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综述:基于物种、品种、发表年份、年龄和养殖系统的骆驼肉成分全球系统性综述与荟萃分析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月05日 来源:Meat Science 6.1
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这篇综述深入探讨了肌肉生长抑制素(MSTN)基因编辑技术对畜禽肌肉发育和脂肪沉积的调控作用,同时揭示了肠道微生物群(如Firmicutes/Bacteroidetes比例、SCFAs)对肉品质的影响,为通过基因-微生物协同策略实现优质高产肉类生产提供了新思路。
随着全球人口增长和经济发展,肉类需求持续增加。传统育种和营养管理虽提升了产量,但可持续的肉质改良仍需创新方案。肌肉生长抑制素(MSTN)作为肌肉生长的负调控因子,其基因编辑可显著增加骨骼肌质量,但伴随脂肪减少可能影响风味。近年研究发现,肠道微生物群通过代谢产物(如SCFAs)调控宿主能量平衡和脂肪代谢,为改善MSTN编辑动物的肉品质提供了新靶点。
MSTN基因在不同物种中高度保守,其启动子含TATA框和E盒等元件,受CREB、NF-Y等转录因子调控。MSTN前体蛋白需经两次酶切释放活性C端二聚体,其激活受GASP-1/2、FST等蛋白调控。在牛、猪、鸡等动物中,MSTN表达具有时空特异性,但均表现为抑制肌肉生长的功能。
自然突变(如比利时蓝牛、Texel绵羊)和基因编辑(CRISPR-Cas9/TALEN)均证实MSTN失活可导致肌肉增生(hyperplasia)或肥大(hypertrophy)。例如,MSTN敲除猪通过肌纤维增生增加瘦肉率,而杂合突变则兼具增生与肥大效应。双肌表型动物虽肌肉量提升,但脂肪沉积减少,尤其影响风味相关的肌内脂肪(IMF)。
CRISPR-Cas9等技术已成功生成MSTN敲除的牛(肌肉纤维肥大)、山羊(增生与肥大并存)和兔(组织特异性差异)。这些模型不仅提高产量,还揭示了MSTN通过抑制SMAD2/3信号通路调控肌肉分化的机制。然而,编辑效率(17.6%-100%)和物种差异仍是挑战。
MSTN缺失普遍导致脂肪沉积下降,如敲除猪的背膘厚度减少46.6%,IMF含量降低。IMF直接影响大理石纹、嫩度和多汁性,是肉品质的关键指标。有趣的是,同时敲入PPARγ可逆转脂肪减少表型,提示多基因编辑的潜力。
肠道菌群通过代谢产物(如丁酸、乙酸)调控宿主代谢。Firmicutes/Bacteroidetes比例与肥胖相关,而特定菌属(如Prevotella)通过激活PPARα/γ通路促进IMF沉积。粪菌移植(FMT)实验证明,肥胖猪的微生物可提升受体动物的脂肪含量,而益生菌(如Lactiplantibacillus plantarum)通过调节AMPK/CPT-1α通路改善肉质。
MSTN敲除改变肠道菌群结构(如增加SCFAs产生菌),可能通过胆汁酸代谢或MLCK/MLC通路影响肠屏障功能。例如,敲除猪的肠道中Treponema和Romboutsia富集,移植其菌群可提高受体小鼠的肌肉量,证实"肠-肌轴"的存在。
当前需解决基因编辑的脱靶效应(如Prime Editing技术可提升精度)和微生物干预的稳定性问题。未来可探索多基因编辑(如MSTN+FGF5)和个性化菌群调控,结合机器学习优化生产体系。通过整合基因与微生物策略,有望实现"量质双优"的可持续肉类生产。
(注:全文严格依据原文内容缩编,未添加非文献支持信息,专业术语均保留英文缩写及符号规范。)
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