[发明专利]通过Mdfi基因编辑来实现动物肉品质改良的方法和应用

说明书

本发明公开了一种通过Mdfi基因编辑来实现动物肉品质改良的方法，该方法通过过表达Mdfi基因来实现。由此，该方法具有如下有益效果：1、从基因编辑角度改善动物肉质的方法，相较于饲养角度而言，其更可控，效果也十分显著；2、从基因编辑角度改善动物肉质的方法，该方法获得的肉质性状是可遗传的；3、从基因编辑角度改善动物肉质的方法，该方法是安全、可控、环保的。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种通过Mdfi基因编辑来实现动物肉品质改良的方法和应用。

背景技术

骨骼肌是动物躯体重要组成部分，大约45％是骨骼肌。我国居民肉类消费中猪肉占60％以上，是人们主要的动物蛋白质来源。随着生活水平的提高，人们对肉品质有更高的要求。肉品质性状属于典型的多基因控制经济性状、其形成机制复杂，受品种、年龄、性别、营养、遗传等多个因素影响，同时肉质性状度量难度较大，需要屠宰测定且测定成本高，所以对肉品质性状的改良是目前动物科学工作者研究的难点和重点。骨骼肌发育是成肌细胞增殖分化形成肌纤维，以及肌肉蛋白质沉积的过程。脊椎动物的肌肉主要由肌纤维组成，占据了肌肉组织的75％～90％，肌纤维的形态特征决定了肌肉特性。大量研究表明肌纤维类型组成与肉质相关重要性状如肉色、嫩度(剪切力)、宰后24h pH值、滴水损失等密切相关(Morales et al.,2015；Wood et al.,1999；郭佳,2011)，故研究和改善肌纤维类型的组成，对于改良猪肉质性状具有直接的指导作用。

成年哺乳动物骨骼肌纤维中肌球蛋白重链(MyHC)亚型分为4种主要类型：I型(MyHC I)、IIA型(MyHC IIa)、IIx/d型(MyHC IIx/d)和IIB型(MyHC IIb)(Schiaffino etal.,1989)。MyHC I对应的是慢速氧化型肌纤维，MyHC IIa对应的是快速氧化型肌纤维，MyHC IIb对应的是快速酵解型肌纤维，MyHC IIx/d是介于MyHC IIa和MyHC IIb之间，属于中间型肌纤维(Ashmore et al.，1972)。肉的颜色是人们用来感官评价肉品质的重要指标之一(O'Sullivan et al.，2003)。I型和IIA型肌纤维主要存在于慢肌中(如比目鱼肌)，具有高度氧化性，富含肌红蛋白(Mb)和细胞色素(cytochromes)，肌肉色泽鲜红(Schiaffinoet al.,2011)。IIB型肌纤维主要存在于快肌中(如趾长伸肌和背最长肌)，肌红蛋白和细胞色素含量相对较低，肌肉色泽较暗(Tseng et al.,2010)。有研究表明同一猪种不同部位骨骼肌纤维类型存在差异，如猪背最长肌、股二头肌、半膜肌等IIB型肌纤维含量较高，而腰大肌则含有较高的IIA型肌纤维，含有较低的IIB型肌纤维(Chang et al.,2003)。猪腰大肌及半腱肌宰后24h的pH、肌内脂肪含量及肉色等与I型肌纤维比例呈正相关(Shen et al.,2015)。这些研究均表明猪背最长肌以IIB型肌纤维为主，而腰大肌以I型和IIA型肌纤维为主。有研究比较长白猪、杜洛克猪、巴克夏猪的腰大肌和背最长肌，均发现氧化型纤维较多的腰大肌的肉色评分高于酵解型肌纤维比例高的背最长肌(Chang et al.，2003)。在不同猪种中，不同类型MyHC表达量不同，比如出生日龄30天和60天巴马香猪背最长肌中MyHC I基因的表达都显著高于同日龄的长白猪；300天日龄巴马香猪背最长肌中MyHC I基因的表达显著高于180天日龄长白猪(敖秋桅，广西大学，2014硕士论文)。动物出生后，肌纤维数目已经确定，但肌纤维类型保持高度可塑性，受多基因控制。挖掘控制畜禽肉品质的功能基因或遗传标记，可用于畜禽肉品质的遗传改良。

Mdfi(MyoD family inhibitor)又称I-mf(Inhibitor of MyoD family)，最早是由Chen等(1996年)通过酵母双杂交试验，在小鼠胚胎cDNA文库发现的一个与MyoD蛋白家族互作新基因。随后研究者们发现Mdfi在小鼠胎盘发育(Kraut et al.,1998)、骨骼发育(Onget al.,2013)、疾病以及肿瘤发生过程中也发挥着重要作用(Lin et al.,2015；Ma etal.,2018；Wu et al.,2015)。