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期刊信息/Journal information
农业生物技术学报
中国农业大学 中国农业生物技术学会
农业生物技术学报

中国农业大学 中国农业生物技术学会

武维华

月刊

1674-7968

nsjxb@cau.edu.cn

010-62733684

100193

北京海淀区圆明园西路2号中国农业大学生命科学楼1053室

农业生物技术学报/Journal Journal of Agricultural BiotechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《农业生物技术学报》创刊于1993年，由中华人民共和国教育部主管，中国农业大学与中国农业生物技术学会共同主办，是一份为农业生物技术研究与发展提供服务的科学期刊。现任主编武维华院士，著名的植物生理学与生物化学家。主要刊登与农业科学有关的植物、动物、微生物及林业、海洋等学科在组织、器官、细胞、染色体、蛋白质、基因、酶、发酵工程等不同水平上的农业生物技术研究成果；刊登与农业有关的遗传与育种、生理、生化与分子生物学、环境与生态、医学、病理学等与基础与应用基础研究成果。
正式出版
收录年代

    细胞自噬参与脱落酸介导的小麦耐盐作用

    李永波崔德周黄琛隋新霞...
    1-11页
    查看更多>>摘要：细胞自噬是植物受到环境胁迫时产生的一种自我防御机制.已有证据表明,细胞自噬参与小麦(Triticum aestivum)的耐盐过程,但其在耐盐中的作用及调控机理尚不清楚.本研究以耐盐小麦'德抗961'和不耐盐小麦'兰考323'为材料,通过溶酶体荧光探针和Western blot等方法进行细胞自噬水平的检测,发现盐胁迫促进两个品种小麦发生细胞自噬,但'德抗961'的细胞自噬水平明显高于'兰考323';阻断细胞自噬后,小麦幼苗的生长受到显著抑制.另外,'德抗961'中脱落酸(abscisic acid,ABA)信号途径的关键基因PYL1(pyrabactin 1)、PYL2、PYL3和SNRK2(sucrose non-fermenting related protein kinase 2)的表达量明显高于'兰考323';施加外源性ABA后,'德抗961'的细胞自噬水平明显高于'兰考323',推断ABA信号途径通过促进细胞自噬来提高小麦的耐盐性.本研究对于深入探讨小麦的耐盐机理、培育耐盐小麦新品种具有一定的理论和实践意义.

    小麦细胞自噬基因表达耐盐机理

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    贵州地方稻种'平塘黑糯'低温应答类糖基转移酶基因(OsCUGT1)的克隆及突变体创建

    蔡明亮陈蓉黄小贞赵德刚...
    12-22页
    查看更多>>摘要：糖基转移酶(glycosyltransferase,GTs)在植物的生长发育和逆境胁迫中有重要作用.为了进一步挖掘和研究水稻(Oryza sativa)中新的糖基转移酶的生物学功能,本研究从前期构建的贵州地方稻种'平塘黑糯'(O.sativa ssp.japonica)低温响应转录组文库中,筛选并克隆了1个低温应答类糖基转移酶基因(cold-upregulated glycosyltransferase-like gene 1,OsCUGT1).荧光定量PCR分析发现,OsCUGT1基因受到低温诱导表达.亚细胞定位结果显示其定位于叶绿体.序列比对结果表明,'平塘黑糯'中OsCUGT1基因与'日本晴'(O.sativa ssp.Nipponbare)相比,存在着多个碱基的差异.其中第511 bp的碱基发生了改变,由C变为A,碱基的改变造成了第170位氨基酸由赖氨酸(lysine,Q)变成了谷氨酰胺(glutamine,K).对该基因序列进行多样性分析,发现该基因序列具有丰富的单核苷酸多态性,并在基因的外显子区域找到12个SNP位点.系统遗传进化树分析显示,OsCUGT1氨基酸序列在单子叶植物中较为保守.进一步利用CRISPR/Cas9基因组编辑系统,构建了OsCUGT1基因敲除载体.通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的愈伤转化、潮霉素筛选及测序分析,成功获得了OsCUGT1基因的定点编辑突变体.该研究结果为进一步明确OsCUGT1在水稻生长发育以及抗逆过程中的作用提供了研究材料和理论依据.

    水稻糖基转移酶亚细胞定位CRISPR/Cas9潮霉素

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    杂交水稻苗期杂种优势及基因表达与产量的关系分析

    王颖姮徐靖蔡秋华林强...
    23-34页
    查看更多>>摘要：植物在发育早期就呈现出明显的杂种优势,苗期是水稻(Oryza sativa)株型形态建成和产量形成的重要时期.为了解苗期杂种优势及基因表达与产量杂种优势的相关性、探索通过水稻苗期表现预测杂交稻产量潜力的可能性,本研究选取杂交水稻有代表性亲本18份,配制45个不完全双列杂交组合,系统考查杂交组合苗期根和苗的杂种优势、基因表达及其与单株产量之间的关系.研究结果表明,同一时期根和苗的性状间、同一组织不同时期性状间都有相关性,苗期性状间有12对性状相关性显著(P<0.05),有2个苗期性状与田间单株产量呈正相关(P<0.05);杂交稻组合在萌发早期(发芽第3天,3 d after sowing,3DAS)杂种优势最高;6个苗期性状的中亲优势(middle parent heterosis,MPH)有13对性状正相关(P<0.01),根长-3DAS,根长-14DAS,株高-3DAS的MPH和单株产量MPH正相关(P<0.05);分析了4个根系发育相关基因在杂交稻组合和亲本间播种后第17天的表达模式,有3个基因与第17天植株的根干重和苗干重相关,4个基因的表达水平均与田间单株产量呈显著相关(P<0.05).杂交水稻组合在种子萌发早期就表现出极强的杂种优势,苗期根和苗各性状间的杂种优势普遍具有相关性.部分性状的杂种优势以及与性状相关的基因表达水平与成熟期单株产量显著相关.本研究为利用水稻早期性状预测产量杂种优势模型的建立和杂交水稻新品种选育提供了理论基础.

    水稻苗期杂种优势产量相关性基因表达模式

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    大麦S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因HvSAMS2对非生物胁迫响应的表达分析

    张寒冰张书发李毛武军...
    35-46页
    查看更多>>摘要：植物在盐胁迫环境下通过多胺积累提高自身的耐受性,S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosylmethionine synthetase,SAMS)是多胺合成过程中的重要限速酶.本研究从'农家二棱'大麦(Hordeum vulgare)中克隆HvSAMS2基因,分别对其进行生物信息学、组织表达特异性及非生物胁迫响应、亚细胞定位、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中的耐盐性等分析.结果显示,HvSAMS2基因全长为1297 bp,包含长度为1185 bp的开放阅读框,中间没有内含子;预测蛋白含有394个氨基酸,分子量为42.83 kD,理论等电点为5.58.氨基酸多重比对分析表明,HvSAMS2与不同物种SAMS蛋白之间高度保守,与粗山羊草(Aegilops tauschii)SAMS2具有最高的同源性(一致率为93.06％).对绿色荧光蛋白的观察显示,HvSAMS2定位于细胞核和细胞膜上,在细胞核分布更多.qRT-PCR检测结果显示,HvSAMS2表达具有组织特异性,大麦根部的HvSAMS2表达量最高,叶部次之,茎中最低;HvSAMS2被干旱、低温、盐及茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)诱导而显著表达.构建过表达载体pYES2-HvSAMS2,转染酿酒酵母营养缺陷型INVSc1进行异源表达,HvSAMS2基因在盐胁迫下增强了宿主菌的耐盐能力.综上,HvSAMS2可能在响应非生物逆境胁迫过程中具有重要作用,本研究为深入探讨SAMS抗盐的分子机制提供基础资料.

    大麦S-腺苷甲硫氨酸合成酶2基因(SAMS2)基因克隆基因表达逆境耐受性

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    沉默辣椒Lcyb和BZR1基因对其叶片类胡萝卜素积累的影响

    李杰罗江宏杨萍
    47-57页
    查看更多>>摘要：类胡萝卜素作为光合系统和抗氧化系统的重要成员,在植物的生长发育和抗逆过程中起着重要作用.为了研究辣椒番茄红素β-环化酶(lycopeneβ-cyclase,Lcyb)和芸薹素唑耐受因子1(brassinazole-resistant 1,BZR1)基因在其胡萝卜素合成中的作用,本研究以辣椒(Capsicum annuum)'陕早红'为材料,采用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术构建以烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)介导的Lcyb和BZR1基因TRV-VIGS瞬时沉默体系,采用叶脉注射法获得辣椒Lcyb、BZR1基因表达和RNAi株系幼苗,以未侵染辣椒植株为正常对照,TRV2-八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)基因侵染植株为阳性对照,TRV2空载体侵染植株为阴性对照,通过qRT-PCR检测沉默辣椒中Lcyb和BZR1基因表达,并测定沉默株系叶片类胡萝卜素的积累.结果表明,病毒侵染21 d后,TRV2-PDS侵染的辣椒植株叶片出现白化现象,经qRT-PCR检测发现,Lcyb和BZR1基因表达量均显著降低,且两种沉默株系辣椒叶片类胡萝卜素含量显著低于正常对照植株(P<0.05),说明Lcyb和BZR1基因参与辣椒叶片类胡萝卜素的合成.本研究对TRV介导的基因沉默在辣椒基因功能分析的研究提供了参考依据.

    辣椒病毒诱导基因沉默类胡萝卜素Lcyb基因BZR1基因

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    牛ZC3H12C基因在组织和胎盘中的等位基因表达及DNA甲基化状态分析

    赵广武刘晓倩杨子怡谷书凯...
    58-66页
    查看更多>>摘要：基因组印记(genomic imprinting)作为表观遗传现象,是指依赖亲本来源特异性的单等位基因表达.印记基因在哺乳动物胚胎和胎盘发育以及个体生长中具有重要作用.ZC3H12C(zinc finger CCCH-type containing 12C)基因编码具有CCCH-type锌指结构的转录因子,参与调控人类(Homo sapiens)多种免疫性疾病.ZC3H12C首先在人类胎盘中被发现为印记基因,在牛(Bos taurus)中是否发生印记尚不明确.本研究首先分析牛ZC3H12C基因结构,进而基于SNP比较基因组DNA和cDNA扩增产物的方法分析牛ZC3H12C基因在组织和胎盘中的等位基因表达状态,发现ZC3H12C基因在心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、大脑等6个组织均表现为单等位基因表达,在胎盘中表现为双等位基因表达.进一步利用亚硫酸盐测序法分析ZC3H12C基因的甲基化状态,发现在单等位基因表达的肝脏和肾脏中,X2剪接体的第1个内含子上含有一段差异甲基化区,而在双等位基因表达的胎盘中,该区域呈现轻甲基化.上述结果提示,DNA甲基化可能参与调控牛ZC3H12C基因的单等位基因表达.本研究结果可为深入研究牛ZC3H12C基因的功能提供参考依据.

    ZC3H12C(zincfingerCCCH-typecontaining12C)基因基因组印记DNA甲基化牛

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    树蛙抗菌肽Cathelicidin在毕赤酵母中的表达及抑菌活性分析

    王莲哲刘士俊刘佳乐洪军...
    67-72页
    查看更多>>摘要：树蛙(Rhacophorus)抗菌肽Cathelicidin是一类具有广谱抗微生物活性的小分子多肽,在医疗、畜牧等方面有潜在应用价值,但其真核表达少有报道.本研究根据毕赤酵母(Pichia pastoris)的密码子偏爱性进行优化,合成树蛙抗菌肽Cathelicidin的目的基因,与表达载体pPIC9K连接后电击转化至毕赤酵母GS115,通过高浓度G418筛选高拷贝酵母转化子,通过PCR和反转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)验证,获得的阳性转化子使用1％甲醇诱导表达72 h后,收集培养液上清液进行体外抑菌活性检测及毒性分析.结果表明,树蛙抗菌肽Cathelicidin在毕赤酵母GS115中获得成功表达,分泌表达的抗菌肽对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和革兰氏阴性菌大肠杆菌(Escherchia coli)具有抑菌活性,最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)分别为(1.175±0.002)和(2.35±0.001)μg/mL,最小抑菌浓度下没有细胞溶血性.本研究为新型树蛙抗菌肽的工业生产提供基础数据支持.

    抗菌肽Cathelicidin毕赤酵母抑菌活性分泌表达

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    常温和低温纤维素降解菌的分离及其降解特性

    孟建宇陈勿力吉玛郭慧琴冯福应...
    73-84页
    查看更多>>摘要：寻找适合的纤维素降解菌是解决内蒙古等北方地区纤维素有效应用的关键.本研究采用富集培养和纯培养法对内蒙古西部地区的纤维素降解细菌进行分离并分析其降解特性,以期获得一些高效纤维素降解菌.基于16S rDNA基因序列进行同源性比对以确定种属,用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)比色法测定纤维素酶活性,并对酶活较高的菌株进行产酶条件优化.结果表明:总共分离到59株纤维素降解细菌,包括分别在10℃下分离到的36株低温纤维素降解细菌和28℃下分离到的23株常温纤维素降解细菌;16S rDNA序列分析显示59株菌分别属于α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、β-变形菌纲(β-Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)以及放线菌门(Actinobacteria).其中,α-变形菌纲为常温纤维素降解细菌中第1优势菌群,β-变形菌纲和放线菌门为第2优势菌群;γ-变形菌纲为低温纤维素降解细菌中第1优势菌群,拟杆菌门为第2优势菌群.在属水平上,假苍白杆菌属(Pseudochrobactrum)为常温纤维素降解细菌中第1优势菌属,假单胞菌属(Pseudomonas)为第2优势菌属;假单胞菌属为低温纤维素降解细菌中第1优势菌属,鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)为第2优势菌属.菌株CB04(属于纤维菌属(Cellulomonas))的羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)酶活在所有菌株中最高,优化后的最佳产酶条件为:酵母提取物为氮源,培养时间为4 d,pH值为7,其CMC酶活可达114.6 U/mL,是极具开发潜力的纤维素酶生产菌菌株.本研究揭示了内蒙古西部地区可培养纤维素降解细菌的类群组成及其纤维素降解能力,为认识和利用纤维素降解菌提供理论依据和实践基础.

    纤维素降解菌分离纤维素酶优化

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    猪流行性腹泻病毒对仔猪小肠黏膜屏障以及粘附连接蛋白基因表达的影响

    杜雨露周雅静王海飞吴正常...
    85-92页
    查看更多>>摘要：猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)是引发仔猪(Sus scrofa)腹泻的常见病原,仔猪感染PEDV后小肠黏膜屏障被破坏,引发腹泻,其中粘附连接(adherens junction,AJ)是肠道黏膜屏障重要的组成部分.为了探讨PEDV对仔猪小肠黏膜屏障以及粘附连接蛋白基因表达的影响,本研究通过石蜡切片光镜观察PEDV对仔猪小肠黏膜的影响,并利用荧光定量PCR检测E-钙粘蛋白(E-cad-herin)、整合素(Integrin)和结合素1(Nectin-1)基因在PEDV感染和正常仔猪肠道以及细胞感染中的表达变化,进一步分析其与肠道屏障功能的关系.结果显示,感染PEDV的仔猪肠道绒毛受损、脱落,固有层暴露,肠腺萎缩;而正常仔猪肠道黏膜屏障结构完整、层次分明.PEDV感染组十二指肠中E-cadherin基因表达量显著低于正常组(P<0.05),空肠中Nectin-1基因表达量极显著低于正常组(P<0.01),其余无显著差异.细胞感染实验同样显示PEDV侵染猪小肠上皮细胞(intestinal porcine epithelial cell line J2,IPEC-J2)后E-cadherin和Nectin-1基因表达量显著降低.研究结果表明,PEDV感染仔猪肠道发生明显病变,小肠黏膜屏障受损,粘附连接被破坏,其中E-cadherin和Nectin-1基因表达显著下调,不利于维持肠道黏膜屏障完整性,而肠道黏膜屏障的受损可能进一步促进了仔猪腹泻的发生.本研究初步揭示了PEDV对仔猪小肠黏膜屏障以及粘附连接的影响,为今后从肠道屏障角度研究PEDV的致病机理提供理论参考.

    仔猪猪流行性腹泻肠道黏膜屏障粘附连接蛋白

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    通过全长cDNA扩增及高通量测序技术获取呼肠孤病毒科病毒的全基因组序列

    李占鸿宋子昂朱建波杨振兴...
    93-104页
    查看更多>>摘要：获取呼肠孤病毒科(Reoviridae)病毒的全基因组序列在该科病毒的分类学和流行病学研究及诊断试剂开发等方面具有重要意义.本研究通过全长cDAN扩增(full-length amplification of cDNAs,FLAC)与二代测序(next generation sequencing,NGS)技术,获取了蓝舌病病毒(Bluetongue virus,BTV)、流行性出血病病毒(Epizootic haemorrhagic disease virus,EHDV)、帕利亚姆病毒(Palyam virus,PALV)、广西环状病毒(Guangxi orbivirus,GXOV)、西藏环状病毒(Tibet orbivirus,TIBOV)、哺乳动物正呼肠孤病毒(Mam-malian orthoreovirus,MRV)、版纳病毒(Banna virus,BAV)和芒市病毒(Mangshi virus,MSV)等8种不同呼肠孤病毒科病毒的全基因组序列.本研究建立的FLAC技术,具有高度的灵敏性,无需目标病毒的任何基因序列信息与引物设计,可在1个反转录PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)反应中扩增不同种属呼肠孤病毒科病毒完整的基因组DNA.扩增8种病毒的基因组大小在18266至23605 bp之间,基因节段数目为10或12节段.将扩增病毒的全基因组PCR产物进行NGS测序与从头组装(de novo)拼接,可在1周内获取病毒的全基因组序列.不同毒株测序产生的数据量在1.6～1.9 Gb之间,用于病毒基因组拼接的reads数(Q>30)在293016800至423210600之间,病毒基因组中每个碱基位点的测序深度在6000至20000之间.呼肠孤病毒科病毒全基因组扩增与高通量测序技术的建立,为快速准确地获取呼肠孤病毒科病毒的全基因组序列,开展病毒进化与变异、诊断试剂开发与流行病学等方面的研究提供了技术保障.

    呼肠病毒科病毒全长cDNA扩增(FLAC)二代测序(NGS)全基因组测序

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