IGF-1和IGFBP-3在5个地方猪种血液中含量及其与猪肉质性状相关性分析

杨雪梅，顾以韧，陶璇，梁艳，杨跃奎，王言，钟志君，陈晓晖，龚建军，吕学斌

(四川省畜牧科学研究院/动物遗传育种四川省重点实验室，四川 成都 610066)

胰岛素样生长因子-1(IGF-1)是一种主要由肝脏产生，并和垂体分泌的生长激素共同产生生理作用的蛋白质[1]。IGF-1在调节多种细胞的生长、增殖、分化、凋亡方面发挥重要作用[2]。胰岛素样生长因子结合蛋白-3(IGFBP-3)是IGF-1主要的结合蛋白，IGFBP-3是一种细胞生长的抑制剂，可促进细胞凋亡[3]。猪肌纤维直径、眼肌面积和瘦肉率是评价猪肉品质的指标，肌纤维直径越小，则猪肉越细嫩，眼肌面积越大，则瘦肉率越高，瘦肉率适中，则猪肉品质越好。

本试验以四川省5个地方猪种(丫杈猪、乌金猪、成华猪、雅南猪、藏猪)为研究对象，采用ELISA 方法测定猪血清样本中IGF-1和IGFBP-3含量；测定背最长肌的肌纤维直径和眼肌面积，研究5个地方猪种9月龄时肌纤维直径和眼肌面积的差异，分析肌纤维直径和眼肌面积与IGF-1和IGFBP-3含量的相关性，以揭示猪血液IGF-1和IGFBP-3含量与猪肌肉生长的关系。

1 材料与方法

1.1 试验动物及采样

5个猪种均由四川省畜牧科学研究院从各个地方猪场采购，在四川省畜牧科学研究院科研猪场进行饲养试验。2月龄时，每个品种随机选择体重相近的30头，共计150头。所有试验猪于同一时间开始组建群体，采用相同营养水平和饲喂方式，达到9月龄时进行屠宰，采血并离心，收集血清，液氮中保存。采集倒数3～4肋骨间对应处的背部皮下肌肉样品。

1.2 肌纤维直径测定

采用KD-2508 型切片机(Kedee, 中国)制作背最长肌样本的冰冻切片，HE染色后用显微成像系统(Optec, 中国)采集代表性区域图像，通过Motic Images Advanced 3.2显微图像分析软件测定每个样品中100根肌纤维的面积，求出肌纤维直径。

1.3 眼肌面积测定

测量左胴体倒数3～4肋眼肌的宽、高，按照宽×高×0.7计算眼肌面积。

1.4 ELISA测定IGF-1和IGFBP-3含量

用ELISA试剂盒测定各猪血液样品中IGF-1和IGFBP-3的OD值，每个样品做3个重复，以标准物的浓度为横坐标，OD值为纵坐标，在坐标纸上绘出标准曲线，根据样品的OD值由标准曲线查出相应的浓度，再乘以稀释倍数；或用标准物的浓度与OD值计算出标准曲线的直线回归方程式，将样品的OD值代入方程式，计算出样品浓度，再乘以稀释倍数，即为样品的实际浓度。

1.5 统计与分析

试验数据采用Sigmaplot 12.0对猪肌纤维直径、眼肌面积、IGF-1和IGFBP-3含量进行ANOVA分析，相关性采用Pearson Correlation程序分析，数据以“平均值±标准差”表示，P<0.01表示差异极显著，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 眼肌面积和肌纤维直径比较

由图1可见，5个地方猪种中藏猪肌纤维直径最小，且显著低于丫杈猪、乌金猪、成华猪和雅南猪(P<0.05)。

不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，相同字母表示差异不显著(P>0.05)。下同

由图2可见，丫杈猪和乌金猪的眼肌面积极显著高于藏猪(P<0.01)，显著高于成华猪(P<0.05)。

2.2 IGF-1和IGFBP-3含量比较

5个地方猪种的血液IGF-1含量测定结果见图3，其中藏猪的含量最高，丫杈猪的含量最低。丫杈猪的IGF-1含量极显著地低于乌金猪、雅南猪和藏猪(P<0.01)，乌金猪、成华猪和雅南猪的IGF-1含量极显著地低于藏猪(P<0.01)。

5个地方猪种的血液IGFBP-3含量测定结果见图4，其中丫杈猪的含量最高，藏猪的含量最低。丫杈猪的IGFBP-3含量极显著地高于雅南猪和藏猪(P<0.01)，乌金猪的IGFBP-3在血液中的含量显著地高于雅南猪和藏猪(P<0.05)。

图2 5个地方猪种的眼肌面积

图3 5个地方猪种的血液IGF-1含量

图4 5个地方猪种的血液IGFBP-3含量

2.3 IGF-1和IGFBP-3与眼肌面积和肌纤维直径的相关性分析

采用Sigmaplot 12.0分析了肉质性状相关指标和IGF-1和IGFBP-3在血液中含量的相关性，结果见表1。IGF-1在血液中的含量与肌纤维直径呈负相关(r肌纤维直径=-0.51，P<0.05)；IGFBP-3在血液中的含量与眼肌面积呈正相关(r眼肌面积=0.57，P<0.05)。

表1 IGF-1和IGFBP-3与肉质相关指标的相关性分析

3 讨论

3.1 肌纤维直径和眼肌面积与猪肉质的关系

随着人们对生活品质的更高追求，消费者对猪肉品质的要求也越来越高。作为影响猪肉质主要因素的肌纤维直径和眼肌面积也愈来愈受到研究者的关注，成为猪育种计划的一部分。肌纤维是构成肌肉的基本单位，肌纤维特性直接影响到猪肉质的好坏，同时也是影响消费者购买与否的关键因素之一。肌肉的食用特性(嫩度、风味和多汁性)与肌纤维数目、肌纤维直径、肌纤维面积、肌纤维类型以及肌内脂肪含量密切相关[4]。郭云雁[5]的研究结果表明肌纤维直径和眼肌面积呈极显著正相关。由本研究结果可知，藏猪的肌纤维直径约为68.72 μm，其他4个猪种的肌纤维直径在73～78 μm之间。本试验的5个地方猪种的肌纤维直径均较细，肉质细嫩。本研究测得9月龄时丫杈猪的肌纤维直径约为73.61 μm。杨雪梅等[6]测得丫杈猪7月龄时的肌纤维直径约为76.51 μm。本研究的丫杈猪为选育了9个世代的丫杈猪，其选育效果明显, 肌纤维直径越细，肉质就越细嫩、味美。藏猪的肌纤维直径显著地小于其他4个猪种，说明藏猪比其他4个猪种肉质更细嫩，与许振英[7]报道一致。眼肌面积是猪遗传评估的重要性状，眼肌面积与猪瘦肉率呈极显著正相关[8]。眼肌面积是高遗传力性状，对选择的准确性较高，猪的瘦肉率越高，则猪的可利用部分越多；但瘦肉率过高，则肌内脂肪含量低，影响肉质。在本研究的5个地方猪种中，丫杈猪的眼肌面积最高，其次为乌金猪，最低的为藏猪，这与眼肌面积和瘦肉率呈正相关一致。这5个猪种的眼肌面积均在20 cm2左右，藏猪的眼肌面积约14.53 cm2，成华猪约为16.95 cm2，属于低瘦肉率猪种。因此，根据地方猪种肉质优、瘦肉率低的特点，应将地方猪种作为培育杂优猪优良的育种素材，要加强对地方猪种的保护。

3.2 IGF-1和IGFBP-3含量对肉质的影响

IGF家族在调控脊椎动物的生长发育及生理功能方面起着重要的作用，IGFBPs家族以很高的亲和性与IGFs稳定结合存在于血液和组织中[9]。IGFBPs可调节IGF的活性，这种调节作用是通过改变IGF与他们细胞表面受体的相互作用，从而来实现对细胞的生长发育的刺激或抑制功效。IGF-1在调节多种细胞的生长、增殖、分化和凋亡方面发挥了重要作用。IGFBP-3是IGF-1主要的结合蛋白，作为载体运输IGF-1，使得IGF-1和胰岛素样生长因子1型受体(IGF-1R)结合，产生了不同的细胞生物学效应。IGFBP-3 是一种细胞生长的抑制剂，可通过一些分子机制促进细胞凋亡，在癌症发生发展进程中发挥着重要的作用[10]。本研究发现肌纤维直径与IGF-1呈显著负相关，眼肌面积与IGFBP-3呈显著正相关，与顾以韧等[11]研究发现的猪背最长肌生长发育受血清IGFs含量影响较大的结果一致。因此，可以通过调控IGF-1和IGFBP-3含量来调控猪的胴体品质和肉质，同时将有助于人类疾病的研究。

鉴于地方猪种优良的肉质性状，应加大对地方猪种的保护和利用，特别是在目前非瘟严重影响我国生猪产业的形势下，更应加强对地方猪种遗传资源的保护。IGF-1和IGFBP-3对猪胴体和肉质具有重要的调控功能，本研究结果可为阐明猪肉品质形成的分子机理以及地方猪种的保种和利用提供参考。