豬肉消費量占全球肉類消費量的三分之一，是我國重要的肉類來源。我國地方品種豬的資源豐富，并且多數(shù)品種以肉質(zhì)優(yōu)良而著稱。因此，揭示其優(yōu)質(zhì)肉形成的分子機制，對通過營養(yǎng)調(diào)控策略改善商品豬的肉品質(zhì)具有重要意義。近年來的研究表明，腸道微生物及其代謝產(chǎn)物在肉品質(zhì)形成過程中發(fā)揮著重要作用，但其具體作用機制尚不明確。
近期，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所孔祥峰研究員團隊通過多組學(xué)聯(lián)用技術(shù)，系統(tǒng)比較了杜洛克豬（父本）、桃源黑豬（母本）及其雜交培育品種湘村黑豬的肉品質(zhì)、肌肉特性、代謝組特征及腸道菌群的差異，并利用糞菌移植（FMT）技術(shù)驗證了關(guān)鍵菌群的功能。相關(guān)研究成果發(fā)表在Food & Function（2023）和npj Biofilms and Microbiomes（2025）等國際重要學(xué)術(shù)期刊上。
研究結(jié)果表明：1）桃源黑豬和湘村黑豬的慢肌纖維比例顯著高于杜洛克豬，肌纖維橫截面積更小，系水力和肌內(nèi)脂肪含量更高，但胴體重較低。2）肌肉靶向代謝組檢測發(fā)現(xiàn)了24種差異代謝物，其中β-丙氨酸和蘋果酸含量與肌肉系水力呈顯著正相關(guān)。3）地方品種豬肌肉中脂質(zhì)分解相關(guān)基因（HSL、ATGL和CPT1）和糖酵解相關(guān)基因（LDH和PFKFB3）的表達較低，是其肌內(nèi)脂肪含量較高而糖酵解潛力較低的原因。4）地方品種豬結(jié)腸中乳桿菌（Lactobacillus）的豐度較高，并可通過色氨酸代謝途徑促進犬尿酸的合成；犬尿酸可激活肌肉AMPK/PGC-1α信號通路，上調(diào)肌肉中慢肌纖維的比例。5）FMT實驗證實，移植地方品種豬腸道菌群的小鼠，機體犬尿酸水平和肌肉AMPK表達水平提高，其慢肌纖維比例呈上升趨勢。
總之，地方品種豬的優(yōu)良肉品質(zhì)與其高比例的慢肌纖維、較強的脂代謝特征及腸道菌群驅(qū)動的犬尿酸-AMPK/PGC-1α軸密切相關(guān)。該研究首次揭示了乳桿菌通過色氨酸代謝調(diào)控肌纖維類型轉(zhuǎn)化的機制，為通過干預(yù)微生物代謝改善商品豬的肉品質(zhì)提供了新策略。
本研究得到了國家重點研發(fā)計劃課題、國家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點項目、國家自然科學(xué)基金外國學(xué)者研究項目和湖南省自然科學(xué)基金項目的共同資助。
研究技術(shù)路線
主要研究結(jié)果
注：A. 三個品種豬慢肌纖維比例；B. 三個品種豬肌肉差異代謝物通路分析；C. 三個品種豬結(jié)腸乳桿菌豐度；D. 乳桿菌與色氨酸代謝物相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)圖；E. 移植不同品種豬糞菌小鼠慢肌纖維比例。
地方豬腸道微生物調(diào)控肌纖維類型機制示意圖
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