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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

    小麦热激转录因子TaHsfA1亚家族基因的生物学特性及耐热性分析

    刘然孟祥照苑赛男李国良...
    1-14页
    查看更多>>摘要：植物热激转录因子(heat shock transcription factors,Hsf)存在于大多数植物中,在热胁迫和多种其他逆境胁迫响应过程中发挥重要作用.本研究从冬小麦(Triticum aestivum)'沧6005'中同源克隆获得3个同源基因 TaHsfA1-1(GenBank No.MW756130)、TaHsfA1-2(GenBank No.MW756131)和 TaHsfA1-3(GenBank No.MW756132),cDNA长度分别是1 590、1 566和1 569bp.3个蛋白质序列都含有典型的DNA结合结构域(DNA binding domain,DBD)、相同的核定位信号序列(nuclear localization signal,NLS)RRKP/KKRR 和转录激活结构域序列(aromaromatic,large hydrophobic and acidic amino residues,AHA)DSFWEQFLCA.TaHsfA1-1、TaHsfA1-2和 TaHsfA1-3与节节麦(Aegilops tauschii)AetHsfA1 的氨基酸序列相似性均高达96％.通过染色体定位分析确定TaHsfA1-1、TaHsfA1-2和TaHsfA1-3分别定位于染色体4A、5B和5D上.通过瞬时转化烟草(Nicotiana tabatcum)表皮细胞并观察发现,正常条件下TaHsfA1蛋白质都定位于细胞核.qPCR分析显示,3个基因的表达均被37℃热胁迫(heat stress,HS)和水杨酸(salicylic acid,SA)上调,而脱落酸(abscisic acid,ABA)处理明显下调其表达,TaHsfA1-3同时被H2O2上调.通过在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)AH109中鉴定发现 TaHsfA1-1、TaHsfA1-2和TaHsfA1-3均具有转录激活活性.依据3个基因对热胁迫响应程度,选取TaHsfA1-1遗传转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)并观察表型发现,TaHsfA1-1能够提高热胁迫下拟南芥幼苗的基础耐热性和获得耐热性,不同转基因株系的叶绿素含量与其表型及存活率相一致,正常及热激后均引起相关热激蛋白基因的表达.该研究表明小麦HsfA1亚族基因具有耐热性调控功能,为进一步探究小麦Hsf家族基因特性及耐热性功能提供了理论基础.

    小麦热激转录因子A1(TaHsfA1)生物学特性亚细胞定位耐热性功能

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    小麦与叶锈病菌互作过程中转录因子基因TaNAC35的功能分析

    赵晨光温晓蕾杨文香张娜...
    15-24页
    查看更多>>摘要：NAC(NAM-ATAF1/2-CUC2)蛋白是植物特有的一种转录因子,在植物生长发育和胁迫应答中都具有重要作用.本课题组前期在小麦(Triticum aestivum)与叶锈菌(Puccinia triticina)互作的转录组数据库中进行了差异基因筛选,在小麦近等基因系TcLr3ka中克隆了显著差异表达的TaNAC35基因全长.本研究通过同源扩增分离TaNAC35在TcLr3ka中的基因序列,利用MEGA软件将基因组序列与CDS序列比对,发现其编码区具有4个外显子和3个内含子;启动子元件预测结果显示,TaNAC35启动子区域有多种激素响应元件、光响应元件及转录因子结合位点.进一步构建重组质粒pGR107-TaNAC35-GFP并瞬时转化烟草(Nicotiana tabacum)叶片,荧光显微镜观察发现TaNAC35蛋白定位于细胞核与细胞膜中.qPCR检测发现,TaNCA35基因表达具有组织特异性,在小麦叶片中的表达量最高,并参与小麦对叶锈菌胁迫及脱落酸和水杨酸刺激的响应.利用病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术发现,沉默TaNAC35的植株对叶锈病菌的侵染具有抑制作用.上述结果表明,TaNAC35在小麦抗叶锈病菌过程中起负调控作用.本研究为深入探讨NAC转录因子在小麦响应叶锈病菌胁迫中的作用提供了参考依据.

    小麦叶锈病NAC(NAM-ATAF1/2-CUC2)转录因子表达分析病毒诱导的基因沉默(VIGS)

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    马铃薯VQ基因家族鉴定与表达分析

    翟明明刘娜徐任园李欢欢...
    25-37页
    查看更多>>摘要：VQ蛋白是一类具有"FxxxVQxLTG"保守氨基酸序列的植物非特异性蛋白,由于其序列中含有2个高度保守的二肽缬氨酸(valine)和谷氨酰胺(glutamine),故称VQ蛋白.该家族在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要作用,但在马铃薯(Solanum tuberosum)中研究较少.为探讨马铃薯VQ家族功能,本研究采用生物信息学方法对StVQ基因家族成员的基本特征进行了分析,并使用qPCR方法验证了其对多种胁迫的响应情况.结果显示:StVQ家族共有37个成员,命名为:StVQ1～StVQ37,依次分布在马铃薯的12条染色体上,其中的34个成员序列中不含有内含子;依照序列特征可将该家族分为9个亚家族;多序列比对结果显示StVQ家族蛋白存在7种变异类型.种内共线性分析共发现了 1对串联重复基因和7对片段重复基因,对蛋白网络预测分析推断其与StWRKY存在互作,RNA-seq数据则显示StVQ基因在马铃薯的不同组织表达有差异,而且在不同胁迫下的表达量变化也不同.进一步的qPCR和启动子分析证实这些基因能够响应冷、盐或干旱等多种非生物胁迫.本研究结果为更深层次的StVQ功能验证和作用机理分析提供参考.

    马铃薯VQ基因家族表达模式非生物胁迫

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    莲藕PPO基因家族成员鉴定与分析

    李婷婷李玉蕊鄢敏丽张海星...
    38-49页
    查看更多>>摘要：多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)在植物、动物和昆虫中以多基因家族形式广泛存在.对园艺作物而言,PPO是导致果蔬采后褐变的关键酶.明确植株内PPO家族成员及其功能,是降低其基因表达水平和酶活性的有效手段.为揭示PPO基因家族成员在莲藕(Nelumbo nucifera)中功能,本研究利用生物信息学方法鉴定出莲藕中PPO基因家族成员:PPO1、PPO4、金鱼草素合酶1(aureusidin synthase 1,AS-1)与AS-2,并对其理化性质、跨膜区、信号肽、亚细胞定位、基因结构、保守基序、二级与三级结构进行预测,通过qPCR方法分别检测PPO酶和基因在不同组织、不同生长时间、不同诱导因子下的活性及基因表达量.结果表明,4个基因CDS区全长在1 740～1 833 bp之间,编码氨基酸数目579～610,分子量66.21～68.65 kD,等电点在5.87～8.59,均属于亲水性不稳定蛋白;PPO1与PPO4无跨膜区、无信号肽,属膜外非分泌蛋白,AS-1无信号肽但有1个跨膜区,AS-2是具有1个跨膜区的分泌蛋白;PPO1与PPO4定位于叶绿体,AS-1定位于内质网,AS-2定位于细胞质;PPO1与PPO4没有内含子但都有12个保守基序,AS-1与AS-2分别具有1个内含子和10个保守基序;该4个蛋白结构非常相似,无规则卷曲是其主要结构元件,α-螺旋、β-转角以及延伸链分散于整个多肽链中;PPO活性与PPO1、PPO4基因表达量在幼芽中最高,AS-1在根中表达量最高,而AS-2在叶中表达量最高;PPO活性与PPO1、PPO4、AS-1基因表达量在不同诱导处理下均升高,而AS-2基因表达量无明显变化;PPO活性随着植株生长时间延长呈现出先增高后下降趋势,PPO1、PPO4与AS-1表达量在第30天左右快速上升,而AS-2无明显变化.本研究为阐明莲藕PPO基因家族成员功能提供了基础资料.

    莲藕多酚氧化酶(PPO)生物信息学基因表达

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    地被菊bHLH转录因子基因家族鉴定及其低温胁迫响应

    任镘蓉全英杰杨雯婷何子涵...
    50-62页
    查看更多>>摘要：地被菊(Chrysanthemum morifolium)是菊科菊属多年生宿根草本植物,花型整齐,色彩多样,有较高的观赏价值.北方地区温度低,严重限制了地被菊的栽培范围.碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix,bHLH)转录因子家族广泛参与植物的生长发育和非生物胁迫响应.本研究以地被菊'映洁'为材料,根据转录组数据克隆了 17个CmbHLHs基因,ORF在603～1 242 bp之间,对蛋白理化性质进行预测分析发现,17个CmbHLHs蛋白中8个蛋白为酸性,9个蛋白为碱性,这些蛋白都定位在细胞核上.bHLH蛋白二级结构α-螺旋占比为25.49％～51.50％,β-转角占比为1.42％～5.88％;miRNA预测分析显示,9个miRNA可能调控8个CmbHLHs基因转录后的表达.利用MEME软件预测CmbHLH基序组成,共鉴定出6个保守基序,除CmbHLH8和CmbHLH15外,其他蛋白都包含基序1和基序2.系统发育分析显示,17个CmbHLHs基因分布于12个bHLH亚家族.低温处理地被菊幼苗,qPCR分析发现,7个CmbHLHs基因受到低温胁迫诱导后表达量增加.本研究可为地被菊bHLH基因功能的进一步研究提供参考.

    地被菊碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)转录因子基因家族低温胁迫

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    茶树根系发育相关基因CsRDAs的克隆与功能分析

    陈蓉刘慧付萍赵德刚...
    63-74页
    查看更多>>摘要：茶树(Camellia sinensis)作为国家重要的木本经济作物,其根系发育会直接影响茶叶产量和品质.为了进一步利用茶树优良品种资源,并从分子水平上解析茶树根系的发育过程,本研究从前期构建的黔茶 1 号(C.sinensis cv.Qiancha 1,QC1)和黔湄601 号(C.sinensis cv.QianMei601,QM601)胚根转录组文库中,筛选到了 1个根系发育相关基因,命名为CsRDA1(root development associated gene 1).利用逆转录(reverse transcription-PCR,RT-PCR)技术从QC1中克隆得到了CsRDA1及其3个同源基因的cDNA序列,分别命名为 CsRDA1(GenBank No.MW451597)、CsRDA2(GenBank No.MZ516824)、CsRDA3(GenBank No.MZ516825)和CsRDA4(GenBank No.MZ516826).系统发育与基序分析结果表明,茶树CsRDAs成员进化上来源相似,保守基序一致.qPCR结果表明,CsRDAs在不同组织器官中的表达各具特异性,提示其可能参与不同器官的发育调控.本氏烟草(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时转染结果表明,CsRDA1和CsRDA2主要定位于细胞核和细胞质中,CsRDA3定位于叶绿体和细胞质中.进一步利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的愈伤转化法获得过表达CsRDA1的转基因水稻(Oryza sativa).初步结果发现,转基因植株相比对照,总根数增加.该研究表明CsRDA1可能参与了茶树根系发育的调控,为进一步阐明茶树胚根系发育调控网络提供了参考依据.

    茶树根系发育转录组蛋白定位

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    绵羊FBXL3基因表达及其多态性与季节性发情的相关性分析

    杨阳钟英杰姜雨储明星...
    75-84页
    查看更多>>摘要：季节性发情限制了绵羊(Ovis aries)的繁殖效率,因此,探究影响绵羊季节性发情的关键基因具有重要意义.为探究通过全基因组重测序(whole genome resequencing,WGRS)筛选出的绵羊F-box富含亮氨酸重复蛋白3(F-box and leucine-rich repeat protein 3,FBXL3)基因表达水平及其多态性与绵羊季节性发情之间的关系,本研究选取苏尼特羊为对象,利用qPCR方法分析FBXL3基因在不同组织中的表达及SNP对其表达的影响;利用Sequenom MassARRAY? SNP技术对2种发情模式的绵羊(常年发情组和季节性发情组)FBXL3基因g.52551820G＞A位点多态性进行检测,并与绵羊的季节性发情性状进行关联分析;同时,利用生物信息学方法分析g.52551820G＞A位点突变对mRNA二级结构和蛋白质性质的影响.结果表明,FBXL3基因在苏尼特羊多种组织中广泛表达;FBXL3基因g.52551820G＞A位点存在3种基因型GG、GA和AA,在肝脏(P＜0.01)、肾脏(P＜0.01)和肾上腺(P＜0.05)中野生型GG表达量显著高于突变型AA;在季节性发情品种中G为优势等位基因,在常年发情品种中A为优势等位基因,该位点的基因型频率及等位基因频率在季节性发情和常年发情品种中都达到了差异极显著水平(P＜0.01);群体遗传学分析结果显示,FBXL3基因g.52551820G＞A位点在草原型藏羊和杜泊羊中表现为低度多态(PIC＜0.25),在滩羊、苏尼特羊、小尾寒羊和萨福克羊中表现为中度多态(0.25＜PIC＜0.50);生物信息学分析结果表明,FBXL3蛋白在突变位点附近的数个氨基酸残基呈现亲水性的略微降低,蛋白磷酸化水平也发生改变.综上所述,FBXL3基因g.52551820G＞A位点突变可能是绵羊季节性发情的潜在分子标记,本研究为季节性发情的分子机制研究提供基础资料.

    绵羊季节性发情F-box富含亮氨酸重复蛋白3基因(FBXL3)组织表达生物信息学分析

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    基于RNA-seq技术挖掘影响贵州黄鸡肌内脂肪沉积的关键基因

    王小亚陈大海饶永超杨德凤...
    85-95页
    查看更多>>摘要：肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)含量是衡量肉品质的重要指标之一.但肌内脂肪含量的沉积受遗传、环境和营养水平因素的影响.不同的品种、品系,甚至同一品系不同个体间肌内脂肪的沉积均有差异.本研究以贵州黄鸡(Gallus gallus domesticus)为研究对象,旨在探讨不同个体间IMF含量的差异,并通过转录组测序(RNA-seq)技术分析贵州黄鸡鸡肉中IMF沉积的分子调控机理.选择相同条件下饲养、体重相近的120日龄贵州黄鸡母鸡30只,屠宰后逐只测定胸肌IMF含量.根据肌内脂肪含量高低分为2组:高IMF组(H组,n=4)和低IMF组(L组,n=4).采用RNA-seq技术测序,挖掘影响贵州黄鸡肌内脂肪沉积的差异表达基因,并对差异表达基因进行GO功能注释和KEGG通路富集分析.结果发现,高IMF含量和低IMF含量2个组胸肌组织测序共筛选出259个差异表达基因,其中有64个基因表达上调,195个基因表达下调;随机选择6个基因进行qPCR验证,发现qPCR结果与测序结果一致,证明测序结果可靠.KEGG信号通路分析发现粘着斑、细胞外基质(extracellular matrix,ECM)-受体相互作用、肌动蛋白细胞骨架调节、细胞黏附分子和TGF(transforming growth factor)-β信号通路等5条信号通路显著富集.在粘着斑、ECM-受体相互作用、TGF-β信号通路与PPAR信号通路上发现钙蛋白酶2(calproteinase 2,CAPN2)、Ⅰ-1 型胶原蛋白链(collagen type Ⅰ alpha 1 chain,COL1A1)、COL1A2、胶原 Ⅵ 型 α1 链(collagen type Ⅵalpha 1 chain,COL6A1)、COL6A2、COL6A3和脂蛋白 1(lipin1,LPIN1)、磷脂转运蛋白(phospholipid transfer protein,PLTP)等基因是影响贵州黄鸡IMF沉积的关键基因.本研究所鉴定差异表达基因可作为IMF沉积的关键基因,为今后进一步探索家禽IMF沉积的分子调控机理提供参考.

    贵州黄鸡转录组测序(RNA-seq)技术肌内脂肪沉积候选基因

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    乌鳢IL-1RAcP的分子特征及其对两种病原菌感染的免疫应答

    李冬琦崔正伟赵飞邓玉婷...
    96-105页
    查看更多>>摘要：白细胞介素1受体辅助蛋白(interleukin-1 receptor accessory protein,IL-1RAcP)是参与促炎细胞因子白细胞介素1(interleukin-1,IL-1)信号传导的重要分子,在调节机体的免疫应答、炎症反应和抗菌感染等过程中发挥重要作用.为了探究鱼类IL-1RAcP在防御病原体感染过程中的作用机制,本研究克隆了乌鳢(Channa argus)IL-1RAcP基因shIL-1RAcP(GenBank No.MW928496),并初步分析了 shIL-1RAcP对舒伯特气单胞菌(Aeromonas schubertii)和鰤诺卡氏菌(Nocardia seriolae)2种病原菌感染及脂磷壁酸(lipoteichoic acid,LTA)、脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)和聚肌苷酸胞苷酸(polyinosinic-polycytidylic acid,Poly(I∶C))3种病原类似物和重组IL-1β蛋白刺激的免疫应答反应.结果显示,shIL-1RAcP基因的开放阅读框(ORF)长度为1 848 bp,预测编码615个氨基酸.编码蛋白的序列分析显示,shIL-1RAcP具有IL-1家族成员典型的结构特征,含有3个胞外免疫球蛋白样(Ig-like)结构域、1个跨膜结构域和1个胞内Toll/IL-1受体(TIR)结构域.系统进化树分析显示,shIL-1RAcP与其他鱼类IL-1RAcP聚为一簇,并与大口黑鲈(Micropterus salmoides)和黄条鰤(Seriola lalandi)IL-1RAcP 的同源性最近.qPCR检测显示,shIL-1RAcP在健康乌鳢的所有检测组织中广泛表达,其中在肝脏中的表达量最高,在头肾、体肾、脾脏等免疫组织中表达量较高,在心脏中的表达量最低.对2种病原菌感染的免疫应答分析显示,舒伯特气单胞菌和鰤诺卡氏菌能够诱导乌鳢体内头肾和脾脏中shIL-1RAcP的表达.LTA、LPS、Poly(I∶C)和乌鳢的重组IL-1β蛋白(shIL-1β)能够诱导体外头肾白细胞中shIL-1RAcP的表达.本研究结果证实shIL-1RAcP在防御病原菌感染的免疫应答过程中发挥重要作用,为进一步揭示鱼类IL-1RAcP在抗菌免疫中的作用提供了基础资料.

    乌鳢白细胞介素1受体辅助蛋白(IL-1RAcP)舒伯特气单胞菌鰤诺卡氏菌免疫应答

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    载玻片的亲、疏水性对玉米大斑病菌分生孢子萌发与芽管发育的影响

    胡净净刘子怡黄晓晗高文强...
    106-113页
    查看更多>>摘要：玉米大斑病(northern corn leaf blight,NCLB)是发生在玉米(Zea mays)叶部、由大斑病凸脐蠕孢菌(Setosphaeria turcica)(俗称大斑病菌)引起的真菌性病害.玉米大斑病菌侵染玉米叶片时首先感知叶片的亲、疏水性及硬度等物理性质.为研究叶片表面亲、疏水性的差异对玉米大斑病菌的影响,本研究在不同亲、疏水载玻片上培养了玉米大斑病菌的分生孢子,观察了不同时间内孢子的萌发率、附着胞形成率及糖原和脂滴分布的差异,并利用扫描电子显微镜观测了抗、感品种玉米叶片表面的微观结构差异.结果显示,在疏水载玻片上分生孢子的萌发率、附着胞产生率均高于在亲水载玻片上;分生孢子萌发产生的芽管内脂滴颗粒大小分布不同,在亲水载玻片上脂滴颗粒明显大于疏水载玻片上的脂滴颗粒;芽管内的糖原分布在亲、疏水载玻片上未观察到显著差异.抗、感玉米大斑病品种叶片的微观结构观察显示,抗病品种'郑单958'和感病品种'先玉335'叶片表面微观结构明显不同,'郑单958'叶片表面蜡质层更为粗糙.上述结果表明,亲、疏水性影响玉米大斑病菌分生孢子的萌发、附着胞形态及芽管内有机物质的累积.研究结果为玉米抗感品种的选育提供数据支持.

    玉米大斑病菌亲、疏水性糖原脂肪

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