采用磷酸化組揭秘慢速生長和快速生長肉雞間的肉質(zhì)差異

瀏覽次數(shù)：680　發(fā)布日期：2022-7-29　來源：中科新生命

肉雞提高生長速率和胸肌產(chǎn)量伴隨著肉質(zhì)的劣化。2021年10月16日，國際食品期刊Food Chemistry（IF 9.231）在線發(fā)表了揚(yáng)州大學(xué)陳國宏教授、徐琪副教授團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新研究成果“Comparative phosphoproteomic provides insights into meat quality differences between slow- and fast-growing broilers”。該研究通過磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)探討了導(dǎo)致慢速肉雞和快速肉雞肉質(zhì)差異的機(jī)制，為雞肉品質(zhì)遺傳改良提供了重要的信息。其中中科新生命提供了磷酸化蛋白質(zhì)組檢測服務(wù)。

研究材料
雪山雞和羅斯308肉雞

技術(shù)路線
步驟1：慢速肉雞（SG）組與快速肉雞（FG）組肉質(zhì)性狀和肌纖維特性差異顯著；
步驟2：列出已鑒定的磷酸化蛋白并繪制磷酸化位點(diǎn)；
步驟3：差異豐度磷酸化肽段的鑒定與比較；
步驟4：差異磷酸化蛋白的功能富集分析。

研究結(jié)果

1. SG組與FG組肉質(zhì)性狀和肌纖維特性差異顯著
通過比較一些關(guān)鍵性物理特性，發(fā)現(xiàn)SG的肉質(zhì)紅度、黃度、剪切力、pH24h和蛋白質(zhì)含量均優(yōu)于FG，而壓損、IMF和水分含量均低于FG肉質(zhì)。雖然肌肉纖維類型沒有差異，但SG的橫截面積大于FG（圖1）。

圖1 SG與FG肉質(zhì)性狀和肌纖維特性的差異

2. 列出已鑒定的磷酸化蛋白并繪制磷酸化位點(diǎn)
采用6標(biāo)TMT進(jìn)行定量磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)檢測，結(jié)果表明磷酸化位點(diǎn)在肉雞蛋白質(zhì)中的分布呈多樣性。在3895個磷酸化位點(diǎn)中，2799個(71.86%)發(fā)生在絲氨酸, 829個(21.28%)發(fā)生在蘇氨酸, 267個(6.86%)發(fā)生在酪氨酸殘基上(圖2C)。為了進(jìn)一步了解差異磷酸化蛋白的上游通路，通過motif分析，鑒定出20個可能的磷酸化基序，其中包括17個絲氨酸基序和3個蘇氨酸基序(圖2F)。綜上所述，磷酸化蛋白對SG和FG肉質(zhì)差異中發(fā)揮重要作用。

圖2 磷酸蛋白和磷酸位點(diǎn)

3. 差異豐度磷酸化肽段的鑒定與比較
通過差異分析，發(fā)現(xiàn)SG和FG中存在595個具有顯著差異的磷酸化肽段，相較于FG，SG有114個上調(diào)，481個下調(diào)(圖3)。大多數(shù)上調(diào)的磷酸化肽段和肌動蛋白結(jié)合、肌肉纖維發(fā)育相關(guān)蛋白有關(guān)，如OBSL1、MYH1E、MYH1F、 TNNT3，參與膠原蛋白結(jié)合的MRC2和參與氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)的SLC7A5是前5位上調(diào)的磷酸化肽段。在481個下調(diào)的磷酸化肽段中，PHKB、MAP2k6、GPI、GAPDH、CASQ2、CAMK2D等呈顯著差異，同時還檢測到CRAT和AUP1(表1)。綜上，上調(diào)的磷酸化肽段和肌原纖維蛋白、參與膠原結(jié)合及氨基酸運(yùn)輸?shù)牡鞍子嘘P(guān)，下調(diào)的磷酸肽和蛋白激酶、糖酵解酶、鈣釋放以及參與脂質(zhì)代謝的蛋白有關(guān)。

表1 與FG相比，SG關(guān)鍵調(diào)控磷酸化蛋白的磷酸化位點(diǎn)及其相關(guān)信號通路

圖3 顯著差異磷酸化肽段的比較分析

4. 差異磷酸化蛋白的功能富集分析
通過GO富集分析、KEGG通路分析和蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)分析，發(fā)現(xiàn)參與肌肉結(jié)合、收縮的肌原纖維、鈣相關(guān)蛋白與參與能量代謝的糖酵解酶相互作用，并在SG和FG肉質(zhì)中發(fā)揮重要作用（圖4）。

圖4 SG和FG肉類差異磷酸化蛋白的功能富集分析

小編小結(jié)
本研究利用磷酸化修飾組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)一些磷酸化蛋白對兩個肉雞品系的蛋白質(zhì)和IMF沉積有正向影響。SG磷酸化的肌原纖維蛋白上調(diào)導(dǎo)致纖維更大、排列更緊密，壓損和壓痛更低；而部分磷酸化蛋白的下調(diào)則表明糖酵解和代謝程度較低。

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