羊肉因其風(fēng)味獨(dú)特和營養(yǎng)價值豐富，一直是人們飲食中不可或缺的一部分。因此，通過有效的策略優(yōu)化羊肉的性狀和質(zhì)量十分必要。畜禽骨骼肌的發(fā)育受到嚴(yán)格調(diào)控，與肉質(zhì)密切相關(guān)，因此了解羊肉生產(chǎn)過程中骨骼肌的生長對羊肉產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展至關(guān)重要。蛋白質(zhì)合成被認(rèn)為是骨骼肌生長所需的基礎(chǔ)機(jī)制，并通過許多相互作用的信號通路進(jìn)行控制，其中蛋白激酶B（Akt）/哺乳動物雷帕霉素靶點(diǎn)（mTOR）通路在骨骼肌發(fā)育中具有決定作用。叉頭盒O（FoxO）是與蛋白質(zhì)降解相關(guān)的下游因子；其被激活后進(jìn)入細(xì)胞核，最終導(dǎo)致肌肉萎縮。此外，研究證實(shí)，肌肉特異性環(huán)指蛋白1（MuRF1）和肌肉萎縮F-box（MAFbx）是反映蛋白質(zhì)降解的標(biāo)志基因，測定其表達(dá)水平可以反映骨骼肌發(fā)育的程度。

腸道微生物被描述為宿主的“代謝器官”。胃腸道微生物不固定，喂養(yǎng)方法和日糧組成等因素直接影響動物的腸道菌群。最近，研究者認(rèn)為微生物及其代謝產(chǎn)物可能影響多種途徑調(diào)節(jié)宿主肌肉的生長和功能。丁酸梭菌（Clostridium butyricum）是一種以其產(chǎn)生大量丁酸的能力而命名的細(xì)菌，具有在動物腸道定植的能力。據(jù)報(bào)道，補(bǔ)充丁酸梭菌可以促進(jìn)牲畜生長，改善免疫反應(yīng)，調(diào)節(jié)代謝水平。丁酸梭菌改變微生物群的機(jī)制之一可能歸因于丁酸梭菌產(chǎn)生的消化酶可以將多糖轉(zhuǎn)化為對微生物有益的低聚糖，從而為有益的腸道微生物提供必需的生長物質(zhì)。此外，丁酸梭菌對腸道具有高度黏附性，可以與病原菌競爭定植位點(diǎn)，抑制病原菌的黏附，減少病原菌的增殖。丁酸和乙酸等短鏈脂肪酸（SCFAs）是丁酸梭菌的代謝產(chǎn)物，可以維持酸性環(huán)境，降低腸道pH值，最終防止有害細(xì)菌的增殖。然而，目前關(guān)于日糧丁酸梭菌對羊骨骼肌生長和肉質(zhì)性狀影響的研究有限。因此，有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以闡明補(bǔ)充丁酸梭菌對這些結(jié)果的潛在影響。在此，本研究調(diào)查了補(bǔ)充丁酸梭菌是否可以通過使用蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組技術(shù)塑造羔羊的腸道微生物群來調(diào)節(jié)骨骼肌發(fā)育和肉質(zhì)性狀，這將有助于我們更好地理解和制定更合理的策略，以優(yōu)化益生菌在畜牧業(yè)中的使用。

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部生鮮牛羊肉加工技術(shù)集成科研基地的Dou Lu等通過蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組技術(shù)研究補(bǔ)充丁酸梭菌是否通過塑造羊腸道微生物群調(diào)節(jié)骨骼肌發(fā)育和肉質(zhì)性狀，旨在更好地理解和制定有效策略以優(yōu)化益生菌在畜牧業(yè)中的使用。將18 只相近（體質(zhì)量（27.43±1.94）kg）、（88±5）日齡）杜泊羊（♂）×小尾寒羊（♀）雜交母羊分為兩個日糧處理組。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧（C組），益生菌組（P組）在C組基礎(chǔ)上添加丁酸梭菌（2.5×10⁸CFU/g，每只5 g/d），飼喂90 d。

（A）橫截面積；（B）肌纖維直徑；（C）C組HE染色圖；（D）P組HE染色圖。

圖1  丁酸梭菌對羊LT肌肉橫截面積和肌纖維直徑的影響

圖2  丁酸梭菌對羊骨骼肌發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)的影響

圖3  （A）兩組之間蛋白質(zhì)豐度差異火山圖（倍數(shù)變化>1.1或<0.91、P<0.05）和（B）差異表達(dá)蛋白質(zhì)熱圖

圖4  差異表達(dá)蛋白的GO注釋圖

結(jié)果表明，日糧添加丁酸梭菌提高羊生長性能、肌肉質(zhì)量、肌纖維直徑和肌纖維橫截面積，降低了羊肉剪切力值（P<0.05），補(bǔ)充丁酸梭菌通過調(diào)節(jié)IGF-1/Akt/mTOR途徑的基因表達(dá)加速蛋白質(zhì)合成。

（A）兩組羊瘤胃Shannon指數(shù)箱型圖；（B）基于Bray-Curtis距離（瘤胃）的主坐標(biāo)分析；（C）細(xì)菌門水平（瘤胃）的相對豐度；（D）細(xì)菌屬水平（瘤胃）的相對豐度；（E）兩組羊糞便Shannon指數(shù)箱形圖；（F）基于Bray-Curtis距離的主坐標(biāo)分析（糞便）；（G）細(xì)菌門水平的相對豐度（糞便）；（H）細(xì)菌屬水平的相對豐度（糞便）。CR. C組瘤胃樣品；PR. P組的瘤胃樣本；CF. C組糞便樣本；PF. P組糞便樣本。

圖5  丁酸梭菌對羊腸道微生物多樣性的影響

（A）通過LEfSe分析確定兩組羊瘤胃中的關(guān)鍵腸道細(xì)菌；（B）兩組羊瘤胃中重要腸道細(xì)菌的分支圖；（C）通過LEfSe分析確定兩組羊糞便中的關(guān)鍵腸道細(xì)菌；（D）兩組羊糞便中重要腸道細(xì)菌的分支圖；LDA評分>2.0，物種表現(xiàn)出顯著組間差異。

圖6  兩組羔羊瘤胃和糞便中不同物種的分析

（A）Unigenes被分配到45 個二級KEGG條目（瘤胃）；（B）通過基于KEGG的LEfSe分析確定兩組羊瘤胃功能差異；（C）Unigenes被分配到45 個二級KEGG項(xiàng)目（糞便）；（D）通過基于KEGG的LEfSe分析確定兩組羊糞便的功能差異。

圖7  羔羊瘤胃和糞便中差異表達(dá)基因的功能注釋分析

通過定量蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定了54 種通過不同機(jī)制調(diào)節(jié)骨骼肌發(fā)育的差異表達(dá)蛋白。這些蛋白質(zhì)與泛素蛋白酶、細(xì)胞凋亡、肌肉結(jié)構(gòu)、能量代謝、熱休克和氧化應(yīng)激有關(guān)。宏基因組測序結(jié)果顯示，瘤胃中屬水平的Petrimonas和種水平的Prevotella brevis，而糞便中屬水平的Lachnoclostridium、Alloprevotella和Prevotell在P組中顯著富集。此外，P組瘤胃和糞便中的丁酸和戊酸水平均升高。

圖8  丁酸梭菌通過塑造腸道微生物群來改善骨骼肌發(fā)育的機(jī)制

研究結(jié)果表明丁酸梭菌可以改變胃腸道菌群，并通過調(diào)節(jié)腸道-肌肉軸影響羔羊的骨骼肌發(fā)育和肉質(zhì)。

文章《Supplemental Clostridium butyricum modulates skeletal muscle development and meat quality by shaping the gut microbiota of lambs》發(fā)表于Meat Science 2023年204卷

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部生鮮牛羊肉加工技術(shù)集成科研基地的靳燁教授為本文通信作者

文章鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2023.109235

翻譯：李婉君

責(zé)編：劉莉

專家介紹

靳燁，教授，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，生鮮牛羊肉加工技術(shù)集成科研基地實(shí)驗(yàn)室主任，“畜產(chǎn)品加工”內(nèi)蒙古工程技術(shù)中心和中央和地方高校共建優(yōu)勢專業(yè)實(shí)驗(yàn)室主任；內(nèi)蒙古草原英才“草原牛羊肉加工關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)“肉品科學(xué)與技術(shù)”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和內(nèi)蒙古直屬高校“牛羊肉品質(zhì)研究與加工技術(shù)開發(fā)”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家。教育經(jīng)歷：1996—1999年，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)工學(xué)，博士；1986—1989年，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)，碩士。工作經(jīng)歷：2016年至今，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，教授；2001—2015年，食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，院長；1989—2000年，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，講師，副教授。獲獎情況：2019年，內(nèi)蒙古突出貢獻(xiàn)專家；2018年，內(nèi)蒙古優(yōu)秀科技工作者；2017年，內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎；2015年，農(nóng)業(yè)部科技進(jìn)步一等獎?？蒲谐晒褐鞒滞瓿闪藝易匀豢茖W(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國家科技支撐項(xiàng)目和內(nèi)蒙古重大科技專項(xiàng)等50余項(xiàng)科研工作。發(fā)表學(xué)術(shù)論文428 篇（SCI、EI收錄132 篇），編寫教材和專著12 部，申請國家發(fā)明專利26 項(xiàng)。

專輯約稿

“肉品質(zhì)量安全與檢測技術(shù)”｜專輯主編張巖研究員

“肉品品質(zhì)變化及其機(jī)制機(jī)理研究”｜專輯主編臧明伍教授級高級工程師

“肉類微生物多樣性與肉制品風(fēng)味分析”｜專輯主編徐寶才教授

“肉品及其副產(chǎn)物加工及高值化利用”｜專輯主編王道營研究員

新刊啟動  Food Science of Animal Products《動物源食品科學(xué)》（英文），歡迎投稿

Food Science of Animal Products（ISSN:  2958-4124, e-ISSN :  2958-3780）是一本國際同行評議、開放獲取的期刊，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心主辦，中國食品雜志社《食品科學(xué)》編輯團(tuán)隊(duì)運(yùn)營，屬于食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)科，旨在報(bào)道動物源食品領(lǐng)域最新研究成果，涉及肉、水產(chǎn)、乳、蛋、動物內(nèi)臟、食用昆蟲等原料，研究內(nèi)容包括食物原料品質(zhì)、加工特性，營養(yǎng)成分、活性物質(zhì)與人類健康的關(guān)系，產(chǎn)品風(fēng)味及感官特性，加工或烹飪中有害物質(zhì)的控制，產(chǎn)品保鮮、貯藏與包裝，微生物及發(fā)酵，非法藥物殘留及食品安全檢測，真實(shí)性鑒別，細(xì)胞培育肉，法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)等。

投稿網(wǎng)址：

https://www.sciopen.com/journal/2958-4124

為進(jìn)一步促進(jìn)動物源食品科學(xué)的發(fā)展，帶動產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，更好的保障人類身體健康和提高生活品質(zhì)，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家肉類加工工程技術(shù)研究中心及中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志主辦，貴州大學(xué)、貴陽學(xué)院共同主辦，貴州醫(yī)科大學(xué)、清華大學(xué)深圳國際研究生院、河南省大鯢保護(hù)與發(fā)展協(xié)會支持協(xié)辦，中國食品雜志社《肉類研究》雜志、《乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)》雜志、《Food Science of Animal Products》承辦，鈦和中譜檢測技術(shù)（廈門）有限公司、貴州油研純香生態(tài)糧油科技有限公司、島津企業(yè)管理（中國）有限公司、四川安好眾泰科技有限公司、貴州成義燒坊酒業(yè)股份有限公司、貴州黔醉酒業(yè)（集團(tuán)）有限公司、黔東南民生食品有限公司、貴州普安紅茶業(yè)（集團(tuán)）有限公司等企業(yè)贊助的“2023年動物源食品科學(xué)與人類健康國際研討會”即將于2023年10月28-29日在貴州貴陽召開。