课题基金 / 基金详情

代谢参与调控不同品种猪肌肉发育差异的研究

批准号:
32072697
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
莫德林
依托单位:
学科分类:
家畜种质资源与遗传育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
莫德林

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
提高地方猪瘦肉产量是国家现代种业发展的重大现实需求。在前期研究中,申请人提出并证实了地方猪产肉量少,是因为其成肌细胞增殖能力强,率先达到彼此接触状态,促进细胞早分化,最终用于形成肌纤维的成肌细胞数减少,所以产肉量少。为什么产肉量少的猪成肌细胞增殖能力更强呢?以往研究主要集中于基因表达调控,但这并不能从根本上解决问题。我们新近观察到,产肉量不同猪种代谢组存在显著差异,且已证实胚胎35天时蓝塘猪的三羧酸循环和核酸代谢更强,有利于细胞的分裂增殖,这与预期完全相符。为此本课题拟增加胚胎21天、28天肉样组织筛选并通过肌肉特异性敲除靶基因证实影响成肌细胞增殖乃至骨骼肌发育的代谢通路和代谢酶基因,并从转录调控层面探究关键代谢物在地方猪胚胎中具有高丰度的原因,同时探讨不同品种猪代谢物差异是否存在时空特异性,为确立将代谢物差异及其遗传调控作为提高生猪产肉量新靶标提供科学理论依据。
英文摘要
Improving the lean meat production of indigenous pigs is an important practical demand for the development of modern seed industry. In the previous studies, the applicant proposed and confirmed that the indigenous pigs produced less meat because of their robust myoblasts proliferation capacity, which converged earlier, and then promoted MyoD and other myogenic genes expression earlier, leading to early differentiation of myoblasts, so there was no more time to proliferate, and the number of myoblasts used to form muscle fibers was less, as a result, the meat production was less. Why is the proliferation capacity of myoblasts in pigs with less muscle robust? Previous studies mainly focused on gene expression regulation, but this can not fundamentally solve the problem. We have recently found that there are significant differences in metaboliome among pigs differing in muscle mass, and it has been confirmed that the TCA cycle and nucleic acid metabolism of Lantang pig is higher abundance at E35, which contributes to cell division and proliferation. This is completely consistent with the expectation. Therefore, this project plans to increase the screening of E21 and E28 embryonic tissues and confirm the metabolic pathway and metabolic enzyme genes that affect myoblast proliferation and skeletal muscle development through muscle specific knockout target genes, and to find out the reason of high abundance for the key metabolites in indigenous pig embryos from the transcriptional regulation level, and to explore whether there is spatiotemporal specificity in metabolites difference between pig breeds. It provides a scientific theoretical basis for the establishment of metabolite difference and its genetic regulation as a new target to improve the meat production of pigs.
提高地方猪瘦肉产量是国家现代种业发展的重大现实需求。在前期研究中,申请人提出并证实了地方猪产肉量少,是因为其成肌细胞增殖能力强,会率先达到彼此接触状态而使成肌细胞早分化。进一步发现并证实胚胎35天时蓝塘猪的三羧酸循环和核酸代谢更强,有利于细胞的分裂增殖,这与预期完全相符。为此本课题拟筛选影响成肌细胞增殖乃至骨骼肌发育的代谢通路和代谢酶基因,并在细胞水平通过过表达和干扰以及活体内肌肉特异性敲除靶基因进行基因功能验证;探究对代谢具有重要影响的线粒体是否在地方猪肌肉中拥有更多拷贝数及其对成肌的调控作用。.通过本研究,我们证实了E35天引进瘦肉型猪与地方猪背最长肌代谢存在显著差异,其中谷氨酰胺起到了重要作用;添加谷氨酰胺可以促进成肌细胞增殖与分化,这一过程通过Akt/P38 MAPK信号通路实现;构建了肌肉特异性谷氨酰胺合成酶(Glul)条件性敲除鼠,发现条件性敲除glul会导致胚胎期成肌发育受阻;除谷氨酰胺的丰度存在差异外,引进瘦肉型猪与地方猪的线粒体拷贝数也存在显著差异,瘦肉型猪除了P0天线粒体拷贝数多于地方猪外,其它时间均少于地方猪;而基因FEM1A的表达量在品种间的差异趋势也与此保持一致,在成肌细胞分化时期干扰FEM1A的表达后,显著降低了成肌细胞的线粒体的拷贝数,同时减弱了线粒体氧化磷酸化水平,造成细胞能量供应受损,并对成肌细胞分化与融合产生抑制,说明FEM1A的表达量差异可能是造成品种间线粒体拷贝数差异的重要原因。此外,在肌源性分化过程中,Fibin的缺失会破坏线粒体的正常功能,损害氧化磷酸化,导致电子传递链中NADH和FADH的减少。上述结果的发现证实了谷氨酰胺和线粒体是影响猪产肉量的重要因素,胚胎期谷氨酰胺丰度高、线粒体数拷贝数多,它们会促进成肌细胞增殖,更早达到汇合的状态进而分化,导致成肌细胞没有足够的时间进行增殖,因此最终使得生物个体产肉量少。这些结果的研究与发现将为人们今后将代谢及其遗传调控作为提高生猪产肉量新靶标提供科学理论依据。
myoD表达时间对肌纤维数量的影响及其在猪品种间表达时间差异的分子机制
  • 批准号:
    31772565
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    莫德林
  • 依托单位:
初级肌纤维形成时间对猪瘦肉量的影响及其调控机制
  • 批准号:
    31272417
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    莫德林
  • 依托单位:
猪caveolin基因家族相互作用蛋白鉴定以及对脂肪与肌细胞胆固醇转运机理的研究
  • 批准号:
    30700568
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    17.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    莫德林
  • 依托单位:
国内基金
海外基金