基因品质（共6篇）
基因品质 篇1
近日, 在安徽省芜湖市召开的企业家大会上, 奇瑞重工股份有限公司被评为2012年度芜湖工业强企。奇瑞重工成立以来, 通过科技创新, 实现了快速发展, 成为芜湖市工业企业中的后起之秀。
这样优秀的成绩, 究竟是如何打造出来的呢?记者在近日, 走访了位于芜湖市三山区的奇瑞重工总部制造基地, 在这里, 寻找奇瑞重工严把质量关、智造“精品”的奥秘之所在。
奇瑞重工自成立之日起, 就始终站在质量第一线, 以打造优质产品为己任, 致力于向用户提供高标准、高性能、高品质的产品。通过以全球化为视角, 以技术、市场为双导向, 奇瑞重工对产品不断优化、创新, 力求为客户创造更高价值。
在奇瑞重工, “品质就是尊严”是公司的核心价值观。奇瑞重工认为, 要想赢得消费者信任, 除了技术、性能先进之外, 更重要的是产品质量要过硬。“质量是赢得市场的关键, 质量是一切工作的底线。”奇瑞重工副总经理王喜恩这样告诉记者。
高端设备提升技术保障能力
科技创新的核心是自主研发, 包括核心技术研发、核心零部件自主研制等, 奇瑞重工一直不懈追求把硬实力主体研发能力、试制试验能力等提升到具有全球竞争力的水准, 以打造高品质的产品。
而硬实力的发力需要一系列设备的支撑和运作。据王喜恩介绍, 目前, 奇瑞重工芜湖基地新工厂已建成为国内行业领先的数字化工厂, 引进了大量先进的生产设备, 设备CMK指标达到1.33。其中新引进的设备主要包括:先进数控激光切割机和国内行业领先的冲压设备, 其精准的下料尺寸, 冲压件一次成型技术应用, 使得冲压件合格率达到97%以上。
同时, 奇瑞重工芜湖基地新工厂引入了卧式加工中心, 该加工中心采用全球销量最大性价比最高的日本原装进口设备, 适用于各类较大型号机器的精确加工, 其X、Y、Z三个维度的精度超过国内行业标准, 并能达到国际标准, 从而全面保障奇瑞重工生产的产品品质, 达到欧美精度要求。
走进奇瑞重工芜湖基地新工厂, 记者立刻被这种现代化制造企业的雄厚底蕴所感染:明亮工整的产房内部, 不时传来富有节奏的机器切割声, 以及紧张有序的生产节奏, 这一切, 都令记者不禁驻足观望。
来到偌大的焊接车间, 生产线上焊接机器人正在进行精准地作业操控。这些现代化的装备制造技术, 使得奇瑞重工农业装备产品的焊接技术, 位于国内行业前列, 并可与国际水平相媲美, 焊接质量工艺水平业内一流。
而在涂装车间里, 记者见到了目前国内最先进的, 采用国际先进的汽车前处理和电泳工艺技术的涂装生产线。在充分处理机体钢材表面的前提下, 可对机器零部件进行磷化+电泳的处理, 使产品防腐、防锈能力达到汽车工艺标准。
精益制造提升产品品质
“‘精益工厂’是我们现在正在大力建设的生产模式。通过打造‘精益工厂’, 我们严格控制生产过程中的每一个处理环节, 把握每一个生产节奏, 减少生产浪费, 提高产品品质。”王喜恩向记者介绍说。
根据产品的特性和类别, 奇瑞重工分别对各大生产基地制造过程进行质量控制, 并对每一个环节进行专项研究、分析, 通过对不同产品来设置不同的“质量门”, 来确保产品的最优品质。
以总装环节为例, 通过在整条生产线上, 设置16个工位和34个质量门控制点, 使质量控制要素达到278个, 每一个控制要素的精准制造到位, 就能对产品的品质添加一重保障。
王喜恩告诉记者:“我们对质量门的管理实行目标一致, 两级管理的模式, 即公司级和事业部级都对产品质量负有管控职责, 并承担目标考核任务。在产品的装配过程中, 制造部门严格执行自检、互检和监督检查三道程序, 且每个质量门, 都配有专项作业指导书, 严格控制产品制造过程的一致性, 确保产品装配一次下线合格率能达到93%。”
在保证质量生产活动中, 奇瑞重工每天都有不少于两次的整机Audit评审, 即以用户和标杆的眼光去挑剔产品的质量, 多角度、多方位对生产出来的产品进行综合性评审, 奇瑞重工每周举行一次标杆产品对比评审、研讨会, 不断实时跟进和改进产品质量。
王喜恩还介绍说:“我们还会邀请用户来公司对产品进行挑刺。只有真正发自用户的声音, 才是唯一公允的评判。我们所能做到的, 就是用我们的人品, 做中国农业装备中的精品。”创新模式提高生产管理水平
据了解, 奇瑞重工农业装备生产基地的总装线, 已全面推广使用“系统独立部装、总成组装、整机调试”的生产模式。
在奇瑞重工芜湖生产基地的总装车间, 分布了底盘机架线、脱粒机部装线、粮仓部装线、割台部装线、主装配线以及调试线等装配流水线, 并采用成套配送模式进行配餐生产。“配餐制”是奇瑞重工在各生产基地同步推行的先进管理模式, 通过成套配送方式进行生产管理, 可极大地减少浪费, 防止错装、漏装, 提高生产效率。
在总装车间, 经过精心设计的作业流程和工艺器具的摆放应用, 无一不体现了其科学、严谨、审慎、透明的精细布局, 这些现代化的生产模式以及先进的装备保障, 可有效提高产出, 降低生产成本, 提升产品品质, 在为公司赢得巨大经济效益的同时, 也让前来参观的各级领导、行业内人士以及用户们赞叹不已。
“科技引领, 创新驱动, 我以‘人品’做‘精品’, 品质就是尊严。“这是奇瑞重工人不断追求的品质宣言, 也是奇瑞重工人共有的质量基因。
以先进的装备投入和精益的制造管理, 奇瑞重工通过对开发质量控制、零部件质量控制、制造过程质量控制、仓储质量控制以及售后质量保证等多方面制造保障, 不断面向市场, 提供现代农业装备全系列机械化产品, 并借助产品的高可靠性和高品质, 为用户创造更加丰盛的价值和更加美好的未来。
转cAPX基因番茄果实品质分析 篇2
1.1研究问题的由来
番茄(Solanum lycopersicum)属于茄科(Solanaceae)。茄科有90个属,番茄属所在的族是茄亚科中最大的族,有18个属,该族中番茄属最小,仅有9个种,茄属有2000多个种。而番茄已发展成为广泛分布于世界各地的重要的蔬菜,被列为全世界年总产量最高的30种作物之一。随着人们生活水平日益提高,番茄产量不再是唯一的需求,人们需要外观更美,风味更好的番茄。本实验就是基于这个目的,通过研究本品种番茄的各种指标,评价番茄农果实品质指标,为培育优质番茄品质提供材料基础。
1.2文献综述
1.2.1维生素C的作用
cAPX是维生素C的合成过程中重要的酶基因,而维生素C即抗坏血酸在植物体内却有非常重要的作用,它不仅具有抗氧化作用还有重要的代谢功能。首先抗坏血酸与植物的抗逆性有着不可分割的关系,增加植物体内的抗坏血酸含量可以增加植物的耐热性、耐寒冷性和耐炎热性等。抗坏血酸也是人类和动物维持正常的生长、繁育和健康不可或缺的物质。例如胶原质在人体的组织细胞、牙龈、血管、骨骼、牙齿的发育和修复具有重要的作用,而抗坏血酸则在胶原质的形成上扮演很重要的角色。同时,在铁的吸收方面也具有重要作用,它能帮助人体吸收铁,也能减少人体血液中胆固醇的浓稠度,对预防细菌和病毒的感染,增强人体的抵抗力同样也有重要。不同的植物组织中维生素C的含量也是不同的,例如叶片中的抗坏血酸的含量通常为2~5μmol/g,可以通过改变不同组织中的抗坏血酸来增加植物产品的营养价值或提高它的抗逆性。
1.2.2番茄营养品质
番茄营养品质受光、温、水、气、肥、遗传、栽培方式等多种因素的影响,但其中影响最大的还是遗传效应。其中由微效多基因控制着的番茄的营养品质的数量性状,具有复杂的遗传机制,且环境对其影响很大。在可溶性固形物方面,在对小番茄的数量性状的遗传进行研究后,孙宝娟得出可溶性固形物含量不符合加性-显性模型,在杂种优势上表现了正向杂交优势。在可溶性糖方面,汪炳良等认为基因和采收期会影响番茄的含糖量。在Vc方面,它是植物体自身代谢过程中必不可少的物质,在植物的抗氧化作用、光合作用以及生长代谢等方面具有非常重要的生理功能。在可滴定酸方面;李景富等认为番茄含酸量主要是受加性效应的控制,但也有收非加性效应控制的。
1.3研究目的
对番茄品质分析,对优质番茄的生产具有指导意义,本实验希望通过对47个番茄品种品质和农艺性状进行研究,探讨以下问题:研究番茄的各种外在品质,并根据育种目标选出迎合市场的番茄新种质;评价转cAPX基因对番茄果实品质的影响。
2材料与方法
实验材料均来自华中农业大学园艺林学学院番茄课题组创制的转基因番茄,包括V3-13-1-9-3、V3-13-1-9-5、V3-13-1-9-8、V3-13-1-7-2、V3-13-1-7-3、V3-13-1-7-4、V3-13-1-7-5、A57等47个转基因株系,其中V系列都是转入cAPX基因的番茄,而A57则是没有转入cAPX基因的普通番茄品种。A57为转基因材料在转化过程中所用的受体材料,本试验中作为对照品种。
参试株系或品种于2011年1月17日播种于电热温床,经过分苗,苗床管理,得到生长健壮的幼苗,2月22日定值与国家蔬菜改良中心华农分中心塑料大棚内。统一进行田间管理,统一进行农艺性状的调查,等番茄成熟后,每个品系采收10个成熟相对一致且具有代表性的果实,用于品质分析。
3结果分析
3.1不同番茄的营养品质的含量分析
由分析结果可知一些品系的个别营养指标甚至超过了一般栽培品种。一般栽培品种可溶性固形物含量约为4%~6%,可滴定酸含量约为0.273%~0.416%,可溶性糖含量约为2.69%~3.58%,维生素C含量约为10~25mg/100g。所测番茄品系可溶性固形物含量平均为6.66%,这个指标高于一般品种的可溶性固形物的最高含量,其中变幅为5.26%~8.13%,V3-13-1-2-12含量最高,V3-8-4-10含量最低,A57为6.49%,处于中等水平;可滴定酸含量平均为0.38%,变幅为0.07%~0.62%,V3-13-1-2-7含量最高,V3-13-1-7-3含量最低,A57为0.33%,处于中等水平;可溶性糖含量平均为7.14%,变幅为3.25%~14%,V3-13-1-2-12含量最高,V3-13-1-7-5和V3-12-4-1最低,A57为8.50%,处于中等水平。维生素C含量平均为11.05mg/100g,变幅为1.83~21.73mg/100g,V3-13-1-2-11含量最高,V3-12-4-2含量最低,A57为19.65mg/100g,含量比较高。虽然是转入了cAPX基因的番茄,可是Vc的含量没增反减少了,说明这是一次失败的转基因。同时果实含糖量高并不一定风味好,一定的含酸量也是良好风味所必需的,否则即使有较高的含糖量和糖/酸比,也会感到缺乏甜酸适度的口味。适当的糖酸比约为6.9~10.8。由结果可知,这些品系的番茄的糖酸比都比较高,说明不符合正常的口味。
3.2不同番茄的营养品质的方差分析
为了得出转基因番茄与A 57的差异性,因此将可溶性固形物、可滴定酸、维生素C与A57做方差分析。通过与对照的差数与LSD的值的比较得出它们与A57的差异显著性。由结果可以得出,V3-13-1-9-8、V3-13-1-7-2、V3-13-1-7-3、V3-13-1-7-4V3-13-1-2-5、V3-13-1-2-12、V3-13-1-2-8、V3-8-4-1、V3-8-4-5、V3-8-4-10、V3-8-4-4等11个品系在可溶性固形物、可滴定酸、维生素C上与A57比差异极显著。
3.3番茄营养品质的综合评价
为了对番茄营养品质进行综合评价,本试验将番茄的可溶性固形物、糖酸比、可溶性糖、Vc等四个指标进行分级。糖酸比分为1、2、3共三个等级,可溶性固形物、可溶性糖、Vc则以其平均数分别向侧等距分级,分级间距=(最大值-最小值)/分级数,由低到高进行分成1、2、3、4、5、6共6个等级。然后将等级数相加,指数越高,表明营养越好(刘建辉等,2005)。
由结果可知,这些品系中营养品质介于6-20,最好的是V3-13-1-2-12,最差的是V3-13-1-7-2,营养品质排名前3的依次是V3-13-1-2-12、V3-13-1-2-11和V3-13-1-2-8、V3-13-1-9-8和V3-8-4-7.说明适合做育种材料。
4结语
通过转入cAPX基因可以得出在可溶性固形物、可滴定酸、Vc方面V3-13-1-9-8、V3-13-1-7-2、V3-13-1-7-3、V3-13-1-7-4、V3-13-1-2-5、V3-13-1-2-12、V3-13-1-2-8、V3-8-4-1、V3-8-4-5、V3-8-4-10、V3-8-4-4等11个品系与对照A57比差异极显著。通过对番茄营养品质的综合评价,可知这些不同品系的番茄的营养品质是否差异较大,而排名前三的依次是V3-13-1-2-12、V3-13-1-2-11和V3-13-1-2-8、V3-13-1-9-8和V3-8-4-7。说明,可以将这些高营养含量的株系利用到番茄育种中,有望提高番茄的营养品质。
参考文献
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基因品质 篇3
1 材料与方法
1.1 材料
对黑龙江省科研单位育成的生产上推广面积较大的15个大豆品种进行分类研究, 其亲本来源分别为美国、日本、辽宁、吉林、黑龙江。基因来源及系谱见表1。
1.2 方法
试验地点E130°21′, N46°49′, 海拔90.5 m, 土质为黑钙土, 前茬为小麦。试验采用随机区组设计, 3次重复, 8行区, 行长10 m, 行距70 cm, 株距5 cm, 小区面积56 m2, 2008年5月1日播种, 机器开沟, 人工单粒点播, 生育期间进行物候期调查, 秋季实收测产和品质分析。
该研究首先设定有性杂交育成的品种亲本细胞核遗传值为0.5, 自然变异和化学诱变育成的品种亲本细胞核遗传值为1, 只要作母本亲本细胞质遗传值就为1。
2 结果与分析
2.1 不同基因来源的大豆产量分析
试验参试品种产量变化在2 285.7～2 404.8 kg·hm-2, 从产量结果看, 基因来源于美国的大豆品种与基因来源于日本的大豆品种差异不显著, 基因来源于日本的大豆品种产量水平高于国内基因来源的大豆品种, 但未达到显著水平;从基因来源于国内的大豆品种看, 来源于辽宁的大豆品种产量高于来自吉林和黑龙江的大豆品种的产量 (见表2) 。选用的几个大豆品种中, 基因来自美国和日本的大豆抗病能力强, 秆强不倒伏, 因而获得了较高的产量。
2.2 不同基因来源的大豆品质分析
2.2.1 脂肪含量分析
对同基因来源大豆品种脂肪含量进行分析可以看出, 脂肪含量最高的为基因来源于美国的大豆品种, 含量为21.73%, 含量最低的为基因来自辽宁的大豆品种, 其含量为20.53%, 极差为1.2%。从表3可以看出, 基因来源于美国和黑龙江的大豆品种脂肪含量差异没有达到显著水平, 与其它基因来源的大豆品种比较差异达到极显著水平;基因来源于吉林的大豆品种脂肪含量与基因来源于日本和辽宁的大豆品种比较差异达到极显著水平;基因来源于日本的大豆品种脂肪含量与基因来源于辽宁的大豆品种比较差异达到显著水平。
2.2.2 蛋白质含量分析
对同基因来源大豆品种蛋白质含量进行分析可以看出, 蛋白质含量最高的为基因来源于辽宁的大豆品种, 含量为43.00%, 蛋白质含量最低的为基因来自美国的大豆品种, 其含量为40.50%, 极差为2.50%。从表4可以看出, 基因来源于辽宁和日本的大豆品种蛋白质含量差异没有达到显著水平, 与其它基因来源的大豆品种比较差异达到极显著水平;基因来源于吉林的大豆品种蛋白质含量与基因来源于美国和黑龙江的大豆品种比较差异不显著。
2.2.3 蛋脂总量分析
对同基因来源大豆品种蛋脂总量进行分析可以看出 (见表5) , 基因来自美国、黑龙江、吉林、日本、辽宁的大豆品种蛋脂总量均达到了60%以上。蛋脂总量最高的为基因来源于日本和辽宁的大豆品种, 含量为63.53%, 含量最低的为基因来自吉林的大豆品种, 其含量为62.00%, 极差为1.53%。从表5亦可看出, 基因来源于日本和辽宁的大豆品种之间蛋脂总量差异没有达到显著水平, 与其它基因来源的大豆品种比较差异达到极显著水平;基因来源于黑龙江的大豆品种蛋脂总量与基因来源于吉林的大豆品种比较差异达到极显著水平, 与基因来源于美国的大豆品种蛋脂总量差异达到显著水平;基因来源于美国的大豆品种蛋脂总量与基因来源于吉林的大豆品种比较差异不显著。
3 结论与讨论
不同基因来源的大豆产量差异显著, 基因来源于美国的大豆品种其产量水平显著高于基因来自国内的大豆品种, 与基因来源于日本的大豆品种产量差异不显著, 基因来源于国内的大豆品种之间产量差异不显著。
基因来源于美国和黑龙江的品种脂肪含量相对较高, 而基因来源于日本和辽宁的品种蛋脂总量相对较高。可以看出来源于美国或黑龙江的大豆基因易育成高油品种, 而来源于日本或辽宁的大豆基因易于育成高蛋白品种。
该试验结论为1 a试验结果, 可能受气温和降雨等环境条件影响, 结果有待于进一步验证。
参考文献
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基因品质 篇4
近日, 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所文杰科研团队在鸡肉品质候选基因挖掘研究上取得新进展。该团队在这一领域率先应用高通量单核苷酸多态性 (SNP) 芯片, 利用全基因关联分析 (GWAS) 和基因时空表达等前沿技术, 筛选得到影响肉鸡肌内脂肪含量、肌肉干物质含量及肉色等性状相关的候选基因14个, 得到影响胸肌率重要调控基因1个。其研究成果已分别发表于《英国医学研究理事会.基因组学》 (BMC Genomics) 和《公共科学图书馆综合》 (PLo S ONE) 期刊上。
据介绍, 肉品质是肉鸡最为重要的经济性状之一, 针对其遗传机理的解析一直是世界性的难题。牧医所家禽遗传育种研究室多年来致力于鸡肉品质形成和调控机理的研究。此次发现的肉品质相关基因大部分为国际上首次报道, 为加快鸡肉质性状调控机制的阐明及分子标记辅助育种技术的开发作出了重要贡献。
基因品质 篇5
20世纪中叶, 有些学者开始探索导致肥胖的原因[1], 在1953年Kennedy就推测脂肪组织可能产生一种调节体重的激素, 在1958年Horvey通过实验证明这个激素是下丘脑下发挥作用。到了1969年美国学者Coleman利用异常肥胖突变小鼠 (ob小鼠) 和又肥胖又带糖尿病的的小鼠 (db小鼠) 上面进行了实验解释了调节体重的这个物质。此基因编码的蛋白质注射在ob肥胖小鼠后发现它可以改变其外表, 从此该蛋白质被称为瘦素 (Leptin) , 它又被称为苗条蛋白, 抗肥胖因子等等。1991年Friedman等提出了包括Leptin的5种可致肥胖的单基因突变, 为瘦素的分子生物学研究打下了基础;1994年Zhang等[2]成功克隆小鼠的Ob基因以来, 在鼠、人和其他动物进行大量研究;到了2010年科学家研究证明了Leptin的调节食欲和体重的作用。
2 Leptin基因的结构及其多态性
牛Leptin基因全长大约18.9 kb, 包含3个外显子、2个内含子, 有长约3 kb的启动子序列, 第一外显子 (片段长度34 bp) 和第一内含子处于5′非翻译区, 编码区位于外显子2和3, 外显子全长4 240 bp, 第一和第二内含子的大小约为14 kb和1.7 kb。第三外显子包含编码区 (编码118或119氨基酸) 和3′非翻译区, 是一个非常保守的基因结构[3,4]。m RNA长度为2 930 bp, 通过和其他哺乳动物 (人、猪、小鼠、羊、山羊) 的基因序列比较, 结构基本相同。小鼠Leptin基因与人、羊、牛、牦牛、猩猩、恒河猴、大鼠、猪、鸡和北京鸭等均有同源性。在氨基酸水平, 大鼠和小鼠Leptin之间有96%的同源性, 人与大鼠、小鼠Leptin具有84%的同源性。Stone等将该基因定位在牛的第4号染色体[5], Pfister-Genskow等又将其确定在距离BTA4 101 c M处[6]。Friedman等小鼠位于第6号染色体上, Isse等克隆了人类Leptin基因, 其定位于第7号染色体[7], Sasaki等猪位于18号染色体[8]。大量文献报道牛Leptin基因也存在非常丰富的SNP位点, 目前NCBI上公布了125个SNPs位点。Konfortov等对22头牛长度为1 788 bp的基因片断进行检测并测序找到了20个SNPs, 其中有6个SNPs在外显子上[9]。Yoon等以24头韩国牛为研究对象, 在对包括Leptin基因外显子和约1 kb的启动子区域的片段测序后, 结果发现57个突变[10]。Liefers等测定了613头奶牛的Leptin的启动子区域, 共发现14个多态位点[11]并报道了Leptin基因多态与肉牛的胴体成分和奶牛的产奶量高度相关[12]。到目前为止, Bernard等检测了牛内含子1的部分突变 (如:103位点, T/C;126位点, C/G;143位点, C/T) (EMBL, AJ236854) [13]。
3 Leptin的生物学作用
Leptin是分子量为16 KDa的主要在脂肪细胞的蛋白质类激素, 由167个氨基酸残基构成, 且含有一个由21个氨基酸残基构成的信号肽序列, 是球形分子, 以单体形式存在于血浆中[14]。血浆中有80%左右的Leptin与蛋白质结合, 只有游离的Leptin才起生物作用[15]。Leptin是由ob (肥胖) 编码的基因参与调节食欲, 基础代谢和胴体脂肪重量。随着老鼠、牛、猪和羊血浆瘦素浓度的增加脂肪沉积和食欲下降并增加基础代谢水平。因此, 瘦素在维持体重方面具有重要作用。外源性的Leptin显著降低老鼠、鸡、猪和绵羊采食量和体重[16]。Leptin作为肥胖信号以负反馈环方式来通知大脑并且在内分泌、血管生成、免疫功能、繁殖、骨形成、饲料转化率、生长发育及各种生理功能中也起到重要的作用[17,18]。Tartaglia等克隆了小鼠OB-R的c DNA[19]。Leptin受体基因位于4号染色体上, 全长约5.1 kb, 编码1 162个氨基酸, 属于细胞因子受体家族。OB-R由胞外区, 跨膜区和胞内区3个部分组成。OB-R的主要生理功能是与Leptin结合, 使Leptin发挥调节体内的能量平衡, 脂肪贮存等生理作用, 参与Leptin的自分泌调节, 并参与Leptin调节能量平衡以外的其他方面的作用 (如代谢、生殖、造血等) 。
4 Leptin基因多态性与肉品质相关性研究
Leptin是哺乳动物中一种高度保守的细胞因子样激素。在牛身上Leptin基因多态性高度引起科学家的关注并在日增重、采食量、奶牛产奶量、生长性状、胴体性状、肉品质、生育性状和繁殖性状有着重要影响, 并且在不同的牛群中该基因的多态性也存在差异。
基因品质 篇6
研究表明,肌原纤维中骨架蛋白的降解对宰后成熟过程中肉品质改善起主导作用[3]。围绕宰后成熟过程中肌细胞骨架蛋白的变化,很多学者进行了大量研究,并提出了各自的理论。Takahashi Kouri (1999)认为这一过程是Ca2+的作用[4];Calkins等(1988)认为溶酶体组织蛋白酶在肉成熟过程中也发挥着重要作用[5];而Lamare等(2002)认为蛋白酶体在牛肉宰后成熟过程中会和其它内源蛋白酶一起发挥作用[6]。Raynau(d等(2005)认为主要是钙蛋白酶系统—μ-calpain,m-calpain和calpastatin—参与了畜禽屠宰后肌肉蛋白的水解,从而导致肉的嫩化[7]。μ-calpain又称为calpain 1,被认为是肉嫩化过程中最重要的蛋白酶之一,μ-Calpain大亚基由CAPN1基因编码。钙蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin,CAST)由CAST基因编码,是钙蛋白酶的内源性抑制蛋白,它可以识别钙蛋白酶与钙结合引起的构象变化,并与之特异性结合。当钙蛋白酶被钙离子激活后,附近的钙蛋白酶抑制蛋白将迅速与之结合而抑制蛋白酶活性,从而保证钙蛋白酶对底物只进行局部的特定位点的水解。近年来,研究者们围绕CAPN1和CAST基因多态性及其与肉品质的相关性展开了大量的研究工作。
1 CAPN1和CAST基因的定位和结构
Smith等(2000)对牛CAPN1基因全序列进行扫描,在第12内含子上发现2个多态位点,利用其将牛CAPN1基因定位于BTA29连锁群的端粒端,此位点恰巧是影响牛肉嫩度的一个数量性状座位(QTL),因此说明CAPN1是一个对牛肉嫩度具有潜在影响的候选基因[8]。目前已克隆了人、猴、大鼠、小鼠、牛、猪、兔、鸡和牦牛的μ-Calpain cDNA,不同物种的CAPN1基因的结构和长度差异较大。人的CAPN1基因由22个外显子和21个内含子组成,位于11号染色体上;小鼠CAPN1基因全长21kb,含有28个外显子;猪CAPN1基因有两种变异剪接体,CAPN1A开放阅读框长2142bp,CAPN1B开放阅读框长1941bp,含有22个外显子,位于2号染色体上;鸡的CAPN1基因由21个外显子和20个内含子构成,位于3号染色体上;牛CAPN1基因全长31 kb,含有22个外显子,位于29号染色体上;牦牛CAPN1基因开放阅读框2151bp。
人的CAST基因定位于染色体5ql4-q22区段,牛CAST基因定位于7号染色体上,猪CAST基因定位于2号染色体上。不同物种CAST基因的编码序列长度不同。Raynaud等(2005)确定牛CAST基因共有35个外显子,至少跨基因组130kb;并表明该基因有4个启动子指导其表达,不同的表达模式必然有其生理学意义。进一步研究表明,由于存在4个启动子,CAST基因的表达受到多重的、不同水平的调控(如转录水平、外显子遗漏、翻译水平、翻译后水平),这可能在CAST发挥其抑制钙蛋白酶水解作用和肉质形成作用中具有一定的生理学意义。
2 CAPN1基因多态性与肉品质的相关性
2.1 国外研究进展
Page等(2002)以美国肉类动物研究中心(MARC,Meat Animal Research Center)的Piedmontese×Angus杂交牛和新西兰AgResearch的Jersey×Limousin杂交牛为研究对象,在CAPN1基因22个外显子和19个内含子上检测到38个SNP位点,其中有两个位点引起了氨基酸的变化,即第9外显子G→C (AA No.316,甘氨酸丙氨酸)的突变,以及第14外显子A→G (AA No.530,异亮氨酸→缬氨酸)的突变,突变后的个体嫩度明显增加[9]。Page等(2004)以西门塔尔牛和美国MARC的cycle 7群体为研究对象,结果表明,CAPN316位点CC基因型个体成熟14d的牛肉剪切力较小”[10]。Morris等(2006)报道,随着成熟时间的延长(至28d),CAPN316位点各基因型之间的剪切力差异减小[11]。Costello等(2007)研究表明,CAPN316位点与成熟14d的牛肉剪切力相关,GA型个体的剪切力显著低于GG型,即嫩度显著高于GG型[12]。Allais等(2011)研究发现CAPN316位点的G等位基因对夏洛来群体的牛肉嫩度有负效应[13],这与Page等(2004)和White等(2005)的研究结果一致。但是,在GPE CycleⅧ群体(White等,2005)和夏洛来牛(Charolais)、利木赞牛(Limousin)和布隆地丹地奴(Blonde d’Aquitaine)纯种小公牛(Allais等,2011)群体中,CAPN530对牛肉剪切力并无影响。
同时,White等(2005)的研究表明,CAPN4751位点与美国婆罗门(Brahman)肉牛成熟7d (P<0.01)、14d (P=0.015)以及成熟21d (P<0.001)的牛肉剪切力密切相关,与Germplasm Evaluation (GPE) Cycle 7和Cycle 8肉牛成熟14d的牛肉剪切力密切相关,CT基因型的个体剪切力较小[14]。Casas (2005)研究表明牛CAPN316、CAPN4753、CAPN5331存在SNP突变,其中316位点的突变和嫩度存在显著相关,该位点GG型个体的肉嫩度明显高于CG型[15]。Eenennaam等(2007)分析了婆罗门等肉牛群体CAPN316和CAPN4751对牛肉剪切力的联合效应[16]。Curi等(2010)和Allais等(2011)的研究结果与Page等(2002,2004)、White等(2005)、Morris等(2006)和Eenennaam等(2007)报道的结果一致[17]。Smith等(2009)报道CAPN316对成熟14d的牛肉剪切力有显著影响(P<0.05),对成熟7d的牛肉剪切力无显著影响(P>0.05);CAPN 4751对成熟7d和14d的牛肉剪切力有影响(P=0.0575,0.0759),CT型个体的剪切力低于TT型[18]。Johnston和Graser (2010)报道称CAPN316和CAPN4751对温带和热带牛品种的遗传效应不同[19]。Mazzucco等(2010)报道了宰后成熟以及CAPN316和CAPN4751对Brangus阉牛肉嫩度和肉色的影响,结果表明,同时考虑和单独考虑两个多态位点的效应不同,多态位点与成熟时间对牛肉嫩度和肉色无显著互作效应(P>0.05)[20]。Chung等(2014)分析了韩牛(Hanwoo) CAPN316、CAPN530、CAPN4685和CAPN4751位点与剪切力、蒸煮损失、系水力、pH值、脂肪含量和水分含量的相关性,结果表明,除CAPN316外,其它位点对剪切力均存在显著加性效应[21]。
2.2 国内研究进展
国内对猪、牛、牦牛、鸡等物种CAPN1基因的多态性及其与肉品质的相关性也展开了很多研究。杨秀芹等(2007)对猪CAPN1基因编码区序列进行分子扫描,发现其外显子上存在3个错义突变,分别造成了氨基酸第54位S/T、第192位G/E、第363位V/I替代[22]。张增荣等(2007,2008)对5个优质肉鸡纯品系和3个配套系CAPN1基因CDS区进行了SNPs检测,各位点不同基因型之间肌纤维密度和部分屠体性状存在显著差异[23,24]。曹阳等(2009)发现草原红牛CAPN1基因第5外显子存在A3717G突变,相关性分析表明该突变与pH和嫩度相关[25]。高海军(2010)对清远麻鸡和隐性白羽鸡CAPN1基因进行了SNPs扫描,并分析了SNPs位点与鸡肉剪切力和系水力之间的关系[26]。姜成国等(2013)研究表明延边黄牛与草原红牛CAPN1基因4685位点与牛肉嫩度存在密切相关[27]。张彩霞等(2014)通过研究部分肉牛类群CAPN1基因第9外显子多态性及其与肉质性状的相关性,发现与肉牛生产性状相关的分子标记G458C位点[28]。
3 CAST基因多态性与肉品质的相关性
3.1 国外研究进展
Barendse (2002)首次在牛CAST基因3'非翻译区检测到SNP2959 (CAST-T1)[29]。Casas等(2006)发现该位点与牛肉嫩度极显著相关(P<0.003),TT型嫩度更高,该位点与牛肉多汁性也有相关[30]。Morris等(2006)研究也表明,CAST-T1位点对牛肉剪切力有显著影响,并且成熟时间越长基因型之间的剪切力差异越小。Drinkwater等(2006)也利用婆罗门血统牛的连锁图证实了CAST-T1位点的存在[31]。Eenennaam等(2007)在Charolais×Angus,Hereford和Brahman杂交牛群体中发现CAST-T1位点G等位基因为牛肉嫩度的有利等位基因。Smith等(2009)报道该位点与背最长肌calpastatin活性极显著相关(P<0.01),与成熟14d的牛肉剪切力显著相关(P<0.05),背最长肌成熟14d,TT型个体的剪切力显著低于CC和CT型。Johnston和Graser (2010)在部分肉牛群体中的研究结果与Casas等(2006)和Eenennaam等(2007)的结果一致。Allais等(2011)研究表明,CAST-T1位点G等位基因对Blonde d’Aquitaine牛肉剪切力有显著影响,但对Charolais和Limousin牛肉剪切力无显著影响。
Ciobanu等(2004)研究表明,CAST基因Arg249Lys和Ser638Arg位点及其单倍型与猪肉系水力(蒸煮损失、多汁性)等指标相关,单倍型不同猪肉pH值可能有差异[32]。Stalder等(2005)报道,Ser638Arg位点多态性对腌火腿的水分含量、重量、盐分和颜色等有影响[33]。
Schen kel等(2006)在牛CAST基因第5内含子检测到一个SNP位点(AY＿008267.1:g282C>G,UoG-CAST),该位点对21d成熟期的牛肉剪切力、眼肌面积、瘦肉率、脂肪等有影响。Morris等(2006)也报道该位点与牛肉剪切力相关[34]。Reardon等(2010)报道该位点与Irish杂交牛肉嫩度没有显著相关,但与pH值和肉色显著相关[35]。而Curi等(2010)的研究表明,该位点的多态性与表型之间无显著相关性,尽管该位点基因型与肉嫩度(利用肌原纤维断裂指数测定)的相关性趋于显著。Krzecio等(2008)报道,猪的CAST基因第6内含子上存在另一个CAST/RsaI多态位点,该位点与各个成熟期的猪肉pH值以及蛋白含量显著相关[36]。K.Ropka-Molika等(2014)分析了波兰猪种CAST基因第6内含子多态位点与肉品质的相关性,其中CAST/HpaⅡ和CAST/RsaⅠ对系水力影响最大,对大多数品种的pH值、硬度等有影响,尤其对几乎所有品种的肌内脂肪含量有显著影响[37]。
3.2 国内研究进展
邓桂馨等(2003)在牛CAST基因第6内含子内发现一处C/G突变,B等位基因,尤其是BB纯合基因型对牛肉嫩度有显著影响[38]。孙立彬(2004)研究表明,猪CAST基因型效应对脂肪含量有显著影响[39]。程丰等(2006)研究发现,新荣昌Ⅰ系猪CAST基因对失水率有显著影响[40]。薛慧良等(2008)在猪CAST基因内含子24上检测到A916G和C1633G两个多态位点,发现屠宰45min后,AADD,BBCC,BBDD单倍型个体与其他单倍型个体比较,pH值差异显著[41]。燕凤等(2008)研究表明,绵羊CAST基因表达量与背最长肌失水率呈显著负相关关系[42]。彭英林等(2009)研究表明,不同营养水平下猪CAST基因的一定基因型会显著增加肌肉的熟肉损失[43]。赵生国等(2013)研究了甘肃肉牛CAST基因的多态性及与肉质性状的相关性[44]。沈冰蕾等(2013)研究表明,CAST基因Exon1处存在的突变位点与西门塔尔肉牛的净肉率显著相关[45]。郭月英等(2014)研究了小尾寒羊、巴寒杂交一代CAST基因多态性与肉品质的相关性[46]。
4 CAPN1和CAST基因多态位点对肉品质的联合效应
Barendse等(2007)报道CAST-T1与CAPN316或CAPN4751对牛肉剪切力有显著上位效应[47]。Gruber等(2011)报道CAST-T1、CAPN316和CAPN4751有利等位基因的总个数与牛肉嫩度和剪切力存在线性关系;随着成熟时间的延长,基因型(CAST-T1、CAPN316和CAPN4751)对剪切力的联合效应减弱(P<0.20)[48]。Ribeca等(2012)研究了双肌皮埃蒙特牛(Piemontese) CAPN1,CAST和CTSD基因SNP位点与牛肉品质的相关性,结果表明,CAPN530位点A等位基因与肉的黄度增加和滴水损失增大有关,CAST282的G等位基因与C等位基因相比滴水损失更大,CAST2959A等位基因与G等位基因相比红度下降[49]。Xin Lia等(2013)以Angus、Charolais、Hereford、Limousin和Simmental的小公牛为研究对象,研究了5个基因的多态位点与牛肉品质的相关性,结果表明,CAPN316位点与牛肉大理石纹相关,而CAST:c.155与肉品质没有相关性[50]。Dunnera等(2013)研究了欧洲15个牛品种206个候选基因的389个SNP位点与生长性能、屠宰性能和肉品质的相关性,其中就包括CAPN1基因和CAST基因[51]。赵敬贤等(2014)以大连雪龙产业集团的F2代商品雪龙黑牛为研究对象,发现CAST-UoG位点与三角牛腩厚和脂肪厚显著相关(P<0.05),而CAPN1 316位点与所研究的经济性状无明显的相关性(P>0.05)[52]。
万红玲(2012)以甘肃甘南2岁、3岁、4岁牦牛为研究对象,分析了0～4℃成熟0、1、3、7、14和21d背最长肌的剪切力、蒸煮损失、失水率、熟肉率、pH值、水分含量、蛋白含量和脂肪含量的变化规律。在牦牛CAPN1基因和CAST基因部分序列上分别检测到4处突变,并对各突变位点与成熟过程中的肉品质进行了关联分析。同时,采用实时荧光定量RT-PCR技术检测了所有个体背最长肌CAPN1基因和CAST基因mRNA相对表达量,对CAPN1和CAST基因遗传变异与mRNA表达的相互关系、mRNA表达与牦牛肉品质的相互关系进行了分析。结果表明,CAPN1和CAST基因序列上的遗传变异协同其mRNA表达水平影响成熟过程中牦牛肉品质[53]。
5 存在的问题和建议