肌内脂肪对牛背最长肌品质的影响及肌内脂肪沉积机制的研究

毛衍伟*,张一敏,朱立贤,董鹏程,梁荣蓉,戴瑨,罗欣*

(山东农业大学 食品科学与工程学院,山东 泰安,271018)

该研究选择脂肪含量不同的12头肉牛分成高脂肪含量组和低脂肪含量组,测定了2组肉牛背最长肌的品质,通过基因组重测序对高脂肪含量和低脂肪含量的肉牛背最长肌进行分析,在全基因组范围内对与肌内脂肪沉积相关的基因进行筛选,得到26个多态性存在差异的基因,并进行了生物信息学分析。结果表明,2组肉牛背最长肌除脂肪含量及伴随的水分含量显著差异外,其余各品质差异不显著;能量代谢基因、消化吸收基因、脂肪形成基因、肉牛嗅觉基因的多态性变化是影响肉牛肌内脂肪沉积的关键,调控上述基因可能成为控制肉牛肌内脂肪沉积能力的潜在方法。本研究从全基因组水平上阐明了同一品种的肉牛在相同饲养条件下表现出不同大理石花纹沉积能力的原因,明确了肉牛肌内脂肪沉积机制并为其调控指出了研究方向。

关键词 肉牛;牛肉品质;肌内脂肪;全基因组重测序

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.016449

第一作者:博士,副教授(毛衍伟副教授和罗欣教授为共同通讯作者,E-mail:maoyanwei@163.com;luoxin@sdau.edu.cn)。

基金项目:国家自然科学基金(31301514);现代农业产业技术体系建设专项资金资助-肉牛(CARS-37);山东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金(SDAIT-09-09);山东省“双一流”奖补资金(SYL2017XTTD12)

收稿日期:2017-12-06,改回日期:2018-01-30

引用格式毛衍伟,张一敏,朱立贤,等.肌内脂肪对牛背最长肌品质的影响及肌内脂肪沉积机制的研究[J].食品与发酵工业,2018,44(11):89-96.

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随着我国经济、社会的发展,肌内脂肪沉积丰富的高档育肥牛肉受到越来越多消费者的喜爱。肌内脂肪俗称大理石花纹,影响牛肉的嫩度、风味、多汁性等食用品质,受遗传因素、动物年龄和营养水平等影响[1]。然而,高档育肥牛肉高投入低产出的现状困扰着牛肉产业,削弱了企业的盈利能力。

目前,对遗传因子与牛生产性能、牛肉品质关系的研究成为热点,主要包括影响牛肉食用品质基因的鉴定、饲养营养与成脂基因表达模式的关系等。使用基因芯片技术扫描安格斯×西门塔尔牛的基因,通过探讨相关基因与脂肪沉积能力的关系,确定了MYH3、HOXD10、MXRA8、CASQ2、NPNT、MRC1、DNER和CYPB4的表达量与大理石花纹沉积能力相关[2];对瘦肉型品种利木赞与肥牛型品种荷斯坦×霍斯坦杂交牛、海福特公牛的基因表达谱进行对比分析表明,肥瘦两个类型的品种间有144个差异表达基因,这些基因涉及前脂肪细胞的分化与增殖、脂肪细胞成熟、脂肪形成和新陈代谢[3]。还有研究指出肉牛基因DGAT1、 FABP4、FASN、PPARGC1A[4]、FADS2[5]、Fas (APO-1, TNFRSF6)基因[6]的多态性与肌内脂肪含量、脂肪酸组成相关。然而,上述对肉牛肌内脂肪沉积基因的研究,都是根据基因的已知功能,推断并验证其是否与肉牛的肌内脂肪沉积有关;或是根据脂肪形成的机制推断可能与哪些基因有关,然后验证其是否与肉牛肌内脂肪沉积相关。这些研究可以确定或排除某个基因是否与肉牛肌内脂肪沉积相关,但大量理论上无法推测但与肌内脂肪沉积有关的基因,却可能永远沉睡在基因信息宝库之中。此外,育肥场通常采用同一饲养方法育肥同一品种的肉牛,但得到的产品中大理石花纹差异巨大,这成为制约企业效益的重要因素。本研究使用全基因组重测序方法,分析了相同饲养条件但肌内脂肪含量差异显著的安格斯牛×湘中黄牛杂交牛的基因多态性,在全基因组层次上探讨了高肌内脂肪含量和低肌内脂肪含量肉牛的基因多态性差异,对基因进行全面筛选,以寻找肌内脂肪沉积能力的基因标记;并通过生物信息学分析明确了同一品种肉牛在相同饲养条件下肌内脂肪沉积能力不同的原因。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

石油醚为沸程30~60 ℃的分析纯;基因提取试剂盒QIAGEN-DNeasy Blood & Tissue Kit-69504、切胶回收试剂盒QIAGEN-QIAquick Gel Extraction Kit-28706、基因片段纯化试剂盒QIAquick PCR均购自德国QIAGEN公司;测序建库试剂盒NEB-Next DNA Sample Prep Reagent Set 1-E6000L购自美国NEB公司;其他所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Senven2Go pH计,德国梅特勒-托利多仪器有限公司;SP62便携式色差计,美国爱色丽科技有限公司;SER148索氏抽提仪,意大利VELP科技股份有限公司;TA-XT2i质构分析仪,英国Stable Micro System公司;HiSeqTM 2500 高通量测序平台,美国Illumina科技有限公司。

1.3 试验设计

选用24月龄同期高能集中育肥的58头安格斯牛×湘中黄牛杂交牛进行实验。肉牛屠宰前运到屠宰场,宰前禁食12 h,供应饮水。肉牛击晕后放血,按照标准工艺屠宰处理。测定肉牛生产性能,取背最长肌样品带回实验室后使用AOAC(1996)提供的方法测定样品肌内脂肪含量,选取脂肪含量最高的6头牛和脂肪含量最低的6头牛,测定其背最长肌的品质指标。随后对选定样品进行基因组重测序。

1.4 肉牛背最长肌品质测定

屠宰率为屠宰后胴体质量与活畜宰前禁食24 h质量的比值,即屠宰率/%=胴体重/活体重×100。背脂厚是指使用卡尺测定的12~13肋骨间脂肪的厚度(单位:cm)。

宰后24 h在肉牛右半胴体的12/13脊椎间(深3 cm)使用带有固体探头的便携式pH计(SenvenGo, Mettler-Toledo)测定pH值,每个胴体测定3组pH值后取平均值。

使用AOAC (AOAC, 1996)方法测定磨碎后肌肉样品的肌内脂肪的百分含量。在105 ℃下烘干5 g(3个重复)肌肉样品至恒重,通过烘干前后的差值计算水分的百分含量。

测定剪切力的样品在(2±2.0) ℃下解冻过夜,在(79±1.0) ℃下加热,使用温度计(AquaTuffTM 351, Cooper-Atkins Corporation, USA)监测牛排中心温度至70 ℃,然后取出样品在(2±2.0) ℃下过夜。顺着肌纤维方向取9~12个直径1.27 cm的圆柱,使用TA-XT2i型质构分析仪搭配HDP/BSW探头对肉柱的剪切力值进行测定。剪切力值(单位:N)为每个样品多个肉柱的平均值。

测定肉色时,先将真空包装的牛肉打开,在室温暴露于空气中发色30 min。使用Xrite-SP62便携式色差计(光源选用D65,先使用黑白标准版校正)测定背最长肌的肉色,每个样品测定3次取平均值。肉色测定结果用国际照明委员会(CIE)的Lab颜色模式表示,L*值表示亮度,L*越大,牛肉亮度越高;a*值代表红绿,a*值越大,牛肉颜色越红;b*值代表黄蓝,b*值越大,牛肉颜色越黄。

1.5 基因组重测序方法

以牛背最长肌肌肉为研究对象进行基因组重测序分析。实验流程按照Illumina公司提供的标准分析程序执行,包括样本制备试验和测序试验。简言之,提取检测合格的样品基因组DNA,用超声波将DNA片段化,使用QIAquick PCR试剂盒纯化,末端修复、3′端加A、连接测序接头,再用琼脂糖凝胶电泳进行片段大小选择,最后进行PCR扩增,建好的文库用Illumina HiSeqTM 2500进行测序。

1.6 生物信息学分析

对测序得到的原始双端序列(reads)进行数据评估,然后将reads序列与参考序列行比对,并基于比对结果进行SNP、SV检测,通过检测结果对多态标记分布进行统计并实现关联分析、DNA水平差异基因挖掘和差异基因功能注释等。

1.7 数据分析

性状相关侯选区域的选择通过两组间的基因型频率差异进行筛选。本研究中2组样品分别为高肌内脂肪组和低肌内脂肪组,使用Euclidean distance (ED) 关联算法选择候选区域,即通过计算两组样品间各突变型的频率距离,采用距离差异来反映标记与目标区域的连锁强度。本研究中2组样品的分组核心标准为肌内脂肪含量,2组样品做关联分析后得出的差异基因就是与肌内脂肪沉积相关的基因。

ED的计算公式为:

(1)

式中: mut与wt分别表示突变型组与野生型组, A、 C、 G、 T表示标记位点各突变型所占测序read的比例,对于二倍体来说,大部分标记只有2种突变型。

根据2组样品间的SNP位点集及基因型的深度信息,计算2组样品间的突变频率差异,即ED值。为降低单个SNP位点计算带来的偏差,对得到的结果进行了拟合。阈值的选择使用分位数方法,即对所有的拟合值从小到大排序,选择大于 99%的SNP标记ED值作为筛选阈值,每个性状阈值不同。实际使用中,可以通过对ED值取指数的形式降低背景噪音,增加关联区域的准确性。

本研究选取ED值 6次方的拟合值(拟合时选择window大小为 50kb)作为后续分析的ED值,选取 99%分位数的阈值为 0.98。

高脂肪组和低脂肪组间屠宰率、背脂厚、pH值、肌内脂肪、水分含量、剪切力、L*a*b*的差异性分析使用t检验。

2 结果与分析

2.1 背最长肌品质分析

对高肌内脂肪组(high fat group, HFG)和低肌内脂肪组(low fat group, LFG)肉牛的屠宰率、背脂厚以及背最长肌pH值、肌内脂肪、水分含量、剪切力、肉色L*a*b*进行t检验,结果表明,HFG和LFG之间屠宰率、背脂厚、背最长肌pH值、剪切力、肉色L*a*b*差异均不显著(p>0.05)。HFG的脂肪含量显著高于LFG,且HFG的水分含量显著低于LFG(p<0.05)。

图1 肉牛背最长肌的牛肉品质分析
Fig.1 Quality analysis of Longissimus dorsi of beef cattle
注:同一指标标注同一字母表示统计分析差异不显著,标注不同字母表示差异显著(p<0.05)。屠宰率、肌内脂肪、水分含量为百分含量(%),背脂厚单位为厘米(cm),剪切力单位为牛顿(N)。

2.2 基因组重测序数据分析

2.2.1 测序结果统计

对高脂肪含量组和低脂肪含量组全基因组重测序所得到的reads进行质量评估,其结果见表2。

表2 高脂肪含量组和低脂肪含量组测序数据质量评估
Table 2 Data evaluation for sequence of the HFG andLFG groups

脂肪含量分组总reads数总碱基数Q30/%GC/%高脂肪含量组164 998 83433 329 764 46881.1148.09低肌内脂肪组151 670 13530 637 367 27082.6948.93

注:表中总reads指测序所得的所有reads数目;总碱基数指的是测序所得所有碱基数目;Q30(%)指的是平均质量大于等于30的碱基占所有碱基的百分比;GC(%)指的是G和C的和占总碱基数目的百分比。

2.2.2 与参考基因组比对结果统计

高脂肪含量组和低脂肪含量组的比对结果如表3所示。本研究测序数据比对结果良好,2组样品的比对率均达到80%以上,测序覆盖率均达97%以上。

表3 高脂肪含量组和低脂肪含量组的比对结果
Table 3 Mapping result of HFG and LFG groups

脂肪含量分组总reads数比对百分数/%测序深度覆盖率/%高脂肪含量组164 998 83480.48798.45低肌内脂肪组151 670 13581.17797.71

注:表中总reads数指过滤后得到的reads数目,双端分别统计。比对百分数(%)指比对上的reads数占所有测序reads数的百分比;测序深度指测序平均覆盖深度;覆盖率(%)指在基因组上的覆盖率。

测序深度分布图可以直观反映样品测序深度的分布情况。本研究对样品测序深度进行了估计并绘制了样品深度分布图(图2,图3)。

图2 高脂肪含量组测序深度分布
Fig.2 Sequencing depth distribution of high intramuscular fat content group

图3 低脂肪含量组测序深度分布
Fig.3 Sequencing depth distribution of low intramuscular fat content group

图2为高脂肪含量组的测序深度分布图,“■”表示为深度分布曲线(左坐标轴),反映各深度的碱基所占的比率,其峰值在7左右,即该样品的平均测序深度为7X;“■”表示累积深度分布曲线(右坐标轴),反映深度值不低于给定深度的碱基所占的比率,其中1X以上深度的碱基比率为 98.45%,即1X深度以上的碱基覆盖了基因组的98.45%。

图3为低脂肪含量组的测序深度分布图,该样品的平均测序深度为7X;1X以上深度的碱基比率为 97.71%,即1X深度以上的碱基覆盖了基因组的97.71%。

2.2.3 与参考基因组比对结果统计

根据测序数据与参考基因组的比对结果,使用SAMtools进行重复,使用GATK进行局部重比对、碱基质量值校正等处理后[7],再使用GATK进行单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)检测,过滤,并得到最终的SNP位点集。两组样品共检测到9 920 320个SNP,统计结果见表4。

2.3 脂肪含量与基因多态性(SNP)的关联分析

2.3.1 高脂肪含量组和低脂肪含量组SNP分析

根据SNP的检测结果,筛选高脂肪含量组和低脂肪含量组间有差异的碱基位点(两组间不一致或为杂合型的SNP位点),并确定SNP在基因组中的位置,以及是否引起基因的非同义突变,从而影响编码的蛋白序列。高脂肪含量组和低脂肪含量组的SNP统计见表5。

表4 检测得到的SNP结果统计
Table 4 Statistical results of SNP

分组多态性位点数转换个数颠换个数转换/颠换杂合型SNP数纯合型SNP数高脂肪含量组7 364 6905 127 6552 237 0352.296 083 3731 281 317低肌内脂肪组6 758 9094 709 5272 049 3822.295 382 0821 376 827总数9 920 320

注:转换个数:多态性位点中转换的个数;颠换个数:多态性位点中颠换的个数;转换/颠换:转换和颠换的比率。

表5 高脂肪含量组和低脂肪含量组差异SNP统计结果
Table 5 Statistical result of different SNP between HFGand LFG

两组间的SNP数基因中的SNP数外显子区的SNP数发生非同义的SNP数8 736 5742 894 37254 93322 976

2.3.2 脂肪含量与基因多态性的关联分析

选择99%阈值线以上的区域为与性状相关的侯选区域,去掉区域大小小于50 kb长度的关联结果,共得到 221个区域,总长度为 21 345 340 bp,其中包含非同义突变SNP位点的基因共 26 个(见表6)。这些基因就是牛背部肌内脂肪沉积相关的基因。

表6 肌内脂肪含量相关基因的基本信息
Table 6 Basic information of the genes related to IMF
deposition

基因NCBI编号基因落在染色体上的位置基因中外显子的数量基因类型ADRA1A881AOX12351BFSP113101CHD918411CLEC4F1171CTSG2151FAM5C16101FUT102741GON4L3331

续表6

基因NCBI编号基因落在染色体上的位置基因中外显子的数量基因类型GPA33371GSTA32881GSTA52371GZMH2151LOC1003012972911LOC1008519892751LOC508626711LOC5088582151LOC5116262311LOC5314105281LOC615263251LOC7861262151LOC786694X2LOC7885542911LOC7885732911PAG1529111WDR1727311

注:1代表蛋白质编码(protein coding);2代表假性基因(pseudo gene)。

2.3.3 脂肪关联基因的GO注释

对关联区域内的基因进行GO功能注释,按照细胞组成(cellular component)、分子功能(molecular function)、生物过程(biological process)对基因进行分类。GO分类统计见图4(统计到二级功能)。

差异基因功能涉及的细胞组成部位涉及细胞器(organelle)、细胞膜(membrane)、胞外区(extracellular region)、细胞外基质(extracellular matrix)、大分子复合物(macromolecular complex)、膜封闭的内腔(membrane-enclosed lumen)和细胞连接部分(cell junction);涉及的分子功能是结合(binding)、催化活性(catalytic activity)、分子传感器活性(molecular transducer activity)、受体活性(receptor activity)、结构分子活性(structural molecule activity)、电子转运活性(electron carrier activity);涉及的生物学途径有细胞过程(cellular process)、生物调节(biological regulation)、代谢过程(metabolic process)、对应激的反应(response to stimulus)、多细胞的生物过程(multicellular organismal process)、信号(signaling)、免疫系统过程(immune system process)、发育过程(developmental process)、多有机体过程(multi-organism process)、细胞组分组织与起源(cellular component organization or biogenesis)、死亡(death)、定位(localization)、定位的建立(establishment of localization)、复制(reproduction)、杀死细胞(cell killing)、生殖过程(reproductive process)、转运(locomotion)、生物黏附(biological adhesion)和生长(growth)。

图4 与肌内脂肪沉积相关基因的GO注释
Fig.4 GO Function classification of genes related to IMF deposition

3 讨论

3.1 肉牛生产性能和背最长肌品质分析

为了分析影响脂肪的关键基因,在实验样品选择时,以肉牛背最长肌肌内脂肪含量作为核心选择指标,共选择12头牛分成高脂肪含量组和低脂肪含量组,每组6头牛。由图5可知,2组样品之间肌内脂肪差异较大。同时分析屠宰率、背脂厚、水分含量、pH值、剪切力、L*a*b*等肉牛生产性能指标、牛肉品质指标。牛肉水分含量与脂肪含量成负相关,这被认为是脂肪替代了水分导致的[8]。除水分含量外,高脂肪含量组与低脂肪含量组间其他品质没有显著差异。这种样品选择的结果保证了肉牛基因多态性主要涉及肉牛肌内脂肪,为分析肌内脂肪沉积机制奠定了基础。

图5 高低肌内脂肪组背最长肌肌内脂肪含量
Fig.5 Intramuscular fat content of Longissimusdorsi in HFG and LFG groups

DERINGTON等研究认为,随着USDA牛肉等级的提高,肌内脂肪含量提高,牛肉的剪切力降低[9]。UEAD等认为牛肉的剪切力与肌内脂肪含量呈负相关[8]。然而,本研究结果表明肌内脂肪含量对牛肉的剪切力没有显著影响,这与LIANG等研究结果中牛肉肌内脂肪含量从7.7% 增加到 17.4%对剪切力没有影响的结果一致[10]。这表明同一品种肉牛在相同饲养条件下,肌内脂肪对剪切力没有显著影响,DERINGTON和UEAD研究中随着肌内脂肪含量提高剪切力降低可能是由其他因素导致的。

3.2 测序结果的质量分析

测序结果的质量是后续研究分析的根本保证,也直接影响分析的准确性。从本研究的测序质量上看,比对率、覆盖率以及测序深度等结果均显示测序结果非常可靠,与国内外多个研究项目的测序质量相比,本研究的测序结果质量较高。

本研究中2组样品的比对率均达到80%以上,稍低于日本学者对鹿儿岛牛进行全基因组重测序时85%的比对率[11]。覆盖率高意味着SNP发掘时能发现更多可靠的SNP位点,能检测出更多的变异。本研究中2组样品的测序覆盖率均达97%以上,大大高于日本学者对鹿儿岛牛进行全基因组测序时93%的覆盖率[11]和全球牛基因组测序分析协会研究中92%的覆盖率[12]。日本学者对鹿儿岛牛进行测序时发现630万个SNP位点[11],与本研究的结果相似。然而,有研究仅检测到244万个牛的SNP位点[13],比本研究结果少,其原因可能是本研究中牛品种是安格斯×湘中黄牛杂交牛,杂交提高了基因的多态性。测序深度是由测序量决定的,可以人为地设计并实施。在牛的全基因组重测序中使用的测序深度有7.3X[14]、7.4X[15]、 15.8X[11]等,本研究综合考虑各方面因素,最终决定采取7X的测序深度,7X的测序深度足够满足本研究的要求,同时经济性较高。

3.3 影响肌内脂肪沉积的机制分析

本研究最终确定了26个与肌内脂肪沉积相关的基因,通过分析总结,下面分为4个方面进行讨论:

第一类是与能量代谢和酶有关的基因,分别有ADRA1A、GSTA3、GSTA5和CTSG。ADRA1A基因为肾上腺素α-1A受体基因,最直接的功能是编码肾上腺素α-1A受体蛋白,与能量代谢相关,可以通过调节葡萄糖的摄入影响脂肪的形成[16]。GSTA3和GSTA5是谷胱甘肽S转移酶编码基因[17-18],谷胱甘肽S转移酶与线粒体功能相关,影响到能量代谢[19],最终影响肌内脂肪的沉积。CTSG是组织蛋白酶G的编码基因[20]。已知组织蛋白酶体系中多个酶与脂肪形成相关,如组织蛋白酶K与动物葡萄糖代谢、体重增加和脂肪含量相关[21],溶酶体蛋白酶L可以调控脂肪形成[22],因此组织蛋白酶K可能在肉牛肌内脂肪沉积过程起重要作用。上述基因直接影响肉牛的能量代谢能力,因此相同品种的肉牛个体间不同的能量代谢水平是导致肉牛肌内脂肪沉积能力不同的重要原因。

第二类是消化吸收相关基因,包括LOC508858和LOC786126。LOC508858[23]与LOC786126[15]是编码十二指肠酶的基因,与消化吸收有关。因此,相同品种的肉牛个体间不同的消化吸收能力影响肉牛肌内脂肪的沉积能力。

第三类是脂肪形成和调节相关酶的基因,包括FUT10、AOX1和CLEC4F。FUT10编码黑角藻糖基转移酶,黑角藻糖基转移酶能催化核苷二磷酸岩藻糖将岩藻糖基转移至一种糖、糖蛋白或糖脂分子[24],还参与胚胎发育过程中的器官分化、造血细胞的分化和干细胞维持[25],基于FUT10多态性的不同可以推测不同肉牛个体间脂肪沉积能力差异在胚胎期可能就已形成。AOX1基因是乙醛氧化酶-1基因,属钼黄素蛋白家族,可以通过破坏脂肪生成和脂联素的释放影响动物脂肪的形成[26-27]。CLEC4F是C型凝集素家族中的一员,是一种高度亲和半乳糖等糖类的蛋白质,在调节糖脂代谢中起重要作用[28]

第四类非常有趣,是嗅觉受体相关的基因,共5个,分别是LOC100301297、LOC508626、LOC511626、LOC788554和LOC788573。这5个基因功能相似,均为编码嗅觉受体蛋白的基因。LOC100301297主要功能是编码8D2嗅觉受体蛋白[29],LOC508626编码2G2嗅觉受体蛋白[30],LOC511626编码2J3嗅觉受体蛋白[31],LOC788554编码嗅觉受体蛋白家族8蛋白[32],LOC788573是编码嗅觉受体olr1242蛋白的基因[33]。牛的嗅觉非常灵敏,是牛鉴定、选择食物的重要方式[34],并影响牛的食欲[35]。牛的嗅觉基因具有差异性[36],而上述牛嗅觉基因的多态性可能是影响肉牛食欲并最终影响肉牛肌内脂肪沉积的重要原因。

4 结论

高脂肪含量组背最长肌肌内脂肪含量显著高于低肌内脂肪含量组(p<0.05),脂肪含量的提高伴随着水分含量的显著降低(p<0.05),两组间其他品质差异不显著(p>0.05)。通过对高脂肪含量组和低脂肪含量组肉牛肌肉的高通量全基因组重测序,并进行遗传多态性检测,进而对两个组间的SNP位点与肌内脂肪含量进行关联分析,最终筛选得到26个主要差异基因。对这26个基因进行基因注释,结果表明,差异基因涉及多个细胞组成部位,6类分子功能,19个生物学过程。这充分表明了肉牛肌内脂肪沉积基因调控的复杂性。差异表达的26个基因涉及肉牛的能量代谢、消化吸收、脂肪形成和嗅觉受体相关的基因。由嗅觉差异导致的肉牛食欲差异、能量代谢和消化吸收能力不同,以及肉牛个体间不同的脂肪形成能力导致同一品种肉牛在相同的饲养条件下肌内脂肪的含量不同。本研究为肉牛肌内脂肪调控奠定了的基础,指出了研究方向。

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Effect of intramuscular fat on beef Longissimus Dorsi quality and itsdeposition mechanisms

MAO Yan-wei*, ZHANG Yi-min, ZHU Li-xian, DONG Peng-cheng,LIANG Rong-rong, DAI Jin, LUO Xin*

(College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China)

ABSTRACT The study selected 12 cows which divided into high fat group (HGP) and low fat group (LFG). The quality of Longissimus Dorsi was investigated and whole-genome re-sequencing was performed. Genome polymorphism was analyzed in order to find out the genes related to intramuscular fat deposition. The genes polymorphism and their relationship to intramuscular fat (IMF) were investigated. The 26 genes related to intramuscular fat deposition were identified with different gene polymorphism. The bio-informatics analysis indicated that the polymorphism of genes related to energy metabolism, digestive absorption, lipogenesis and olfactory might act as key roles in regulating intramuscular fat deposition. The study provided a potential method to regulate intramuscular deposition of cow. The results identified the reason why cow with the same breed and feeding conditions had different capability of IMF deposition. The study provides a reference for further research on regulation of beef intramuscular fat deposition.

Key words beef cattle; beef quality; intramuscular fat; whole-genome resequencing