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宫内发育迟缓仔猪代谢和生产缺陷及其营养调控效应

作　者: 刘静波
导　师: 陈代文
学　校: 四川农业大学
专　业: 动物营养与饲料科学
关键词: DNA甲基化宫内发育迟缓叶酸高脂饲粮线粒体猪
分类号: S858.28
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

宫内发育迟缓(IUGR)是指哺乳动物的胚胎或器官在子宫内生长发育受损,未达到正常生长潜能,并通过改变基因组DNA甲基化模式和线粒体功能对后代个体生长性能和能量代谢造成持续性影响。为弄清IUGR仔猪代谢和生产缺陷及营养调控的效果,本文通过四个动物试验比较探讨了饲粮添加叶酸和脂肪含量对正常初生重(NBW)和IUGR仔猪基因启动子DNA甲基化、mtDNA生物合成、线粒体功能以及肉品质和骨骼肌蛋白质组的调控作用。试验一：考察断奶饲粮添加叶酸对不同初生重仔猪肝脏基因启动子DNA甲基化、mtDNA生物合成和线粒体功能的影响。试验采用2×2因子设计,将16头21日龄断奶NBW和16头IUGR雄性仔猪随机分到对照组(无叶酸添加)和叶酸添加组(5mg/kg叶酸),每个处理8个重复,每个重复一头猪,试验期21天。结果表明：饲粮添加叶酸可缓解IUGR对仔猪肝脏Mn-SOD酶活力(P<0.01)、mtDNA含量(P<0.01)、糖皮质激素受体(GR)和过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPARa)启动子DNA甲基化及其相关基因(?)nRNA表达量的影响(P<0.05)。IUGR仔猪PPAR辅因子-1α(PGC-lα)、细胞核呼吸因子-1(NRF-1)、线粒体转录因子A(TFAM)、线粒体单链结合蛋白(mtSSB)、线粒体聚合酶Y(mt polr)、柠檬酸合酶(CS)、腺苷三磷酸合成酶(ATPS)、细胞色素c氧化酶(CcOX)I(?)(?)CcOX V基因mRNA表达量显著低于NBW仔猪(P<0.01)。饲粮添加叶酸可显著降低仔猪血浆同型半胱氨酸浓度、提高肝脏谷胱甘肽过氧化物酶活力(P<0.01)、改善IUGR对PGC-1α、NRF-1、TFAM、mt SSB和]nt polr基因表达的影响(P<0.05)。试验二：考察母猪饲粮添加叶酸对不同初生重仔猪肝脏基因启动子DNA甲基化、mtDNA生物合成和线粒体功能的影响。试验将32头初产母猪配种后随机分到对照组(1.3mg/kg叶酸)和叶酸添加组(30mg/kg叶酸),每个处理16个重复,每个重复1头母猪。仔猪28日龄断奶时从对照组和叶酸添加组分别选取16头IUGR和16头NBW仔猪屠宰取肝脏样本。结果表明,饲粮添加叶酸可显著降低仔猪肝脏GR基因启动子甲基化程度(P<0.01)。母猪采食对照饲粮所生IUGR仔猪肝脏PPARa基因启动子DNA甲基化程度显著降低(P<0.05)。IUGR降低仔猪肝脏线粒体态3阶段氧气消耗、线粒体呼吸控制率、膜电位和ATP浓度(P<0.01)。饲粮添加叶酸可缓解IUGR对仔猪肝脏mtDNA含量、PGC-1α、TFAM、解偶联蛋白-3(UCP-3)和CcOX IV基因mRNA表达量的影响(P<0.05)。试验三：研究妊娠期母猪叶酸摄入量、初生重和高脂饲粮对育肥猪骨骼肌mtDNA生物合成和线粒体功能的影响。选用16头NBW和16头IUGR育肥猪(20周龄,来源于试验二),采用2x2x2因子试验设计,将来源于对照组和叶酸添加组母猪所生NBW和IUGR猪达到20周龄时随机分配到低脂饲粮组(无脂肪添加)和高脂饲粮组(添加10%猪油),每个处理4个重复,每个重复1头猪,试验期四周。结果指出,IUGR降低育肥猪ADFI、ADG、血浆胰岛素和瘦素水平(P<0.05)。IUGR猪骨骼肌糖原和ATP浓度显著低于NBW猪,而丙二醛浓度显著高于NBW猪(P<0.01)。育肥猪采食高脂饲粮可显著降低骨骼肌糖原含量,提高丙二醛和甘油三脂含量(P<0.01)。IUGR和高脂饲粮降低骨骼肌乳酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶活力(P<0.01)。IUGR猪骨骼肌线粒体态3呼吸时氧气消耗、呼吸控制率、膜电位、以及PGC-1α、 TFAM、NRF-1、mt polr、CS、CcOX I和CcOX V基因mRNA表达丰度显著低于NBW猪(P<0.05)。采食高脂饲粮可减少猪骨骼肌膜电位和mtDNA含量(P<0.01)。试验四：研究断奶后采食高脂饲粮对不同初生重仔猪生长性能,肉品质和骨骼肌蛋白质组的影响。试验采用2×2因子设计,将20头NBW和20头IUGR仔猪随机分到低脂饲粮组(无油脂添加)和高脂饲粮组(添加10%猪油),每个处理10个重复,每个重复1头猪。试验从仔猪断奶开始直至体重达到110千克。结果表明,IUGR猪ADFI、ADG、屠宰率、pH45mi、肌肉亮度和滴水损失显著低于NBW猪,而料肉比、背膘厚、眼肌面积、肌内脂肪含量、剪切力、肌肉黄度和红度显著高于NBW猪(P<0.01)。采食高脂饲粮能够提高ADG、肌肉黄度和亮度,降低ADFI和料肉比(P<0.01)。蛋白质组学分析表明,IUGR减少与肌肉剪切力相关的肌球蛋白重链和肌钙蛋白表达量以及与能量代谢相关的丙酮酸激酶和磷酸甘油变位酶表达量(P<0.05)。此外,IUGR增加与肌内脂肪沉积相关的脂肪酸结合蛋白和载脂蛋白表达量,提高屠宰后与pH变化相关的L-乳酸脱氢酶表达量以及与肌肉收缩相关的钙调蛋白和钙网蛋白表达量(P<0.05)。饲粮脂肪含量影响肌球蛋白、肌球蛋白轻链、磷酸葡萄糖变位酶、烯醇化酶和热休克蛋白的表达量(P<0.05)。综上所述,本研究结果表明,(1) IUGR损伤仔猪后期生长性能,并通过改变与脂质代谢相关基因DNA甲基化模式及其mRNA表达量、(?)mtDNA生物合成和线粒体功能等途径影响后代个体能量代谢,对胴体组成、肌内脂肪沉积和屠宰后骨骼肌糖酵解过程造成显著影响。(2)断奶后饲粮添加叶酸或妊娠期母猪饲粮添加叶酸可部分缓解IUGR对仔猪肝脏mtDNA生物合成、基因启动子DNA甲基化模式及其相关基因(?)mRNA表达量的影响,但妊娠期母猪饲粮添加叶酸无法缓解IUGR猪育肥期或生长育肥全期饲喂高脂饲粮对骨骼肌线粒体造成的氧化性损伤,从而影响能量代谢,增加背膘和肌内脂肪沉积。

全文目录

摘要  6-9
Abstract  9-12
常用符号说明  12-15
前言  15-17
第一部分文献综述  17-27
  1 宫内发育迟缓  17-22
  2 营养调控宫内发育迟缓研究进展  22-25
  3 前期研究存在问题  25-27
第二部分研究目的、意义、内容和技术路线  27-29
  1 研究目的  27
  2 研究意义  27
  3 研究内容  27-28
  4 技术路线  28-29
第三部分试验研究内容  29-99
  试验一断奶后添加叶酸对宫内发育迟缓仔猪肝脏基因启动子DNA甲基化、线粒体DNA生物合成与功能的影响  29-50
    1 材料方法  29-36
    2 试验结果  36-40
    3 讨论  40-49
    4 小结  49-50
  试验二妊娠期母猪饲粮添加叶酸对宫内发育迟缓仔猪肝脏基因启动子DNA甲基化、线粒体DNA生物合成与线粒体功能影响  50-68
    1 材料方法  50-55
    2 试验结果  55-57
    3 讨论  57-67
    4 小结  67-68
  试验三母猪饲粮添加叶酸对后代育肥期脂质代谢和骨骼肌线粒体功能的影响  68-82
    1 材料方法  69-71
    2 试验结果  71-73
    3 讨论  73-81
    4 小结  81-82
  试验四宫内发育迟缓仔猪生长育肥期对高脂饲粮的代谢利用能力及其机制  82-99
    1 材料方法  82-86
    2 试验结果  86-87
    3 讨论  87-98
    4 小结  98-99
第四部分结论与创新性  99-101
  1 本研究小结与结论  99-100
  2 本研究的创新点  100-101
参考文献  101-115
致谢  115-116
攻读博士期间发表的与本论文相关的文章  116

宫内发育迟缓仔猪代谢和生产缺陷及其营养调控效应

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