基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)在肉品質(zhì)研究中的應(yīng)用研究進展

摘 要：基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)研究的前沿與熱點。近年來，基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等組學(xué)技術(shù)已經(jīng)在食品科學(xué)研究領(lǐng)域獲得一定程度的應(yīng)用。本文總結(jié)分析了基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)最新研究技術(shù)，同時綜述了基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)在肉品質(zhì)研究中的最新應(yīng)用進展，并展望了這2 種組學(xué)在肉品工業(yè)中應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：基因組學(xué)；蛋白質(zhì)組學(xué)；肉品質(zhì)；最新進展

Abstract： Genomics and proteomics are the frontier and hot topics in the field of life science research. In recent years， genomics， proteomics and other omics have been considerably applied in the field of food science. This paper summarizes the latest progress in genomics and proteomics and their application in meat quality research. Future prospects for the application of genomics and proteomics in the meat industry are also forecasted in this paper.

Key words： genomics； proteomics； meat quality； latest progress

DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.12.006

中圖分類號：TS251.1 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2016）12-0028-07

引文格式：

張素紅， 孫術(shù)國， 羅章， 等. 基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)在肉品質(zhì)研究中的應(yīng)用研究進展[J]. 肉類研究， 2016， 30（12）： 28-34. DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.12.006. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

ZHANG Suhong， SUN Shuguo， LUO Zhang， et al. Recent progress in the application of genomics and proteomics in meat quality research[J]. Meat Research， 2016， 30（12）： 28-34. （in Chinese with English abstract） DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.12.006. http：//rlyj.cbpt.cnki.net

自人類基因組計劃（human genome project，HGP）啟動以來，基因組學(xué)便應(yīng)時而生[1-2]，隨后生命科學(xué)研究的熱點已逐步從解析生命的全套遺傳信息轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)研究這些遺傳信息所代表的生物學(xué)功能，即對蛋白質(zhì)進行研究，由此產(chǎn)生了蛋白質(zhì)組學(xué)[3]。如今，生命科學(xué)研究已進入到了多組學(xué)時期，基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)作為組學(xué)技術(shù)中最具代表性的闡述生命現(xiàn)象本質(zhì)的、高通量的系統(tǒng)性研究技術(shù)，已滲透到生命科學(xué)的各個領(lǐng)域[4]。肉制品不僅是人類日常三餐中不可缺少的食物，也是人體七大必需營養(yǎng)素之一（蛋白質(zhì)）的重要來源，其品質(zhì)的大幅下降問題已成為國內(nèi)外人們共同關(guān)注的熱點話題。目前，利用基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)聯(lián)合對肉品質(zhì)的研究報道還相對較少，本文綜述了基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)最新研究技術(shù)及其在肉品質(zhì)研究中的最新應(yīng)用進展，以期為相關(guān)的科學(xué)研究提供參考。

1 基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及其最新研究技術(shù)

1.1 基因組學(xué)及其最新研究技術(shù)

基因組學(xué)由美國科學(xué)家Thomas Roderick于1986年首次提出，其是指對各種生物進行基因組圖譜的繪制、基因組序列的測定和基因功能分析的一門學(xué)問[5]?；蚪M學(xué)包括結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)，前者以全基因組測序為目標(biāo)，后者以基因功能鑒定為目標(biāo)[6-7]。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)是以繪制基因圖譜、分析基因序列的方式將生物體內(nèi)全部的遺傳信息展現(xiàn)出來。其研究技術(shù)主要有：核酸測序的微量化技術(shù)、高通量DNA測序技術(shù)、單核苷酸測序法等。而功能基因組學(xué)是在結(jié)構(gòu)基因組學(xué)的基礎(chǔ)上，由研究單個基因或蛋白質(zhì)的功能擴展到同時對多個基因或蛋白質(zhì)進行系統(tǒng)研究。其研究技術(shù)主要有：微陣列分析（基因芯片）、基因沉默技術(shù)、基因敲除、反義RNA、分子雜交、全基因組關(guān)聯(lián)分析（genome-wide association study，GWAS）、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）技術(shù)、基因表達技術(shù)系列分析（serial analysis of gene expression，SAGE）等[8]。

目前由美國Doudna教授和德國Charpentier教授共同在Science上發(fā)表以RNA為向?qū)г隗w外建立的CRISPR/Cas9技術(shù)是學(xué)術(shù)界公認的最先進的基因編輯方法[9]，能夠?qū)崿F(xiàn)對基因較為精準(zhǔn)和高效地編輯，被認為是遺傳研究領(lǐng)域的革命性技術(shù)，但該技術(shù)它也存在著一個明顯的不足是易脫靶[10-11]，即gRNA與靶DNA序列之間存在錯配，向?qū)NA容易形成二級結(jié)構(gòu)等，而且此技術(shù)的脫靶效應(yīng)無特定規(guī)律，難于預(yù)測[12]。2016年5月，河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院韓春雨團隊打破了學(xué)術(shù)界CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的專利壟斷，發(fā)明了首個“中國創(chuàng)造”尖端基因編輯技術(shù)NgAgo-gDNA，此技術(shù)的核酸酶是一種存在于格氏嗜鹽堿桿菌（Natronobacterium gregoryi）中的Argonaute內(nèi)切核酸蛋白，以DNA為向?qū)?，可以相對精?zhǔn)地切割基因組靶點。與CRISPR Cas9相比，NgAgo-gDNA具有潛在的優(yōu)勢，其對向?qū)蛄?靶序列錯配容忍度很低，且向?qū)гO(shè)計制作簡便，同時因為NgAgo要比CRISPR/Cas9多結(jié)合5 個堿基，所以精確性將會比CRISPR/Cas9提高1 024 倍。除此之外NgAgo-gDNA技術(shù)可編輯基因組內(nèi)的任何位置，且對游離于細胞核內(nèi)的DNA具有更高的切割效率，這大大提高了基因編輯的可能性[13]。目前，NgAgo-gDNA技術(shù)具有很大的推廣應(yīng)用價值，其可用于對微生物、動植物基因進行精準(zhǔn)改造，以及用于乙肝、艾滋病或某些遺傳性疾病的治療，另外其在人類血液、器官的編輯與再造方面具有重要意義，在醫(yī)療、新藥研制、畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)等范疇具有很大的應(yīng)用潛力。

1.2 蛋白質(zhì)組學(xué)及其最新研究技術(shù)

蛋白質(zhì)組即細胞、組織或機體在特定時間和空間上表達的所有蛋白質(zhì)[14-15]。蛋白質(zhì)組學(xué)則以蛋白質(zhì)組為研究對象，采用高通量的蛋白質(zhì)分離手段與鑒定技術(shù)全面解析一種細胞乃至一種生物所表達的所有蛋白質(zhì)的一門新興學(xué)科[16]。因其具有動態(tài)性、時間性、空間性和特異性，更能在分子水平上系統(tǒng)地闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì)及活動規(guī)律[17]。

蛋白組學(xué)研究技術(shù)包括：用于分離蛋白質(zhì)的雙向凝膠電泳（2-dimensional gel electrophoresis，2-DE）、雙向熒光差異電泳（2-D fluorescence difference gel electrophoresis，2D-DIGE）、毛細吸管電泳和色譜法（如高效液相色譜、二維液相色譜）[18]。用于鑒定蛋白質(zhì)的生物質(zhì)譜（mass spectrometry，MS）（如電噴霧電離-串聯(lián)質(zhì)譜、基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜）[19]、

肽質(zhì)量指紋譜蛋白質(zhì)鑒定、蛋白芯片等[18]。生物信息學(xué)中的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫有蛋白質(zhì)核苷酸序列數(shù)據(jù)庫（蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫SWISS-PROT（http：//cn.expasy.org/sprot）、蛋白質(zhì)信息資源-蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫（Protein Information Resource-Protein Sequence Database，PIR-PSD）、美國國立生物學(xué)研究中心（National Center for Biotechnology Infortation，NCBI）、歐洲分子生物學(xué)實驗室（European Molecular Biology Laboratory，EMBL）、日本國家遺傳學(xué)研究所（DNA Date Bank of Japan，DDBJ）等）；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫（Protein Date Bank，PDB）、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類數(shù)據(jù)庫（Structural Classification of Proteins，SCOP）、CATH（Class-Architecture-Topology-Homology）（http：//www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/cath）等）；蛋白質(zhì)功能數(shù)據(jù)庫（基因本體論（gene ontology，GO）、蛋白質(zhì)直系同源簇數(shù)據(jù)庫（Cluster of Orthologous Groups of proteins，COG）、京東基因和基因組百科全書（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）等）[20-21]。

蛋白質(zhì)組學(xué)是以基因編碼的全部蛋白質(zhì)組為研究對象，在大規(guī)模水平上對蛋白質(zhì)的調(diào)控規(guī)律、功能聯(lián)系等進行多方位、多角度分析。過去科學(xué)家們大都致力于對蛋白質(zhì)組進行定性研究，但這并不能全面地解讀蛋白質(zhì)，因此還需對其進行定量研究。目前同位素標(biāo)記相對和絕對定量（isobaric tags for relative and absolute quantitation，iTRAQ）技術(shù)是蛋白質(zhì)組學(xué)中最新的蛋白定量技術(shù)，該技術(shù)是于2004年由美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司研發(fā)的一種體外同種同位素標(biāo)記技術(shù)[22]。該技術(shù)利用多種同位素試劑標(biāo)記蛋白多肽N末端或賴氨酸側(cè)鏈基團，經(jīng)串聯(lián)質(zhì)譜分析后，可同時定量比較多達8 種樣品之間的蛋白質(zhì)表達量[23]，并具有高通量、重復(fù)性好、敏感性高、分析范圍廣等優(yōu)點[24]。iTRAQ技術(shù)作為新興的高通量蛋白質(zhì)組學(xué)定量手段，在不斷優(yōu)化的同時，也已廣泛應(yīng)用于微生物、動植物、醫(yī)藥、食品等生命科學(xué)的各個領(lǐng)域。該技術(shù)可用于篩查和尋覓任何因素導(dǎo)致的不同種樣品間的特異性表達蛋白[24]，這有助于闡明疾病的發(fā)病機理以及對疾病的預(yù)防、診斷、愈后和療效監(jiān)測[15]，該技術(shù)也可尋找新的、潛在的藥物靶標(biāo)和疫苗靶分子用于臨床治療藥物的開發(fā)。此外，該技術(shù)還可用于畜禽動物中的肉品質(zhì)、乳品質(zhì)、羊絨毛品質(zhì)鑒定、免疫反應(yīng)以及對大鼠、小鼠神經(jīng)系統(tǒng)的蛋白質(zhì)組差異性進行研究，這為尋找生物標(biāo)志物及蛋白質(zhì)組的定量研究提供了可靠依據(jù)[26-28]，同時也為更為復(fù)雜的食品體系研究提供新的研究方法。

2 基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)在肉品質(zhì)研究中的最新應(yīng)用進展

2.1 基因組學(xué)在肉品質(zhì)研究中的應(yīng)用

2.1.1 在肉制品真?zhèn)舞b別中的應(yīng)用

肉類制假、摻假問題不僅嚴重侵害了消費者權(quán)益、身體健康，還影響進出口貿(mào)易。目前，基因組學(xué)技術(shù)在肉制品真?zhèn)舞b別中的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛。Iwobi等[29]指出基因芯片技術(shù)可同時檢測8～14 種的動物肉制品，而且有較高的檢測效率和靈敏度，重現(xiàn)性較好，該方法可以檢測出0.1%～0.5%的動物成分。有研究[30]將一種基于DNA的LCD芯片與物種特異性PCR結(jié)合應(yīng)用于檢測南非零售商店及屠宰場的139 種加工肉制品，發(fā)現(xiàn)68%的肉樣成分與其標(biāo)簽不符。朱業(yè)培等[31]運用PCR結(jié)合基因芯片的技術(shù)對6 種動物（牛、羊、豬、馬、鹿、兔）的動物源性成分進行了鑒別，該方法能同時快速、準(zhǔn)確地檢測上述6 種動物源性成分，并且檢測牛肉和馬肉成分時絕對靈敏度可達0.5 pg，實際靈敏度可達0.001%，該方法具有較強的特異性與較高的靈敏度，能夠用來檢測和鑒別生、熟肉制品中的多種動物源性成分。陳涓涓等[32]運用優(yōu)化后的熒光PCR技術(shù)對可能作為原料摻入牛肉及其制品中的肉類原料（豬肉、雞肉和鴨肉）的混合樣品和市售樣品進行了檢測，證明了該鑒別體系在肉制品真?zhèn)舞b別中具有較高的實際應(yīng)用價值。在豬肉慘假鑒別中，有學(xué)者選取線粒體Cytb和12S rRNA分別作為豬肉和家禽肉的靶基因，并利用特異性雙重PCR技術(shù)對這2 種肉同時進行鑒定，發(fā)現(xiàn)這種方法可允許家禽肉中添加1%～75%的豬肉，且靈敏度可達0.1%[33]。Amaral等[34]運用PCR方法對香腸中的野兔、家兔、馬鹿、豬和母牛成分的鑒別進行了研究，靈敏度可達0.01%～0.10%。

2.1.2 在肌內(nèi)脂肪研究中的應(yīng)用

肌內(nèi)脂肪（intramuscular fat，IMF）是動物肌肉的重要組成成分，其含量可引起肉的色澤、風(fēng)味、嫩度、持水力等發(fā)生變化，許多研究已經(jīng)證明某些基因與IMF相關(guān)。因此基因組學(xué)為IMF相關(guān)基因的篩選及功能鑒定提供了有利的技術(shù)平臺。王文立[35]利用基因芯片技術(shù)、生物信息學(xué)分析技術(shù)以及熒光定量PCR技術(shù)篩選和驗證了IMF含量不同的大白豬與松遼黑豬背最長肌中差異性表達的基因，研究發(fā)現(xiàn)AK3L1、Adipo Q、PPARGC-1、PRKAG、NOR-1、CA3和UCP3基因驗證結(jié)果與芯片結(jié)果一致，這為深入研究調(diào)控豬IMF沉淀的關(guān)鍵功能基因和相應(yīng)的信號通道夯實了基礎(chǔ)。黃愛霞[36]采用實時熒光定量PCR等技術(shù)，分析了雞胸肉中瘦素受體編碼基因（LEPR）的表達量及其與IMF的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)LEPR基因的表達量與IMF的含量呈一定的正相關(guān)性。Kazala等[37]研究了膈肌肋脂中激素敏感脂肪酶（hormone-sensitive triglayceride lipase，HSL）的活性與其含量之間的關(guān)系，結(jié)果表明，牛肌肉中HSL活性與IMF的含量相關(guān)，并說明該項研究在牛新品種選育中具有重要價值。戢爽[38]運用基因芯片技術(shù)，分析了延邊黃牛皮下脂肪、腹部脂肪以及背最長肌不同脂肪沉積部位的基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機制，確認了脂肪沉積相關(guān)候選基因及其重要代謝通路，這為肉牛育種過程中肉質(zhì)性狀的改良奠定了理論基礎(chǔ)。袁章琴[39]

采用生物信息學(xué)和DNA芯片技術(shù)對影響豬脂肪變性的關(guān)鍵基因進行了研究，并分析了新基因pFAM134B在豬脂肪變性中的作用，發(fā)現(xiàn)該基因可促進肌內(nèi)脂肪的變性。

2.1.3 在肉制品微生物檢測中的應(yīng)用

肉制品在生產(chǎn)和銷售的各個環(huán)節(jié)中，由于其營養(yǎng)豐富極易被外界環(huán)境及自身攜帶微生物污染而腐敗變質(zhì)，不僅降低了其食用價值，也危及到人體健康，因此有必要對其腐敗微生物進行檢測，基于高通量基因組學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，其被廣泛應(yīng)用于肉制品微生物檢測中。袁偉等[40]應(yīng)用PCR技術(shù)對肉鴨屠宰加工中沙門氏菌的污染進行了研究，成功擴增出沙門氏菌標(biāo)準(zhǔn)株和分離株的275 bp目的片段，靈敏度可達1.2 pg；同時在肉鴨屠宰鏈中也檢測出沙門氏菌存在。陳雪蓮[41]研究了某地肉制品中金黃色葡萄球菌femA基因和沙門氏菌invA基因，發(fā)現(xiàn)此方法具有極好的特異性和敏感性，可以在肉制品檢測中有很大的應(yīng)用前景。陳曉[42]研究引起肉制品腐敗的腐敗菌，并對其分離純化，應(yīng)用PCR技術(shù)分析其導(dǎo)致腐敗的原因，此方法特異性、靈敏性和重復(fù)性較好。宋東曉[43]

建立的檢測方法是針對大腸桿菌和鞭毛的抗原基因以檢測牛肉中常見的3 種食源性致病菌，分別是沙門氏菌、單增李斯特菌和大腸桿菌O157：H7。結(jié)果表明，此方法具有較高的靈敏性、特異性和符合率，能夠簡單、快速地同時檢測出牛肉中的一種或多種致病菌，這為3 種病原菌的控制奠定了基礎(chǔ)。潘彭媛[44]利用比較先進的三重PCR技術(shù)對雞肉中的病原菌做了檢測；周巍[45]將基因芯片技術(shù)應(yīng)用于肉中的食源性致病菌的檢測，也取得了一定的成果。因此，基因組學(xué)在肉制品微生物檢測方面非常重要。

2.1.4 在畜禽基因敲除和定點突變中的應(yīng)用

CRISPR/Cas9系統(tǒng)作為基因組學(xué)技術(shù)中一種新興技術(shù)，其已廣泛應(yīng)用于畜禽基因敲除和定點突變。有研究報道，利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)可對豬、兔、山羊、綿羊等畜禽動物進行基因敲除和定點突變研究。如Han等[46]利用CRISPR/Cas9技術(shù)成功敲除了綿羊的肌肉生成抑制素（myostatin，MSTN）基因，其突變效率可達19.3%。Ni等[47]有效地利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對山羊主要成纖維細胞中的單對等位基因和雙等位基因進行繼續(xù)基因編輯，效率可達9%～70%。華文君等[48]采用CRISPR/Cas9技術(shù)成功篩選了豬MSTN基因敲除陽性細胞并對其進行了基因表達定量分析。張冬杰等[49]利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對定點突變豬MSTN基因進行了研究，該系統(tǒng)的突變效率為38%，高于利用該系統(tǒng)突變綿羊MSTN基因的效率（19.3%）。有學(xué)者[50]采用CRISPR/Cas9系統(tǒng)獲得了15 個酪氨酸酶（tyrosinase，TYR）基因突變豬和20 個PARK2、PINK1雙基因敲除豬，并且全是純合子，無致突變性，與傳統(tǒng)雜交育種相比，具有效率高、時間短的優(yōu)勢。由此可知，CRISPR/Cas9這種基因編輯系統(tǒng)在禽畜基因敲除、定點突變、基因改良以及新品種的選育中的應(yīng)用愈發(fā)

廣泛。

2.2 蛋白質(zhì)組學(xué)在肉品質(zhì)中的應(yīng)用

2.2.1 在肉制品真?zhèn)舞b別中的應(yīng)用

2013年涉及英國、法國、瑞典等多達歐洲16 個國家的“馬肉風(fēng)波”曝光以來，世界各國對肉及肉制品摻假問題分外重視[51]。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的日臻完善，其在肉類真?zhèn)舞b別中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。早在1993年，Taylor等[52]

通過電噴霧質(zhì)譜法（electron spray mass spectrometry，ESMS）對純化后的豬、牛、羊、馬的蛋白混合樣品進行檢測，發(fā)現(xiàn)牛血紅蛋白中摻入了10%的馬血紅蛋白，但此法只限于檢測純化后的蛋白混合樣品。Leitner等[53]采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜對添入肉類產(chǎn)品中的大豆蛋白與膠原蛋白進行了檢測。Sentandreu等[54]通過OFFGEL等電子對焦對提取后的肌原纖維蛋白中的肌球蛋白輕鏈3進行富集，并用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測了經(jīng)胰蛋白酶分解后生成的肽或氨基酸，可檢測出豬肉中摻入0.5%的雞肉成分。Montowska等[55]采用二維電泳技術(shù)從牛、豬、雞、火雞、鴨、鵝的生鮮及加工樣品中鑒定出了可以差異表達的蛋白質(zhì)，其中調(diào)節(jié)蛋白、代謝酶、某些肌原纖維蛋白和肌原纖維血漿蛋白可用作動物源性成分鑒別的蛋白靶標(biāo)。

2.2.2 在肉嫩度中的應(yīng)用

風(fēng)味、質(zhì)地、色澤等是肉制品重要的食用質(zhì)量指標(biāo)，其中質(zhì)地品質(zhì)中嫩度是相當(dāng)重要的，它不僅影響著消費者對肉及肉制品的選擇，也影響著烹飪?nèi)?、加工肉的感官品質(zhì)。隨著高通量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的日趨完善，其在肉嫩度方面的應(yīng)用也越來越廣泛。Taylor等[56]認為鈣蛋白酶在肉嫩化中起著主要作用，事實上它是通過抑制蛋白活性來間接抑制宰后肌肉中的鈣蛋白酶活力。Freking等[57]指出羊肥臀是由于18號染色體端粒附近的一個小的基因區(qū)域發(fā)生了突變使鈣蛋白酶活力提高2～3 倍所引起的。Koohmaraie等[58]研究了羊肥臀對肌肉生長和肉質(zhì)性狀的影響，發(fā)現(xiàn)肥臀羊與其他類別的羊相比，除了宰后肌肉結(jié)構(gòu)的變化速率較慢外沒有較大差別，這表明鈣蛋白酶和鈣蛋白酶抑制蛋白與肉嫩化存在一定的相關(guān)性。Lametsch等[59]對鈣蛋白酶誘導(dǎo)的肌纖維蛋白降解圖譜以及肌原纖維蛋白的降解進行了闡述，發(fā)現(xiàn)肌原纖維蛋白中肌動蛋白和肌球蛋白重鏈即使發(fā)生輕微降解都會影響肉的嫩度，但其與肉嫩化之間的相關(guān)性還需進一步研究。用二維凝膠電泳技術(shù)研究長白豬和韓國本土黑豬屠宰后蛋白質(zhì)水解對其肉質(zhì)的影響時發(fā)現(xiàn)，肉的嫩度與肌動蛋白α1也有一定的相關(guān)性。

2.2.3 在肉持水性中的應(yīng)用

肉的品質(zhì)很重要的一個特性就是持水性，對肉的各方面品質(zhì)都會有影響，例如感官品質(zhì)、食用品質(zhì)等。除此之外，還會影響肉的經(jīng)濟價值。近些年來，研究得出肉的持水性和其新陳代謝密不可分，但是關(guān)于此方面的研究只取得了很小的進展。一些豬肉具有失水表現(xiàn)型的單基因模型，如不同的鈣通道受體和一般被稱作RN基因（豬肉酸肉基因）的PRKAG3候選基因等[61]。Lametsch等[62]研究得出由于某種酶的控制使葡萄糖的轉(zhuǎn)運受到影響，從而影響蛋白質(zhì)組學(xué)。而這些結(jié)果也能對豬肉失水現(xiàn)象進行解釋。有研究發(fā)現(xiàn)，生肉滴水現(xiàn)象主要是因為肉體的pH值變化最終引起肌動蛋白肌絲的收縮。特別是在尸僵前pH值急劇下降的狀況下，蛋白質(zhì)變性也可導(dǎo)致持水性下降[63]。van Laack[64]指出PSE（pale-soft-exudative）肉是由于肌漿蛋白變性，降低了肉的持水能力所造成的，這不僅闡釋了PSE肉的形成原因，還說明了肌漿蛋白在肉持水能力中的關(guān)鍵作用。Huff-Lonergan等[65]

研究了不同年齡與性別的牛屠宰后其持水性與肌聯(lián)蛋白和伴肌動蛋白降解的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)這些蛋白的降解也與肉的持水性相關(guān)。Penny等[66]也提出，肌原纖維蛋白的變性程度與肉持水性的下降息息相關(guān)。

2.2.4 在畜禽疾病預(yù)防及肉品質(zhì)改善中的應(yīng)用

有研究將iTRAQ技術(shù)與二維液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（two-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry，2D-LC-MS/MS）相結(jié)合應(yīng)用于分析肺泡巨噬細胞中感染組與未感染組的豬圓環(huán)病毒Ⅱ型（porcine circovirus type 2，PCV2）的差異蛋白表達情況中發(fā)現(xiàn)，在感染后的不同時間段內(nèi)鑒定得到了145 個顯著差異的細胞蛋白，并且這些差異蛋白與細胞結(jié)構(gòu)、細胞黏連、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及它們的相互作用等生物過程相關(guān)，為后期闡明PCV2的發(fā)病機制奠定了基礎(chǔ)[67]。Nagaraj等[68]對抗感染綿羊和易感綿羊分別提取了經(jīng)線蟲感染3 d后的胃黏膜組織的總蛋白，并通過iTRAQ技術(shù)從鑒定到的4 468 個蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)有158 個是差異性表達蛋白，且80 個是上調(diào)的、78 個是下調(diào)的。并且發(fā)現(xiàn)三葉肽因子2

（trefoil factor 2，TFF2）和環(huán)指蛋白126（ring finger protein 126，RNF126）在抗感染綿羊胃中高度表達，腺苷脫氨酶（adenosine deaminase，ADA）和胃動蛋白3（gastrokine-3，GKN3）在易感綿羊中高度表達，由此確定綿羊體內(nèi)存在抗線蟲感染能力增強的生物標(biāo)志物。Golovan等[69]利用iTRAQ技術(shù)對豬肝細胞中的1 476 種蛋白進行處理，并在錯誤識別率小于5%的條件下分析了其中880 種蛋白，發(fā)現(xiàn)與能量代謝、分解代謝、生物合成、電子傳遞、氧化還原酶類反應(yīng)等有關(guān)的蛋白含量都顯著增加了，這些蛋白在肝臟作為化學(xué)和能量工廠這一角色中都發(fā)揮著重要的作用。Huang等[70]采用iTRAQ技術(shù)與2DLC-MS/MS相結(jié)合的方法，在錯誤率小于5%的條件下從健康奶牛和乳腺炎奶牛乳腺組織的6 499 個蛋白提取物中鑒別出768 個蛋白，其中36 個上調(diào)、19 個下調(diào)，并提出α1-Ⅰ型膠原基因（COL1A1）和α球蛋白抑制基因H4（ITIH4）在乳腺感染后期的上調(diào)表達可能與組織損傷和修復(fù)相關(guān)聯(lián)。Zhang等[71]利用iTRAQ技術(shù)鑒定出不同濃度氨氣條件下雞肝臟組織中的30 個與營養(yǎng)代謝、免疫應(yīng)答、轉(zhuǎn)錄和翻譯、應(yīng)激反應(yīng)及解毒作用相關(guān)的差異性蛋白，尤其是β-1半乳糖苷酶（beta-1 galactosidase，GLB1）和A激酶錨定蛋白（A-kinase anchor protein 8-like，AKAP8L），且已有科學(xué)家提出這2 種蛋白可作為慢性肝損傷的生物標(biāo)志物，這為預(yù)防肝損傷的進一步研究提供了新的依據(jù)。上述這些研究為蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在改善畜禽肉品質(zhì)以及疾病預(yù)防等研究中提供了理論依據(jù)。

3 結(jié) 語

目前，基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)日趨完善，尤其是在功能基因組學(xué)、疾病蛋白質(zhì)組學(xué)及差異蛋白質(zhì)組學(xué)方面的發(fā)展特別迅速，其影響已深入到生命科學(xué)的各個領(lǐng)域。并在重大疾病發(fā)生機制、診斷、治療、新藥研發(fā)等領(lǐng)域取得了輝煌的成就。生物體是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，單一的使用基因組學(xué)或蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)來闡明復(fù)雜的生命現(xiàn)象是很困難的，而且這2 種技術(shù)各自都有不足之處，比如基因組學(xué)難以精確地體現(xiàn)蛋白質(zhì)的質(zhì)與量，因而不能直接從分子層面來解析各種生命現(xiàn)象。雖然蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)技術(shù)已取得了很大的進步，但它還不能做到檢測生物體中的所有蛋白質(zhì)，如對多種低豐度調(diào)控蛋白的分離。因此只有將2 種組學(xué)技術(shù)聯(lián)合使用，才能克服各自技術(shù)的不足，進而從基因和蛋白質(zhì)水平上全面、系統(tǒng)地闡明復(fù)雜的生命現(xiàn)象。如賀花[72]采用基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)對影響秦川牛肌肉生長發(fā)育的相關(guān)基因和蛋白質(zhì)進行了研究，獲得了秦川牛背最長肌在基因水平和蛋白水平上的數(shù)據(jù)信息，不僅為研究背最長肌發(fā)育過程中基因結(jié)構(gòu)和基因功能的變化以及代謝通路的調(diào)控等提供了理論依據(jù)，還有助于了解秦川牛肌肉發(fā)育的分子機制和表型差異，最終為消費者提供健康優(yōu)質(zhì)的牛肉產(chǎn)品。這為基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)在肉品質(zhì)研究中的應(yīng)用提供了新的思路。

在當(dāng)前的組學(xué)研究中基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)是最具有代表性的顯現(xiàn)生命現(xiàn)象本質(zhì)的、高通量的系統(tǒng)性研究技術(shù)?？梢灶A(yù)計，隨著基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的日趨完善，其聯(lián)用技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域，尤其是肉品質(zhì)研究領(lǐng)域?qū)⒕哂懈鼜V闊的應(yīng)用前景。

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