在人类饮食中，畜肉是蛋白质的重要来源，而牛肉富含优质蛋白质和多种关键营养成分，对人体健康意义重大。随着牛肉产业的发展，消费者对牛肉品质的要求日益提高，从单纯追求数量转变为注重品质。然而，牛肉品质受多种因素影响，其中品种差异对牛肉品质的影响尤为显著。比如，大额牛主要分布在中国西南高海拔地区，其肉质鲜嫩多汁，在市场上备受青睐；而黄牛虽也能满足当地食物需求，但与大额牛在肉质上存在明显差异。此前研究虽已发现两者肉质有别，却不清楚其背后的具体机制，因此，深入探究影响牛肉品质的因素，对优化肉牛养殖和提高牛肉质量至关重要。
为了揭开大额牛和黄牛牛肉品质差异的神秘面纱，云南农业大学动物科学技术学院的研究人员开展了一项深入研究。他们通过多组学技术，综合分析了两种牛的表型、微生物组和转录组，构建了肉 - 微生物 - 基因相互作用网络，旨在揭示宿主 - 肠道 - 肌肉轴的调控机制。最终，该研究成果发表在《BMC Genomics》杂志上。
研究人员为开展此项研究，主要运用了以下关键技术方法：首先，选取 8 头健康雄性大额牛和 8 头健康雄性本地黄牛，采集血清、肠道和肌肉样本。其次，采用生化分析方法测定血清生化指标、氨基酸和脂肪酸含量，评估肌肉品质。再者，运用 16S rRNA 测序分析肠道微生物群落结构，通过转录组测序探究基因表达差异，利用实时定量 PCR（qPCR）验证关键基因表达。
研究结果如下：
- 血清氨基酸和生化指标：与黄牛相比，大额牛血清中甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL）和非酯化脂肪酸（NEFAs）浓度显著更低，多数血清氨基酸含量更丰富，总氨基酸（TAAs）水平更高。
- 肉品质评估：大额牛牛肉的 a*值显著高于黄牛，且腰大肌（PM）蛋白质含量更高、肌内脂肪（IMF）更低，天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、必需氨基酸（EAAs）和 TAAs 含量升高，多不饱和脂肪酸（PUFAs）水平也更高。
- 结肠发酵和酶活性：大额牛结肠中乙酸摩尔比明显高于黄牛，氨氮水平升高，蛋白酶活性增强，但 pH、总挥发性脂肪酸（TVFA）及其他挥发性脂肪酸（VFAs）摩尔比无显著差异。
- 微生物多样性和组成分析：通过 16S rRNA 测序发现，两种牛结肠微生物群落结构存在明显差异。大额牛中变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteriota）和绿弯菌门（Chloroflexi）相对丰度更高，且与脂肪降解和蛋白质合成相关的微生物种类更丰富。
- 结肠和 PM 肌肉的转录组分析：转录组分析表明，两种牛在结肠和 PM 肌肉的基因表达存在显著差异。大额牛结肠中与氨基酸吸收相关的基因上调，与短链脂肪酸吸收相关的基因下调；PM 肌肉中与脂肪酸降解、PPAR 信号通路相关的基因上调，与脂肪沉积相关的基因下调。
- DEGs 的 qRT - PCR 验证：对部分差异表达基因（DEGs）进行 qPCR 验证，结果与转录组分析趋势一致，进一步证实了转录组数据的可靠性。
- 多组学数据的相关性分析：研究发现，特定肠道微生物的丰度与肌肉蛋白质、氨基酸和 PUFAs 水平呈正相关，与 IMF 含量呈负相关。结肠代谢产物和酶活性也与肌肉营养成分密切相关。
综合研究结论和讨论部分，该研究首次揭示了大额牛和黄牛牛肉品质差异与肠道微生物组成、基因表达密切相关。大额牛独特的肠道微生物群落，如阿克曼菌属（Akkermansia）、厌氧棒状杆菌属（Paeniclostridium）等，可能通过调节代谢产物和酶活性，影响肌肉发育、脂质和氨基酸代谢相关基因的表达，进而提升牛肉品质。这一研究成果为优化肉牛养殖策略、改善牛肉品质提供了重要的理论依据，有助于推动优质牛肉生产，满足市场和消费者对高品质牛肉的需求。同时，也为进一步研究肠道 - 肌肉轴在其他动物肉质调控中的作用奠定了基础，对畜牧产业发展具有重要意义。
生物通微信公众号
