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找到“密码本”让猪肉更好吃

2021-06-29 光明网 【 字体:

  荣昌猪的手绘图 金龙供图

  ■记者 张晴丹 通信员 张喆

  猪身上的肉有肥有瘦,口感也各不相同,比方有前腿肉、五花肉、里脊肉、坐臀肉等,人们寻求的是鲜味食品,而科研职员则对准对猪经济性状的一些份子机制的发掘,完成肉质的自立调控。目下当今炒回锅肉多用五花肉,大概以后用背脊肉也能够到达异样的口感。

  克日,四川农业大学植物科技学院猪遗传育种团队在《自然—通信》上在线揭晓了研讨论文,构建了猪47种分歧部位完好骨骼肌的基因抒发图谱,并且采纳了空间转录组技巧,从单肌纤维水平揭露了猪肉质性状造成的基因抒发调控份子机理等。

  该研讨为下一步份子育种的展开供应了紧张基本数据和实践支持,同时也为增进猪作为人类生物学和疾病的生物学模子奠基了基本。

  中央猪种是自然的基因库

  我国是天下第一养猪大国,天下生猪存栏、出栏和猪肉产量均居天下第一,占我国肉类总产量的一半以上。加之版图广大,在极其庞大的生态条件和社会经济条件影响下,逐步造成了拥有分歧遗传特点和消费机能的家猪种类。

  以四川为例,四川是天下养猪大省,2020年出栏量达5614.4万头,居天下第一。并且,四川养猪汗青悠长,中央猪种资本丰盛,首要有成华猪、内江猪、雅南猪、乌金猪(凉山猪)、盆周山地猪(青峪猪和丫杈猪)和藏猪共6个代表性种类。

  这些种类与外洋培养出的一些专门化家猪种类或品系比拟,拥有情况适应性强、耐粗放管理、抗病性强、滋生力高、肉质好、风味共同、口感尤佳等特性。在科研职员眼里,这些各具特点的中央种类是一座自然的基因库,是停止杂种上风应用和进一步培养“高产、优产”种类的杰出原始资料。

  “然则,与本国猪比拟,我国中央猪种的成长速率慢、瘦肉率低。”该论文第一作者、四川农业大学植物科技学院副传授金龙在担当《中国迷信报》采访时暗示。

  怎样充实迷信应用我国丰盛的中央猪种资本,培养统筹成长机能和瘦肉率的新种类(系),特地是在低背膘厚条件下保持适合的肌内脂肪含量,以确保肉质优秀,是以后农业植物育种范畴存眷的热门和难点。

  为此,研讨团队在十多年来展开猪经济性状份子机制发掘的基本上持续发力,应用前沿技巧开启了一系列攻坚克难的研讨事情,为中央猪种资本的维护与应用供应更坚固的实践基本。

  绘制邃密基因转录调控图谱

  比年来,高通量测序技巧的飞速进展、测序本钱的下落开启了生命迷信范畴大数据时期的篇章。2015年,植物基因组功效注解规划(FAANG)正式启动,其首要目的是周全而美满地注解家养植物基因组中的功效元件,该名目的启动凸显了农业植物范畴相干研讨至关紧张。

  “今朝,在序列水平上,猪已有了和人类一样高质量的基因组。但遗憾的是,猪参考基因组各种功效调控元件注解尚不美满。这些基因组只要序列,相当于只拿到了一套‘暗码’,不‘暗码本’,咱们就永久没法获知基因组每段序列代表甚么意思、拥有甚么功效。”该论文通信作者、四川农业大学传授唐茜子在担当《中国迷信报》采访时表明道。

  这在必定水平上限制了猪的紧张经济性状(特地是肉质性状)造成机制的进一步发掘。

  此次研讨在现有猪参考基因组基本上,增补美满注解了少量调控性转录本,包罗19072个lncRNA(长链非编码RNA)、2440个TUCPs(未知编码潜能转录本)、48232个circRNAs(环状RNA)和1245个miRNA(小RNA)。同时采纳高通量染色质空间构象捕捉技巧(Hi-C)重构了猪脂肪构造的三维基因组空间构造,在二维的“线性”基本上,供应了基因调控的三维“空间”信息,为下一步份子育种的展开供应了紧张基本数据和实践支持。

  “这就相当于你要认识一个中央,拿3D图与拿立体照片比拟,前者确定更明白更具参考意思。”金龙说。

  唐茜子指出,这项研讨是紧随FAANG规划的紧张事情,美满了少量猪基因组中的注解信息,意思特殊。

  “在浩瀚影响猪肉质量的目标中,以肌纤维范例构成和肌内脂肪含量最为紧张,而这二者间有着慎密的关系。”在金龙看来,他们以我国中央猪种“荣昌猪”为资料展开的这一研讨恰好揭露了猪肉好吃的奥密。

  该研讨特地针对猪紧张经济性状——骨骼肌成长展开研讨。骨骼肌是植物躯体最紧张的构成部分,占到产肉植物体重的40%阁下。肌纤维作为骨骼肌的首要构成单位,分为慢速氧化型(I型)、倏地氧化型(IIa型)、倏地酵解型(IIb型)与中间型(IIx型)4种,其范例的差别是影响产肉植物肌肉质量的紧张要素之一。

  过来的少量研讨凡是将多种骨骼肌视作同一类构造,关于分歧部位骨骼肌的遗传和转录调控特点并未有邃密、深切的索求。此次研讨进一步完好构建了从头部、前肢、躯干到后肢,共47种分歧解剖学部位骨骼肌的邃密基因转录调控图谱,并明白了其在能量代谢、肌纤维构成及脂质堆积方面的份子调控差别,将会为农业植物产肉性状供应紧张引导。

  幻想的形式植物

  除作为食品,猪另有更紧张的用处。作为最靠近人类的形式植物,猪在人类霸占疾病研讨范畴发扬着愈来愈紧张的感化,特地是在人类疾病模子、药效学、异种细胞和器官移植等方面。

  “比方研讨人类瘦削症产生机制和开辟医治的药物,凡是就把猪作为瘦削模子,由于猪的一些代谢心理特点与人很像。”金龙举例。

  “之前遍及用的生物医学模子是小鼠,由于小鼠的世代间隔比力短,在退化间隔上离人类轻微近一点,然则有些基因没法在小鼠上造模,只要猪能力造模。不只如斯,猪照旧很好的潜伏器官供体,就心脏而言,猪的心脏与人的心脏在巨细、分量上都异常靠近。”唐茜子先容。

  为充实明白猪作为紧张农业植物和代谢相干疾病形式植物的代表性,在四川省人民医院传授李贵森的辅佐下,该研讨还同时比力了猪与人及其余形式植物基因转录调控形式的差别,从启动子—增强子互作这一典范的染色质空间构象的角度揭露了物种间差别转录的调控机理,了了了少量猪特异性基因调控形式。

  “跟着这方面研讨的持续深切,大概以后猪不只用于吃肉,还能够更多地用于医学相干研讨。关于猪的家产进展来讲,也是一条值得索求的门路。”金龙暗示。

[义务编纂: 武玥彤 ]

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