牦牛肌内脂肪沉积影响因素及相关基因研究进展

陈美，柴志欣，武志娟，钟金城，信金伟

(1.青藏高原动物遗传资源保护与利用教育部重点实验室，成都 610041；2.省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室，拉萨 850000)

牦牛(Bosgrunniens)是我国青藏高原的特有畜种，能充分利用高寒高山草原进行动物性生产的优势牛种，主要分布在青海、西藏、四川、甘肃、云南、新疆等地区。牦牛肉肉质鲜美，富含丰富的蛋白质和矿物质，因此深受当地农牧民的喜爱，也成为其增产增收的主要来源之一。而如何提高牦牛肉品质及产肉量已成为牦牛遗传改良及提高其经济性状的研究热点之一。

影响牦牛肉品质的因素较多，包括品种、性别、营养、加工烹调等，而其中有研究证实肌内脂肪(IMF)含量是评价肉品质的关键因素，IMF含量与肉的色泽、嫩度、系水力、剪切力值、风味和多汁性等显著相关[1]。IMF的含量与肉的嫩度呈正相关，当IMF沉积较多时，肉的嫩度也较好。因此，肌内脂肪沉积对改善肌肉风味以及提高肌肉食用价值等方面有重要意义。

1 影响牦牛肌内脂肪的因素

1.1品种、年龄与性别

肌内脂肪是评价优质牛肉的重要指标之一，它对肉的嫩度和多汁性均有影响。由于品种、年龄和性别等原因，牦牛肉中肌内脂肪含量较低[2]。王琳琳[3]在麦洼牦牛肉和高山牦牛肉品质差异性分析中发现，高山牦牛肉较麦洼牦牛肉，其肉嫩度和保水性均优于麦洼牦牛肉，且麦洼牦牛肉脂肪含量显著低于高山牦牛肉；但与高山牦牛肉相比，麦洼牦牛肉的氨基酸组成和营养价值更好，且重要脂肪酸含量极显著高于高山牦牛肉。余群力等[4]发现天祝牦牛背最长肌中脂肪含量仅为1.19%，而肉牛中大理石花纹等级B 的牛肉肌内脂肪含量为5.90%以上，A级和S级则更高。张永辉等[5]研究显示，18月龄牦牛肉蛋白质含量较成年牦牛肉高0.61%，18月龄牦牛肉脂肪含量比成年牦牛低 0.96%。付洋洋等[6]在对不同年龄的牦牛进行舍饲育肥后，发现1.5岁组股二头肌中脂肪含量显著高于2.5岁组，1.5岁组牦牛背最长肌中脂肪含量要高于2.5岁组和4.5岁组，但差异不显著。以上研究显示，低龄牦牛的肉质中其蛋白质和脂肪含量均较高，明显优于成年牦牛，说明年龄也是影响牦牛肉中营养成分及脂肪沉积的关键因素。Soji等[7]认为动物在青年时期生长发育较快，前期主要是蛋白质沉积，性成熟过后生长速度变缓，逐渐由原先蛋白质沉积转为脂肪沉积为主。有研究报道，在放牧条件下随着年龄增长，牦牛肉中肌内脂肪含量逐渐增加，徐瑛等[8]研究发现放牧牦牛在5～7岁时背最长肌中脂肪含量最为丰富，而付洋洋等[6]在舍饲育肥模式中1.5岁牦牛肌内脂肪含量最高，与其得到的结果却相反，说明年龄、饲养环境及饲养方式对牦牛肌内脂肪含量均有影响。性别是影响肌内脂肪沉积的重要因素之一，在舍饲育肥牦牛肉的研究中，发现性别对牦牛肉的营养指标有显著影响，母牦牛肌内脂肪含量显著高于公牦牛，其中母牦牛组背最长肌中肌内脂肪含量是公牦牛组的1.57倍，股二头肌中肌内脂肪含量是公牦牛组的1.50倍[6]。

综上所述，不同品种、性别和年龄对牦牛的脂肪沉积均有显著影响，也提醒我们在开展牦牛脂肪沉积相关研究时，要综合考虑牦牛的性别、年龄和品种等影响因素。

1.2营养因素

1.2.1日粮能量水平对牦牛肌内脂肪代谢的影响

IMF的含量取决于脂肪前体细胞数量和脂肪的合成能力，一般在出生前即被确定，而在育肥期可通过脂肪细胞质量的增加和体积的增大来实现脂肪的沉积。有研究发现，随着日粮能量水平的提高，牦牛背最长肌IMF含量显著增加(P<0.05)，蒸煮损失、失水率和剪切力显著降低(P<0.05)[5]。日粮能量水平可通过调控脂肪代谢相关基因的表达，作用于脂肪的合成、分解以及脂肪酸的转运途径，调控IMF沉积。王鸿泽[9]发现提高日粮能量水平有助于提高舍饲育肥牦牛屠宰性能和优质切块肉产量，促进脂肪合成基因及脂肪转运基因的表达，促进肌内脂肪沉积，提高PUFA含量，改善肉品质。以上研究说明，提高日粮能量水平有助于肌内脂肪的沉积，在牦牛养殖过程中可适当添加补饲以提高牦牛的屠宰性能。

1.2.2蛋白质对牦牛肌内脂肪代谢的影响

肌内脂肪含量作为重要的感官品质，与肉的大理石纹和风味相关。而蛋白质是机体主要的营养物质，也是机体主要的构成成分，不仅为机体提供能量，而且为机体提供许多具有重要生理功能的活性物质。李万栋等[10]在舍饲条件下，以不同营养水平日粮对生长期牦牛生长性能和营养物质表观消化率进行影响，发现蛋白质达到15.17%时，其营养物质表观消化率及牦牛体增重较好。此外，降低蛋白质代谢可提高脂肪分解。Gondret等[11]对肌间脂肪、肌内脂肪、皮下脂肪和肾周脂进行蛋白质组学研究过程中，鉴定到的蛋白主要参与脂肪生成、脂类分解、糖酵解和脂肪酸氧化过程，说明蛋白质对牦牛肌内脂肪代谢产生影响。且牦牛与普通牛相比，其蛋白质含量较高，刘亚娜等[12]对甘南牦牛肉与中国西门塔尔牛肉营养特性对比研究中，发现甘南牦牛肉蛋白质含量比中国西门塔尔牛肉相对值高出 9.12%(P<0.01)。同时，与文献报道中相比，甘南牦牛肉蛋白质含量分别比普通黄牛肉、荣昌猪肉、鸡肉、藏羊肉的相对值高出9.46%、21.14%、27.10%、20.90%。

1.3环境因素

环境因素可以影响动物的生长性能，同时对肌内脂肪的沉积也有影响[13]。牦牛分布在青藏高原及其毗邻的高海拔地区，由于受高海拔条件及非地带性高原山地气候的制约，牦牛体内脂肪和肌肉呈现“波浪式”的消长方式。在牧草充足的暖季，牦牛体重迅速增长，体内肌肉及脂肪组织都得到快速生长与囤积；而在冷季，在长达7个月的枯草期后体重下降至暖季的70%左右，体内肌肉与脂肪组织均大量消耗。自然放牧条件下的牦牛肉肌内脂肪含量较低，不及普通黄牛肉，但对牦牛进行育肥试验，在舍饲条件下，牦牛不仅获得了快速的体重增长，皮下脂肪及肌内脂肪均得到较好的沉积[14]。方雷等[15]以不同饲养方式对夏季牦牛生长性能进行研究，发现夏季放牧和放牧补料组牦牛肉中的蛋白含量显著高于夏季舍饲组和舍饲补料组，而脂肪含量显著低于夏季舍饲组和舍饲补料组。上述研究为通过环境因素调控牦牛肌内脂肪含量提供了理论依据。

2 影响牦牛脂肪沉积的相关基因

2.1脂肪型脂肪酸结合蛋白

脂肪型脂肪酸结合蛋白(Adipocyte fatty acid binding protein，A-FABP)属于脂肪酸结合蛋白家族，A-FABP不仅作为甘油三酯的贮存库在甘油三酯的形成及溶解过程中储存或释放大量脂肪酸，还参与细胞内脂肪酸的运输，结合进入细胞内的脂肪酸，并将其运输到氧化或酯化的相应位置[16]，在脂肪细胞中表达，对细胞内脂肪代谢具有重要作用[17]。有研究发现A-FABP在小鼠、猪、鸡等动物不同组织的表达特性研究中只在脂肪细胞中表达，邝良德等[18]对九龙牦牛A-FABP基因克隆及组织表达分析时，发现A-FABP在九龙牦牛脂肪、肌肉、心脏、肝脏、肾脏、脾脏中均表达，但在肺脏中未检测到其表达，其中A-FABP在脂肪组织中表达量极显著高于其他组织(P<0.01)；曹健等[19]对甘南牦牛、青海牦牛和天祝白牦牛A-FABP基因引物扩增区域发现5种等位基因A-E；其中天祝白牦牛只发现3种等位基因，而青海牦牛发现4种等位基因，这可能与牦牛类群的地域分布及选育程度有关。基因型与甘南牦牛胴体及肉质性状的关联性分析表明，2.5～3岁甘南牦牛AA型个体胴体重显著高于AC型(P<0.05)，4.5～5岁AA型嫩度极显著高于BB型(P<0.01)，AA型胴体重显著高于AB型(P<0.05)。A-FABP基因突变可作为牦牛胴体及肉质性状潜在分子标记位点。

2.2心脏脂肪酸结合蛋白

心脏脂肪酸结合蛋白(Heart fatty acid binding protein，H-FABP)又称FABP3，基因主要表达于心肌、骨骼肌以及脂肪细胞，其功能表现为促进细胞摄取脂肪酸，调节脂质代谢和其他细胞过程[17]。F.Gerbens等[20]发现H-FABPmRNA表达水平与肌内脂肪含量有明显相关，而H-FABP表达水平与肌内脂肪含量不相关；张明等[21]研究H-FABP在九龙牦牛肉质形成中的作用，发现H-FABP基因在九龙牦牛的心脏、脾脏、背最长肌和脂肪组织中表达，在肝脏和肾脏中未表达；在时序表达谱分析结果显示中，发现0.5岁牦牛背最长肌中的表达丰度显著高于3.5～5.5岁和9岁以上的牦牛(P<0.05)，3.5 ～5.5 岁牦牛背最长肌中的表达丰度显著高于9岁以上的牦牛。

2.3脂蛋白脂肪酶

脂蛋白脂肪酶(Lipoprotein Lipase，LPL)全称为三酯酰甘油蛋白脂酰基水解酶，是影响动物及人体脂肪沉积的关键酶之一，能够将血液中乳糜微粒和极低密度脂蛋白所携带的甘油三酯分解成甘油和脂肪酸，向有关组织提供合成甘油三酯所需的原料，对脂肪沉积起着重要的调控作用[22]。有研究发现，LPL基因主要在脂肪组织、心肌、骨骼肌和乳腺中表达，且LPL基因在脂肪组织和肌肉组织中可能具有不同的调控机制[23]。蒋艳艳等[24]在检测牦牛LPL基因在不同组织中的表达量研究中，发现甘南牦牛LPL基因在皮下脂肪和心脏中高表达。梁春年等[25]对5个牦牛品种共398头个体的LPL外显子7进行了多态性研究，分析了该基因与牦牛生长性状的相关性，发现牦牛LPL基因外显子7存在2个等位基因3种基因型。且该位点多态与牦牛的体重、体高、胸围存在显著相关(P>0.05)，BB型个体体重、体高、胸围显著高于AA和AB型个体。

3 小结

随着经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，人们对动物肉质的品质的要求也越来越高。因此，改善和提高肉品质是目前畜牧业面临的一个重要任务。而肌内脂肪含量的多少可直接影响肉的品质，尤其是肉的嫩度和多汁性，而日粮能量水平可提高牦牛肌内脂肪的含量，从而影响牦牛肉的嫩度；品种、性别、年龄和环境因素等也间接影响其肌内脂肪含量的变化。随着牦牛全基因组序列的测定和分子标记辅助选择技术在育种选育工作中的应用，以及国内外遗传育种学家对牦牛肉质性状的选育的大量研究，发现均可对肉质性状相关基因进行筛选及功能验证以实现肉质优良品种选育。因此，在牦牛养殖过程中除考虑营养、环境因素对其肉品质的影响，也可通过对肌内脂肪含量相关基因的应用从基因方面对其进行微观影响，从而达到改善牦牛肉品质的目的。