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动物宰后因失血和缺氧将引发一系列生化特征改变,不同贮藏温度和时间是影响肌肉代谢变化和肉品质差异的直接因素。为从根本上明确可用于调控和鉴别肉品质的分子机制,本研究以横山羊肉为研究对象,采用Trizol法分别提取冷冻、冰温、冷却3种低温贮藏条件下羊背最长肌的总核糖核酸(RNA),经脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)消化后进行转录组学文库构建和检测,采用Illumina HiSeq进行高通量测序,对获得的raw data过滤得到的clean reads与山羊基因组序列比对,预测新转录本并对已知基因和新基因分析,筛选出差异基因并对它们进行聚类分析、GO注释和KEGG富集等更深入的挖掘分析,从而探索不同低温贮藏时间和温度下与肉类品质相关的差异基因和重要通路,并鉴定出可监测肉品低温贮藏时间的标志性基因。具体研究结果如下:(1)冷冻贮藏4d期间羊肉转录组学研究。冷冻贮藏0、2、4d共鉴定出39个持续变化基因,其中3个差异上调基因和36个差异下调基因。3个上调基因分别为 LOC102176897、LOC102191753和1个新基因BGInovelG001185,LOC102176897 和 LOC102191753的FPKM值与贮藏时间可分别拟合为数学方程 Y=0.32X-0.323(R2=0.9999)、Y=0.154X2-0.135X-0.01(R2=1),有望作为潜在的生物标志物用来监测肉类冻藏时间。36个下调基因主要通过参与氧化磷酸化、细胞凋亡等路径引起羊肉嫩度、pH值、保水性等品质变化,对磷酸化过程起正调控的基因有PRKCH、PRKD2、RIPK1、CHP2、PLK3等,对抑制磷酸化过程起调控的基因有SMAD7、WTIP;与细胞膜功能相关的基因有SLC7A6、ADGRG1、CMTM3、NOS3、PIEZO1、CX3CL1等;还鉴定出与肉品嫩度相关的基因,包括MYH8、MYH9、SEC14L1、KIF3C等。GO注释结果显示羊肉宰后线粒体功能、细胞膜功能、细胞呼吸、细胞色素均发生变化,KEGG富集结果显示,差异基因在氧化磷酸化、过氧化物酶体、核苷酸剪切修复、与疾病相关的通路中富集率较高。动物宰后通过氧化磷酸化、细胞凋亡和死亡等路径调控肉品质。(2)冰温贮藏7d期间羊肉转录组学研究。冰温贮藏0、2、4、7d未筛选出持续变化基因,GO注释结果与冷冻贮藏不同的是发现了与糖酵解相关的NADH脱氢酶,它在羊肉冰温贮藏过程中对色泽稳定性起重要作用,还发现了在宰后肌肉嫩化中起关键作用的肌动蛋白细胞骨架通路。KEGG富集结果与冷冻贮藏不同的是出现了蛋白质消化、脂肪分解以及脂类化合物代谢等通路,此过程产生的中间代谢物在氧化磷酸化过程被利用影响肌肉色泽、嫩度和保水性等。(3)冷却贮藏7d期间羊肉转录组学研究。冷却贮藏0、2、4、7d共鉴定出5个持续下调基因,其中LOC102172960可通过改变血红素构象调控肉类品质。5个差异基因FPKM值与贮藏时间可拟合为数学方程:LOC102172960 方程为 Y=0.6757X2-8.789X+29.038(R2=0.999),LOC102178051 方程为 Y=0.3844X2-4.1977X+13.949(R2=0.9871),FAM110D方程为 Y=0.2545X2-3.4425X+12.266(R2=0.0.9951),SEC14L1 方程为Y=0.2881X2-3.198X+8.5374(R2=0.9766),LOC108633460 方程为Y=0.184X2-2.5306X+8.73 09(R2=0.9988),可作为监测羊肉冷却贮藏时间的标志基因。差异基因GO注释结果与冷冻、冰温贮藏基本一致,KEGG富集结果与冷冻、冰温贮藏不同的是出现了一系列与病菌感染相关的通路。(4)同一贮藏时间不同贮藏温度下羊肉转录组学研究。冷冻、冰温、冷却贮藏2d时,共鉴定出31个差异上调基因和38个差异下调基因,上调基因与磷酸化过程和细胞凋亡过程密切相关,参与磷酸化过程的基因有ITSN2、IQGAP2、CSMD2、SUSHI等,与细胞凋亡有关的基因为ITSN2、FAT1,还发现了与肉品质相关的基因,TGM5通过与肌原纤维蛋白相互作用提高蛋白质凝胶性进而改善肉制品色泽、保水性、粘弹性等;下调基因中TPP1为与细胞凋亡相关的基因,ALAS1和CPOX通过影响血红素合成调控肌肉色泽,PEX3编码的蛋白Pexp3通过调节脂肪氧化过程间接影响肌红蛋白的氧化进而影响肌肉颜色。冷冻、冰温、冷却贮藏4d共鉴定出5个差异上调基因和4个差异下调基因,差异基因主要与肌肉细胞的增殖、凋亡和死亡有关,上调基因中的TFRC基因参与编码与细胞死亡相关的细胞表面转铁蛋白受体;下调基因ECM1编码的蛋白参与细胞增殖过程,下调基因ARMCX1在细胞中敲减能阻滞细胞周期进而促进细胞凋亡。同一时间不同温度下差异基因GO注释和KEGG富集结果与冷冻、冰温、冷却贮藏结果相似。(5)3种低温贮藏下不同贮藏时间羊肉的相关性分析。采用R软件里的cor函数对基因进行相关性分析,发现FS2组、FS4组与CT组相关性较低(R2均为0.74),但FS2组与FS4组之间具有较高的相关性(R2=0.99);CS组、IS2组、IS7组与CT组均呈现出较高的相关性(R2≥0.92);CS7组与CT组相关性最低(R2=0.55),其次为CS4(R2=0.65)。三种处理方式中,冷冻处理对肌肉基因表达影响较大,但冷冻2~4d过程中基因表达几乎保持不变;冷却处理对基因表达影响较小,但冷却贮藏2~7d过程中基因表达变化显著;相比冷冻贮藏与冷却贮藏,冰温处理和冰温贮藏对肌肉影响较小。综合比较,羊肉7d贮藏期内冰温贮藏方式最优。