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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,好比有前腿肉、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。如今炒回锅肉多用五花肉,或许今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》上在线宣布了研讨论文,构建了猪47种差别部位完好骨骼肌的基因表白图谱,并且采取了空间转录组手艺,从单肌纤维水平展现了猪肉质性状构成的基因表白调控份子机理等。

  该研讨为下一步份子育种的展开供应了重要根蒂根基数据和实际支持,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根蒂根基。

  处所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。加之版图空阔,在极其庞杂的生态条件和社会经济条件影响下,渐渐构成了具备差别遗传特点和出产机能的家猪种类。

  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,四川养猪汗青久长,处所猪种资本丰厚,重要有成华猪、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,具备情况适应性强、耐粗放管理、抗病性强、繁衍力高、肉质好、风味奇特、口感尤佳等特点。在科研职员眼里,这些各具特点的处所种类是一座自然的基因库,是举行杂种上风应用和进一步培养“高产、优产”种类的优越原始资料。

  “可是,与本国猪比拟,我国处所猪种的成长速率慢、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接收《中国迷信报》采访时暗示。

  若何充沛迷信应用我国丰厚的处所猪种资本,培养统筹成长机能和瘦肉率的新种类(系),特殊是在低背膘厚条件下保持符合的肌内脂肪含量,以确保肉质良好,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根蒂根基上继承发力,应用前沿手艺开启了一系列攻坚克难的研讨任务,为处所猪种资本的庇护与应用供应更坚固的实际根蒂根基。

  绘制邃密基因转录调控图谱

  近些年来,高通量测序手艺的飞速成长、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,植物基因组功用注解设计(FAANG)正式启动,其重要方针是周全而美满地注解家养植物基因组中的功用元件,该名目的启动凸显了农业植物范畴相干研讨至关重要。

  “今朝,在序列水平上,猪曾经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用调控元件表明尚不美满。这些基因组只要序列,相当于只拿到了一套‘暗码’,不‘暗码本’,咱们就永久无奈获知基因组每段序列代表甚么意思、具备甚么功用。”该论文通信作者、四川农业大学传授唐茜子在接收《中国迷信报》采访时表明道。

  这在必定水平上限制了猪的重要经济性状(特殊是肉质性状)构成机制的进一步发掘。

  此次研讨在现有猪参考基因组根蒂根基上,增补美满表明了大批调控性转录本,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)。同时采取高通量染色质空间构象捕捉手艺(Hi-C)重构了猪脂肪构造的三维基因组空间布局,在二维的“线性”根蒂根基上,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重要根蒂根基数据和实际支持。

  “这就相当于你要理解一个处所,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设计的重要任务,美满了大批猪基因组中的表明信息,意思特殊。

  “在浩繁影响猪肉品德的目标中,以肌纤维范例构成和肌内脂肪含量最为重要,而这二者间有着慎密的关系。”在金龙看来,他们以我国处所猪种“荣昌猪”为资料展开的这一研讨恰好展现了猪肉好吃的机要。

  该研讨特殊针对猪重要经济性状——骨骼肌成长展开研讨。骨骼肌是植物躯体最重要的构成部分,占到产肉植物体重的40%摆布。肌纤维作为骨骼肌的重要构成单位,分为慢速氧化型(I型)、疾速氧化型(IIa型)、疾速酵解型(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品德的重要身分之一。

  从前的大批研讨一般将多种骨骼肌视作同一类构造,关于差别部位骨骼肌的遗传和转录调控特点并未有邃密、深切的探求。此次研讨进一步完好构建了从头部、前肢、躯干到后肢,共47种差别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重要指点。

  抱负的形式植物

  除作为食品,猪另有更重要的用处。作为最亲近人类的形式植物,猪在人类霸占疾病研讨范畴阐扬着愈来愈重要的感化,特殊是在人类疾病模子、药效学、异种细胞和器官移植等方面。

  “好比研讨人类瘦削症发作机制和开辟医治的药物,一般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,由于小鼠的世代隔断对照短,在退化间隔上离人类略微近一点,可是有些基因无奈在小鼠上造模,只要猪才气造模。不但云云,猪照样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、分量上都极度亲近。”唐茜子先容。

  为充沛明白猪作为重要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帮忙下,该研讨还同时对照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展现了物种间差别转录的调控机理,明了了大批猪特异性基因调控形式。

  “跟着这方面研讨的继承深切,或许今后猪不只用于吃肉,还能够更多地用于医学相干研讨。关于猪的家当成长来讲,也是一条值得探究的途径。”金龙暗示。

[义务编纂: 武玥彤 ]

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