项目文章Meat Science（IF 7.1）| 内蒙古农业大学利用TMT标记蛋白组学探究羔羊骨骼肌和肉质发育机制

杜泊羊(♂)和小尾寒羊(♀)杂交母羊

动物的生长和肉质都可能受到肠道微生态群落变化的影响。丁酸梭菌对羔羊生长性能和肌肉质量的影响如表1所示。在初始体重无显著差异（p>0.05），末重（p<0.05），平均日增重（p<0.05）和胴体重量(P<0.01)，C组明显低于P组,表明饲喂丁酸梭菌可能影响羔羊肌肉的发育，进而影响羔羊的生长。

研究人员还对丁酸梭菌对羔羊肉质的影响进行研究，C组和P组的a*值都> 14.5(分别为17.4和17.9)。C组的剪切力显著高于P组(P<0.05)，说明饲粮中添加丁酸梭菌改善了羔羊的肉嫩度。这可能与肌肉的发育和代谢有关。由此可见，在羔羊饲粮中添加丁酸梭菌对肉质有积极影响。肉品质是长期肌肉发育和代谢的结果，因此，下一步将对羔羊骨骼肌发育水平进行评估，以深入探讨其机制。

家畜出生后肌纤维数量基本稳定，饲料营养水平可影响肌肉形态和发育程度。如图1A-B所示，P组肌纤维直径和横截面积显著增加(P<0.01)。总体而言，饲粮中添加丁酸梭菌改变了羔羊肌肉形态，肌肉纤维直径和横截面积增大，这为羔羊骨骼肌发育提供了合理的解释。

为了进一步评估羔羊肌肉生长的特性，运用TMT标记蛋白组学技术来确定内源性蛋白的表达水平。P组与C组比较共鉴定了54种差异表达蛋白(FC>1.1或<0.91；P<0.05)，其中22个蛋白上调，同时32个下调(P组对C组，图2A)，这些蛋白与泛素-蛋白酶、细胞凋亡、肌肉结构、能量代谢、热休克和氧化应激有关。热图显示了表达模式的群体差异(图2B)。总体而言，蛋白组学数据表明两组之间的蛋白质谱存在差异。

GO分析发现，蛋白质功能包括生物过程(n=180)、分子功能(n=75)和细胞成分(n=23)。图3显示了差异蛋白中富集程度最高的20个GO通路。在P组和C组比较中，主要受影响的生物过程是钙非依赖性细胞-基质粘附，甘油脂质生物合成过程，以及磷脂生物合成过程。此外，与蛋白质合成、细胞凋亡、炎症和脂质代谢有关的也被富集。功能注释聚类和通路分析显示，与骨骼肌发育相关的几个信号通路也得到了富集，这些信号通路通过不同的潜在机制调节骨骼肌的发育。

宏基因组测序可以用于研究微生物群的多样性和功能。图5(A、E)比较了两组羔羊瘤胃和粪便中的Shannon指数无显著性差异。然后采用主坐标分析(PCoA)对加权UniFrac距离度量矩阵进行加权，评估微生物组之间β-多样性的差异。PCoA图5(B,F)显示不同样品的微生物群落结构高度多样化，但具有明确的基于区域的聚类模式。随后，作者分析了不同分类水平下瘤胃和粪便样品的微生物群组成。瘤胃和粪便在门水平上的微生物组成如图5(C, G)所示。在C组和P组羔羊的粪便中，厚壁菌门(Firmicutes)含量最多，分别为37.00%和42.77%，其次是拟杆菌门(Bacteroidetes)，分别为30.03%和25.04%。瘤胃微生物方面，C组羔羊瘤胃中丰度最高的仍是厚壁菌门(30.69%)，其次是拟杆菌门(25.87%)，P组羔羊瘤胃中丰度最高的是拟杆菌门(33.97%)，其次是厚壁菌门(20.51%)。肠道菌群中的拟杆菌门和厚壁菌门在动物中占主导地位，本研究证实了在羔羊饲料中添加丁酸梭菌会影响属水平上的肠道菌群分布，如图5(D、H)所示，C组和P组羔羊瘤胃中大量存在普雷沃菌(Prevotella)分别为14.87%和19.22%和梭菌(Clostridium)分别为2.94%和2.74%。C组羔羊粪便中富含拟杆菌(Bacteroides)(8.53%)和梭菌(Clostridium) (4.99%)，P组羔羊粪便中富含普雷沃菌8.35%和梭菌6.08%。因此，在本研究中，饲粮中添加丁酸梭菌对羔羊肠道菌群有显著影响。