动物肌纤维调控受多种信号通路和转录因子影响,了解肌纤维发育调控和转化的相关基因的作用机制以及对肉质性状的影响,对提高选育速度、培育优良品种至关重要。本文主要综述了肌纤维调控相关的基因功能,以及营养、环境等对基因表达与肉质性状的影响,以期对动物肌纤维调控和育种改良提供理论参考。     

猪肌纤维生长发育的影响因素及调控机理

肌纤维是构成骨骼肌的基本结构单位,其纤维类型在机体发育过程中受内因和外因的相互作用发生转化,而肌纤维特性与肉色、持水性能、pH和脂内脂肪含量等肉品质有关,直接决定畜禽肉品质的好坏。因此,近年来肌纤维的生长发育成为研究热点。本文主要对影响猪肌纤维生长发育的因素及调控通路进行综述,以期为猪肌纤维类型及其转化的研究提供理论参考。     

猪肌纤维生长发育规律研究进展

本文就影响猪的肌纤维生长发育规律的遗传、生长阶段、营养与环境、性别等因素进行了综述。本地猪的肌纤维直径较改良品种猪的肌纤维直径单位面积密度大;同一血缘的猪随体重增加,肌纤维直径和横截面积逐渐增加;营养水平低时,肌纤维直径较小;母猪的肌纤维发育较早,且比公猪早达到生长高峰,公猪肌纤维的生长高峰虽比母猪出现得晚,但高峰后的较长时间内仍维持了较高的生长强度。肌纤维面积与胴体性状间存在极显著的正相关,即肌纤维面积越大则胴体性状越好。肌纤维直径和密度是影响肌肉嫩度和系水力的重要指标,肌纤维越细、密度越大的品种,其肌内脂肪的沉积量要多于肌纤维粗而密度低的品种。     

白羽王鸽胚胎期胸肌肌纤维发育规律及相关基因表达分析

实验旨在研究白羽王鸽胚胎期胸肌肌纤维发育规律,并分析肌纤维发育相关基因在胸肌发育过程中的表达变化规律。采集鸽不同孵化时间胸肌组织,利用石蜡切片技术研究胸肌肌纤维发育规律,利用RT-qPCR技术检测肌纤维发育相关基因在胸肌发育过程中的表达变化规律。结果显示,鸽肌纤维在12胚龄时仍处于成肌细胞增殖和分化的混合期,14胚龄时肌细胞融合程度进一步上升,16胚龄时肌细胞增殖和分化基本完成,至出雏时肌纤维已基本发育成熟。在鸽胚胎发育过程中,胸肌肌纤维直径逐渐增加,肌纤维密度呈现先增加后降低的趋势。基因表达结果显示,Myf6表达量随着胚龄的增加不断上升,至出雏达到最大表达量;MyoD呈现先下降后上升的趋势;MyoG表达呈现持续下降的表达趋势,至出雏达到最低表达量;MSTN 12～14胚龄表达量下降,14胚龄后显著回升,至出雏达到最大表达量。综上所述,本研究结果有助于深入理解鸽骨骼肌发育规律,为进一步研究白羽王鸽骨骼肌生长发育调控机理提供理论参考。     

Wnt/β-catenin信号通路相关基因及MyHCs在猪骨骼肌发育中的表达规律

为研究Wnt/β-catenin信号通路对猪骨骼肌纤维类型发育的影响,并探讨其潜在的作用机制.本研究以1日龄、1周龄、2周龄、1月龄、2月龄和6月龄大白猪背最长肌组织为研究材料,利用Real-time PCR、Westernblot、冰冻切片免疫组化等方法,研究Wnt/β-catenin信号通路相关基因及MyHCs在猪骨骼肌发育过程中的表达规律.Real-time PCR结果显示:MyHC-Ⅰ、GSK-3β、#catenin和Fz3 mRNA随着个体日龄增加表达量下降,MyHC-Ⅱb mRNA表达逐渐升高,MyHC-Ⅱa mRNA表达量在1日龄～2周龄阶段升高后又降低,MyHC-Ⅱx mRNA 表达量变化不显著;免疫组化结果显示:快肌蛋白呈棕色,慢肌蛋白呈灰白色,在出生1日龄～1周龄时,快、慢肌呈弥散交叉分布,到2周龄时慢肌簇被快肌包被在肌束中间,随着年龄增加,慢肌簇逐渐减少.Western blot检测结果显示:慢肌蛋白从出生到2周龄显著下降,在2周龄～2月龄阶段下降不明显,生长到6月龄时又显著降低;快肌蛋白随日龄增加而增加,在2周龄～6月龄期间增加极显著;β-catenin、GSK-3β蛋白表达量与其mRNA表达一致,而p-β-catenin在2周龄时显著高于1日龄,且随后持续上调;Tyr216p-GSK-3β蛋白表达量早期生长下调极显著;ser9 p-GSK-3β蛋白表达量则是在后期生长显著降低.上述基因表达变化规律揭示,Wnt/β-catenin信号通路相关基因β-catenin、Fz3、GSK-3β与MyHC-Ⅰ表达呈正相关,与MyHC-Ⅱ表达呈负相关,其在骨骼肌生长过程中对肌纤维类型组成具有重要影响.     

鸡肌纤维发育相关基因研究进展

鸡肌纤维生长发育规律与肌肉品质性状密切相关,特别是肌纤维类型、密度和直径与肉品质有显著的关联。肌纤维的生长发育受到正向调控因子与负向调控因子的双向调节。肌肉生长抑制素(myostatin)负向调控骨骼肌的生长和发育。成肌细胞的增殖和分化受生肌决定因子的调控,生肌决定因子包括4个基因,MyoDl(myf3)、Myogenin(MyoG)、Myf5、Myf6(herculin)。Pax(Paired Box)家族等对肌细胞的增殖、分化起关键作用,是影响肌纤维特性的重要候选基因。本文对肌纤维发育相关基因的最新研究进展进行综述。     

肌纤维类型转化的分子信号通路及其营养调控进展

骨骼肌由不同类型的肌纤维组成,根据肌纤维肌球蛋白重链的不同,将肌纤维分为Ⅰ、Ⅱa、Ⅱx和Ⅱb型。骨骼肌中肌纤维类型的组成可影响屠宰后肉质,而肌纤维类型的转化则受体内多种信号通路和调控因子的调节以及饲粮营养因素的调控。本文对肌纤维转化的分子信号通路及其营养调控进行初步总结,为今后研究通过营养策略调控肉品质提供参考。     

与毛囊生长发育及羊毛、羊绒品质相关基因的研究进展

文章就编码绒毛纤维结构蛋白角蛋白家族基因以及骨形成蛋白(BMPs)家族基因、同源异形盒基因(Hox)、成纤维细胞生长因子5(FGF5)、胰岛素样生长因子(IGFs)等调节毛囊形态发生的信号分子在绒毛用羊重要经济性状方面的研究进展作一综述,旨在为进一步挖掘与绒毛用羊重要经济性状相关功能基因的研究提供理论指导。     

不同品种鸡肌纤维的发育规律及杂种优势研究

选用北京油鸡、隐性白鸡及杂交鸡(北京油鸡♂×隐性白鸡♀)为试验材料,相同条件下饲养14周,自出生起每2周采集1次腿肌和胸肌的肌肉样本,做常规石蜡切片,测定肌纤维的直径和密度。结果表明:随着鸡的生长,肌纤维直径越来越粗,密度越来越小,直径和密度负相关极显著(P<0.000 1);并且不同品种肌纤维的生长速度差异较大。14周龄时,北京油鸡的腿肌肌纤维直径为42.89μm,杂交鸡是49.29μm,隐性白鸡的达56.93μm;而14周龄的腿肌肌纤维密度,北京油鸡达581.80根/mm2,杂交鸡是447.53根/mm2,隐性白鸡为349.87根/mm2;4周龄到14周龄,北京油鸡和隐性白鸡肌纤维直径差异极显著(P<0.01)。同一周龄同一品种的鸡,腿肌肌纤维直径大于胸肌,密度则小于胸肌;6周龄的隐性白鸡,腿肌和胸肌肌纤维直径分别是27.96μm和24.61μm,密度分别是1 557.50根/mm2和1 809.30根/mm2。在杂种优势率上,肌纤维直径和密度没有随周龄而呈现递增或递减的规律性变化,且波动比较大;总体来看,杂交后代没表现出杂种优势,而偏向其隐性白鸡母本,表现出一定的母体效应。     

畜禽肉中代谢物质对肉品质的影响及相关基因研究进展

肉质风味是味觉和嗅觉感知的感官印象,其根本是由肉中的代谢物质的含量及复杂的化学过程所决定。随着代谢物质测定技术的不断进步,肉中代谢物质的含量对肉品质的影响也越来越受到关注,肉中代谢物质含量也逐渐成为研究及育种工作的热点,进而挖掘出了很多调控代谢物质的候选基因。本文综述了畜禽肉中代谢物质的种类、形成风味的代谢物质化学反应、代谢物质对肉品质的影响以及代谢物质遗传调控。旨在阐明肉中代谢物质对肉质风味形成的调控机制,为畜禽肉质风味的改良提供理论基础和研究思路。     

影响畜禽重要经济性状的主效基因研究进展

本文论述了影响畜禽主要经济性状的主效基因的概念，对目前影响畜禽繁殖性状(dw，ESR，FecB等)、肉质性状(Hal^n，RN^-，IMF等)、生长性状(Myostatin．GH，Callipyge等)、外形及抗病性状(Luster等)的一系列主效基因作了较详细地综述，并在此基础上，对主效基因的应用前景及今后的指导工作进行了探讨。     

Snail家族基因功能研究进展

Snail家族基因编码具有锌指结构的转录因子,通过结合下游基因参与了多个生理水平的调控,在上皮-间质转化、胚胎发育、免疫调节、癌细胞迁移等方面具有广泛的生物学功能。Snail家族基因参与了脂肪的生成和脂代谢过程,同时也是肌生成决定因子(MyoD)的下游靶基因,也可能参与了肌肉发育调控。因此,Snail家族基因在脂肪生成、肌肉发育及脂代谢等方面发挥了重要作用,是影响哺乳动物特别是农业动物产肉性能和肉品质的一类重要候选功能基因。作者介绍了Snail家族基因及其蛋白结构和基本生物学功能,简述了Snail家族参与Wnt/β-catenin、Notch 等信号通路的调控作用方式,总结了Snail家族基因在哺乳动物脂肪生成和肌肉发育中的作用和调控方式。然而,目前关于Snail家族基因在协同参与哺乳动物脂肪生成和肌肉发育中扮演的角色仍待深入研究。另一方面,一般认为发挥转录抑制作用的Snail家族近年来也被发现具有转录激活作用,这种作用是如何实现的仍未知。因此,Snail家族基因在调控动物脂肪生成和肌肉发育过程中的协同作用、脂肪生成和脂肪水解过程的动态调控及其转录激活作用的发挥是今后研究的方向,为解析Snail家族基因在肉质性状形成过程中的遗传调控机理奠定基础。     

无尾鸡骨骼发育关键信号通路研究进展

骨骼系统对机体的生命活动至关重要,它为生物体提供了造血微环境、机械支撑、保护脏器等功能,同时也是钙和其他矿物质等的储存库。家鸡尾骨的表型多样性是研究骨骼系统发育及形成机制的良好资源。Notch、Wnt信号通路的靶基因及其相互作用可以形成周期性表达的特点,是调节体节形成及尾部骨骼终止延伸的分子通路。为了解无尾鸡骨骼发育终止的分子机制,作者分别总结了骨骼发育、无尾鸡骨骼研究进展,并重点讨论影响无尾性状的关键信号通路Notch、Wnt及其在无尾鸡研究中的进展。但是,受体和配体之间相互作用的精确调节以及信号通路中的核心元素仍不清楚,需要通过更多的功能基因组和蛋白质组等方法进行深入研究。     

绵羊骨骼肌生长发育调控基因研究进展

骨骼肌发育是一个复杂的过程,其中包括肌细胞的形成与增殖、肌管和肌纤维的形成及最后的成熟过程。骨骼肌生长发育直接影响到绵羊的生产性能。随着测序技术的发展,更多人尝试从基因层面来阐述骨骼肌发育过程中系统的调控网络,挖掘与肉品质、产肉性能等重要功能性状相关的分子标记。肌细胞增强因子2(MEF2)是控制肌肉基因表达的保守且功能显著的转录因子,在调节肌肉生成、神经发育与分化等方面起作用。成肌细胞决定因子(myogenic differentiation,MyoD)基因家族调控肌细胞分化和骨骼肌系统的发育成熟。为了更深入地认识与绵羊骨骼肌生长发育相关的调控基因的功能,作者从骨骼肌的结构特点入手,重点介绍MEF2与MyoD基因家族的结构与功能,以及非编码RNA对骨骼肌中基因表达的调控作用。     

动物肌肉组织蛋白质代谢调控的研究进展

动物肌肉蛋白质是维持机体功能的重要蛋白质,亦是影响肉品质特性的重要因素.研究表明,动物肌肉蛋白质代谢由胰岛素样生长因子-1(IGF?1)/磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)、肿瘤坏死因子-α(TNF?α)/核转录因子-κB(NF?κB)和肌肉生长抑制素(MSTN)/Smadt等多条信号通路参与完成.此...     

p38丝裂原活化蛋白激酶信号途径调节骨骼肌生长发育的机理

p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号途径是成肌细胞分化过程中重要的调节途径。p38 M APK蛋白在成肌细胞分化过程中受上游丝裂原活化蛋白激酶激酶3(M KK3)、丝裂原活化蛋白激酶激酶6(MKK6)的激活而活化其下游成肌分化蛋白(MyoD)、肌生成素5(Myf5)、肌形成蛋白(myogenin)、肌肉调节因子4(MRF4)等肌肉调节因子。p38 MAPK信号途径的活化可以进一步增加骨骼肌纤维细胞蛋白含量,增加肌纤维长度和横截面直径,使骨骼肌纤维在数量不变的前提下质量大幅度提高,本文就p38 MAPK信号途径调节骨骼肌生长发育的机理进行综述。     

影响畜禽重要经济性状的主效基因研究进展

本文论述了影响畜禽主要经济性状的主效基因的概念,对目前影响畜禽繁殖性状(dw,ESR,FecB等)、肉质性状(Haln,RN-,IMF等)、生长性状(Myostatin,GH,Callipyge等)、外形及抗病性状(Luster等)的一系列主效基因作了较详细地综述,并在此基础上,对主效基因的应用前景及今后的指导工作进行了探讨.