Combining metabolomic platforms (LC-MS and 1H-NMR) to characterize the metabolic response to feed restriction of European and local Caribbean pigs in a tropical climate
通过整合液相色谱-质谱（LC-MS）与核磁共振氢谱（1H-NMR）代谢组学技术，本研究揭示了尽管大白猪和克里奥尔猪在饲料限制期间主要都依赖氨基酸代谢，但克里奥尔猪表现出独特的代谢燃料偏好和肌肉沉积机制，这可能为其适应热带环境挑战的卓越能力提供了基础。
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猪和其他所有动物一样，必须不断平衡从食物中摄取的能量与维持生存和生长所需的能量。当环境变得艰难时，例如在极端高温或食物匮乏时期，这种平衡会被打破。动物必须决定如何重新调整其内部化学反应以求生存，通常是通过燃烧体内储存的不同类型的燃料。虽然有些猪品种经过数代育种，旨在理想条件下尽可能快地生长，但另一些品种则自然进化出了应对恶劣热带气候的能力。科学家们长期以来一直想知道，这些不同的品种是否在化学层面上以根本不同的方式应对压力，以及这些差异是否可以解释为什么某些动物在困境中生存得更好。
为了回答这个问题，瓜德罗普的研究人员着手比较两种截然不同的猪：大白猪（一种为在理想条件下快速生长而选育的品种）和克里奥尔猪（一种在几个世纪中适应了加勒比热带环境的本土品种）。他们让这两组猪经历了一段限制饲料的时期，即动物只能在每天特定的时间进食，以此模拟资源有限的情况。在这段时期结束后，猪被允许自由进食。随后，研究团队采集了动物的血液样本，以分析它们的代谢组，即循环在体内的完整小分子化合物集合，这些化合物反映了动物在特定时刻的实际生理状态。通过使用两种不同的高科技扫描方法来观察这些化学物质，研究人员能够比仅使用一种方法更清晰地描绘出猪的内部状态。
研究显示，当食物变得匮乏时，两个品种都改变了它们的代谢方式，但采取了截然不同的策略。在大白猪身上，身体似乎严重依赖分解脂肪来获取能量。这通过血液中某些脂肪酸的上升表现出来，表明这些动物正在利用其脂肪储备。相比之下，克里奥尔猪则表现出分解肌肉蛋白质来为身体提供燃料的迹象。在限制饲料期间，与肌肉组织相关的化学物质（如肌酐和甘氨酸）在它们的血液中含量上升。这种燃料偏好的差异具有重要意义，因为分解蛋白质产生的热量比分解脂肪少。由于克里奥尔猪适应热带气候，这种策略可能有助于它们保持凉爽并节省能量，而习惯于温带条件的的大白猪则依赖其脂肪储备。
尽管存在这些不同的内部反应，这些猪仍表现出了极强的韧性。一旦限制饲料结束，动物被允许再次自由进食三周后，它们的血液化学成分便恢复了正常。在限制期内出现的代谢差异消失了，两组猪在血液特征上也变得无法区分。这表明这些猪能够完全从饮食变化的压力中恢复，将其内部系统重置回基准状态。研究人员还注意到，即使在正常进食时，这两个品种在血液化学成分方面也表现出细微且一致的差异，特别是在与肌肉构建相关的化学物质方面。这意味着克里奥尔猪和大白猪有着根本不同的构建和维持身体的方式，这种特性是深深植根于它们的生物学本质之中的，无论它们当前正在进食什么。
研究结果强调，本土品种拥有独特的生物学工具，使它们能够以商业品种所不具备的方式应对环境挑战。克里奥尔猪在食物短缺时切换到以蛋白质为能量来源的能力，可能是它们在热带地区生存工具包中的关键部分，使其在资源紧缺时能够维持体温和健康。虽然这项研究并未声称一个品种在所有情况下都优于另一个品种，但它证明了遗传背景塑造了动物应对压力的方式。通过了解这些化学机制，科学家可以更好地认识到本土品种作为遗传资源的价值，这有助于在热量和资源匮乏日益普遍的不断变化的气候中确保粮食安全。这项工作证实，观察血液中的小分子可以为不同动物如何应对生存与生长的日常斗争提供一个直接的窗口。
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