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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

    水稻磷酸核酮糖激酶基因胁迫诱导表达分析与互作蛋白筛选

    何炜曲梦宇魏毅东连玲...
    1-14页
    查看更多>>摘要：磷酸核酮糖激酶(phosphoribulokinase,PRK)是光合反应卡尔文-本森循环中的关键酶,影响植物的生长发育.但在水稻(Oryza sativa)中对PRK在逆境胁迫响应中的功能研究报道较少.本研究开展了OsPRK(GenBank No.LOC4330413)蛋白亚细胞定位、胁迫(干旱,高盐,高温)与激素(脱落酸,茉莉酸,水杨酸)处理后基因的表达分析及互作蛋白筛选,研究OsPRK在水稻逆境胁迫响应中的功能.瞬时表达实验表明,OsPRK定位于水稻原生质体叶绿体基质中.qPCR结果发现,水稻幼苗在干旱胁迫处理0.5与3 h时及高盐、高温处理1与6 h时,OsPRK的转录与表达受抑制.外源脱落酸和茉莉酸处理1 h时,幼苗OsPRK转录水平未受明显影响,但处理4 h后,随处理时间的延长OsPRK的转录水平持续降低;水杨酸处理过程中,OsPRK的转录水平在0～8 h持续急剧下降,其后缓慢下降趋势一直持续至24 h.利用蛋白互作MBP标签融合蛋白沉降(MBP pull-down)技术筛选到了82个与OsPRK存在互作关系的候选蛋白,其中67个候选蛋白为未知功能蛋白,15个为已知功能蛋白,包括糖酵解关键酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)、抗病相关R蛋白(resistance proteins)和WRKY转录因子(WRKY transcription factor).本研究从转录水平明确了OsPRK参与逆境胁迫与激素应答,并鉴定到多个与OsPRK可能互作的调控蛋白,为后续深入解析该基因在逆境胁迫中的生物学功能提供理论依据.

    水稻磷酸核酮糖激酶(PRK)胁迫应答

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    一个水稻半矮秆多分蘖突变体的表型分析和基因精细定位

    陈丽萍蒋家焕朱永生郑燕梅...
    15-24页
    查看更多>>摘要：株高和分蘖是影响水稻(Oryza sativa)产量的重要农艺性状,适当的株高及分蘖数有利于提高水稻的产量.本研究利用0.1％甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone,EMS)试剂处理籼稻品种'福恢7185'(FH7185),从诱变后代中获得了1个性状稳定遗传的水稻半矮秆多分蘖突变体,命名为sd-fh7185(semi-dwarf from Fuhui 7185).调查分析结果显示,和野生型FH7185相比,突变体在苗期、分蘖期及成熟期均表现为株高极显著降低(P<0.01),且株高的降低主要是由于穗长和第1节间显著缩短导致的,其目标性状受位于第3染色体的单隐性核基因控制.扩大定位群体最终将目标基因精细定位于InDel标记ID73和GH25之间120 kb的物理区间内,该区间包含有14个预测功能基因.对这些预测基因进行分析,发现其中包含1个已克隆的半矮秆多分蘖基因tensinte branched 1(OsTB1)/fine cuml 1(FC1)(MSU-RGAP基因号:LOC_Os03g49880),测序发现突变体sd-fh7185中该基因在外显子的第439碱基处发生了1个由C到T的单碱基替换,致使该基因转录提前终止,编码的蛋白长度由388个氨基酸缩短至146个氨基酸,造成蛋白功能异常.sd-fh7185的突变位点不同于已发表的OsTB1/FC1突变体fc1-1和fc1-2,是其新的等位基因.该结果为后续进一步深入研究其相关分子机制及水稻育种提供了一定的参考.

    水稻半矮秆多分蘖基因定位序列分析

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    番茄果实成熟过程中GA代谢相关SlGA2ox基因家族受乙烯和ABA调控

    陈奚潼杨军何卓远曾文静...
    25-35页
    查看更多>>摘要：果实成熟受到乙烯、脱落酸(abscisic acid,ABA)和赤霉素(gibberellin,GA)等多种植物激素及成熟相关基因的共同调控.SlGA2ox(SlGA2-oxidase)家族基因是调控GA代谢的关键基因,对番茄(Solanum lycopersicum)果实成熟具有重要调节作用.然而SlGA2ox基因在成熟相关的GA代谢进程中的具体作用,以及该家族与乙烯和ABA的互作关系尚不清楚.本研究基于番茄基因组数据库筛选获得15个SlGA2ox基因,并通过启动子元件预测、基因表达分析以及GA、乙烯和ABA响应分析,探究SlGA2ox在果实成熟过程中的作用.实验结果表明,12个SlGA2ox基因与番茄果实成熟密切相关,其中SlGA2ox2、SlGA2ox5、SlGA2ox6和SlGA2ox8基因在介导GA代谢过程中可能同时受乙烯调控,而SlGA2ox4和SlGA2ox5可能同时受ABA调控;此外,SlGA2ox5既受到ABA信号调控也受到乙烯信号调控,可能是3种激素共同调控果实成熟的重要基因.本研究为深入挖掘番茄果实成熟调控相关基因提供基础资料,为探究番茄果实成熟调控的分子机制提供重要线索.

    番茄果实成熟SlGA2ox(SlGA2-oxidase)赤霉素(GA)乙烯脱落酸(ABA)

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    番茄DIR基因家族的全基因组鉴定及其表达分析

    孙会茹张嘉宁任敏王延峰...
    36-49页
    查看更多>>摘要：DIR(dirigent)作为植物木质素和木脂素生物合成过程中的一类重要调控蛋白,在植物生长发育和胁迫应答等过程中发挥重要作用.为了探究番茄(Solanum lycopersicum)DIR家族基因的生物学功能,本研究对SlDIR基因家族进行了生物信息学分析,利用TFGD网站公布的转录组数据和qRCR技术,检测SlDIR家族基因在不同组织、盐和干旱胁迫及脱落酸(abscisic acid,ABA)处理下的表达特点.结果显示:番茄中共有31个SlDIR基因,不均匀分布在除Chr03外的11条染色体上,包含3个串联重复基因簇,且多数SlDIR基因无内含子.系统进化分析显示,番茄DIR基因家族成员可分为3个亚族,各亚族基因数量不等.所有SlDIR蛋白均具有dirigent结构域,多数成员还具有信号肽;同一亚族的SlDIR蛋白保守基序分布和排列相似.此外,植物激素和胁迫响应元件在SlDIR家族基因启动子区域分布广泛.分析丁香假单胞杆菌番茄致病变种无毒菌株(Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000,Pst DC3000)处理下SlDIR基因在不同组织和不同抗性材料的表达特征,发现多数SlDIR基因在根中优势表达,同时SlDIR5、SlDIR9、SlDIR13、SlDIR15和SlDIR27的表达在番茄果实发育早期显著高于破色后.在Pst DC3000处理下,11个SlDIR基因的表达在抗性型和敏感型番茄品种间存在显著差异.ABA处理12 h时,7个SlDIR基因的表达显著上调;盐胁迫下,SlDIR27的表达受到显著诱导;干旱胁迫下,SlDIR13和SlDIR27显著上调表达.研究结果为进一步研究SlDIR基因的生物学功能提供参考依据.

    番茄DIR基因家族生物信息学分析胁迫ABA表达分析

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    烤烟品种'韭菜坪2号'叶片数的遗传分析及基因定位

    梁婷阙远慧喻奇伟贾傛吏...
    50-60页
    查看更多>>摘要：叶片数是影响烤烟(Nicotiana tabacum)产量的重要因素之一.为了提高叶片数遗传改良效率,本研究以少叶烤烟品种'NC82'和多叶烤烟品种'韭菜坪2号'为亲本,构建正反交F1和F2遗传群体,对'韭菜坪2号'烤烟叶片数进行遗传分析;利用基于极端混合池的全基因组重测序(bulked segregant analysis coupled with whole-genome sequencing,BSA-seq)和竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele-specific PCR,KASP)技术进行'韭菜坪2号'叶片数的基因定位.结果表明,多叶烤烟品种'韭菜坪2号'的叶片数是主要由加性效应基因控制的数量性状,同时受到具有部分显隐性关系的基因调控,少叶对多叶是部分显性.利用BSA-seq技术进行初定位,结合测序所得的Δ(SNP-index)位点和欧式距离(euclidean distance,ED)位点关联分析,将叶片数候选区间定位于第9号染色体的6.96 Mb区间内;根据重测序获得的SNP位点基因型,在候选区间开发KASP标记检测F2单株基因型,进一步将叶片数候选基因缩小到1.92 Mb区间内,该区间包含37个基因;对该区间内的基因进行序列分析和功能预测,推测控制'韭菜坪2号'叶片数性状的关键基因可能在该区间的8个基因之中.本研究为进一步明确调控'韭菜坪2号'烤烟叶片数的关键基因、提高烤烟产量育种效率和揭示烤烟叶片数形成的分子机理提供基础资料.

    '韭菜坪2号'叶片数遗传分析基因定位

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    百日草bHLH家族IIIf亚族基因筛选及表达分析

    陈佳红蒋玲莉钱婕妤卿洪生...
    61-72页
    查看更多>>摘要：百日草(Zinnia elegans)因花色丰富被广泛应用于花坛、花境等园林绿化中,花青素苷是影响其花色形成的重要色素之一.碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix,bHLH)转录因子是调控花青素苷合成的第二大类转录因子家族,其中与花色相关的bHLH蛋白主要聚集在IIIf亚族,而目前百日草bHLH转录因子调控花青素苷合成的机制尚不清楚.本研究对百日草'梦境'6个不同花色品种不同发育阶段花瓣中的花青素苷含量进行了测定,发现粉色、玫红色、橙色以及红色品种在花蕾期的花青素苷含量最低,半开期的含量最高.不同花色中红色品种花瓣中花青素苷含量最高,其次为玫红色,而白色和黄色品种花瓣中不含有花青素苷.本研究基于转录组数据,共筛选出67个百日草bHLH转录因子,其中ZeGL3(Z.elegans glabra 3)(GenBank No.UXP87119.1)和ZeTT8(Z.elegans transparent testa 8)(GenBank No.OP747298)隶属于bHLH家族IIIf亚族.ZeGL3和ZeTT8氨基酸序列均含有MYB互作区域、bHLH和ACT保守结构域.ZeGL3基因在花瓣中表达量最高;而ZeTT8基因在花瓣及总苞片中表达量较高,在其他组织中表达量极低.ZeGL3基因在玫红色和红色品种中表达量整体上高于粉红色和珊瑚色品种(P<0.05).结果表明,ZeGL3基因可能参与了百日草花青素苷代谢调控.本研究可为进一步揭示bHLH家族IIIf亚族基因调控百日草花青素苷代谢的分子机制提供理论依据.

    百日草花青素bHLH转录因子生物信息学分析表达分析

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    毛竹PheMOC1a/b基因表达与互作蛋白分析

    邵明侠周敏舒陈骄羽刘丽...
    73-86页
    查看更多>>摘要：毛竹(Phyllostachys edulis)是我国重要的经济竹种,笋芽正常发育与否决定了其产量.MOC1(MONOCULM1)基因在植物腋分生组织与腋芽的形成和发育中起着重要作用.本研究通过RT-PCR从毛竹中获得2个MOC1同源基因PheMOC1a(GenBank No.ON804247)和PheMOC1b(GenBank No.ON804248),序列分析表明,PheMOC1a和PheMOC1b的ORF分别为1530和1293 bp,分别编码509和430个氨基酸,蛋白多肽链中均含有GRAS-superfamily保守结构域,属于GIBBERELLIN ACID INSENSITIVE(GAI),REPRESSOR of GA1(RGA)and SCARECROW(SCR)(GRAS)基因家族.系统进化树分析显示,PheMOC1a/b与水稻(Oryza sativa)MOC1亲缘关系较近.qRT-PCR分析表明,PheMOC1a和PheMOC1b表达呈现明显的组织特异性;PheMOC1a和PheMOC1b在不同发育阶段笋芽中呈现相反的表达特性,随着笋芽发育进程的推进,PheMOC1a表达量降低,PheMOC1b表达量上升;在不同发育阶段的分枝中,PheMOC1a和PheMOC1b的表达趋势亦相反.酵母双杂交与双分子荧光互补结果显示,PheMOC1a和PheMOC1b不仅可以自身互作,两者间也可以互作;还可与indeterminate domain(IDD)家族的2个成员发生互作,而且这些互作蛋白在细胞核中发挥生物学作用.本研究为进一步分析PheMOC1a/b的生物学功能提供参考依据,为毛竹笋芽发育的分子机制提供基础资料.

    毛竹MOC1(MONOCULM1)基因笋芽GRAS基因家族基因表达蛋白互作

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    MSTN基因编辑鲁西牛屠宰性状与肉用品质分析

    吴珊珊王学侨王鑫赵晓雨...
    87-97页
    查看更多>>摘要：肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)对骨骼肌生长起负调控作用;携有突变基因的动物均表现出优于普通动物的生长性能和产肉性能;而显著提高了产肉量是否会影响肉的品质,这是消费者普遍关心的问题.为此,本研究以MSTN基因编辑牛(Bos taurus)为材料,对其屠宰性状和肉用品质指标做了较为全面的分析.结果表明,MSTN编辑牛与对照牛的屠宰率分别为(60.83±4.68)％和(55.71±0.53)％,净肉率分别为(40.63±2.00)％和(37.62±0.79)％,均具有显著差异(P<0.05).MSTN基因编辑牛的肉质,包括pH值、嫩度、系水力和营养物质等均与非双肌牛肉无统计学差异.应用RNA-seq和qPCR技术检测牛背最长肌肌肉组织基因的表达,MSTN基因突变影响了与脂肪沉积相关的基因,包括含脂联素、C1Q和胶原蛋白结构域(adiponectin,C1Q and collagen domain containing,ADIPOQ)、脂肪酸结合蛋白4(fatty acid binding protein 4,FABP4)、脂肪酸合酶(fatty acid synthase,FASN)、脂蛋白脂肪酶(lipoprotein lipase,LPL)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptorγ,PPARγ)和硬脂酰辅酶A去饱和酶(stearoyl-CoA desaturase,SCD)的表达,降低了肌间脂肪含量,提高了瘦肉率.以上结果表明,MSTN基因的人工突变显著提高了鲁西黄牛的产肉性能,减少了肌内脂肪沉积,提高了瘦肉率,且牛肉的食用品质无显著变化.此研究为改良牛肉品质、培育高产肉牛新品种提供依据.

    黄牛基因编辑肌内脂肪脂肪合成基因表达

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    牛miR-206潜在靶基因及其组织表达模式分析

    张岩峰丁燕玲李鹏李浩宁...
    98-104页
    查看更多>>摘要：miR-206是前期课题组通过全转录组测序筛选出的高低剩余采食量肉牛(Bos taurus)中差异显著的小RNA(microRNAs,miRNAs)之一,为探究miR-206对牛肌肉生长发育的调节作用,本研究以'秦川牛'miR-206为研究对象,分析了miR-206在各物种间的亲缘关系,通过TargetScan、miRWalk等在线软件预测了牛miR-206潜在靶基因并对靶基因进行GO和KEGG富集分析,通过qPCR方法检测牛各组织中miR-206的表达规律.结果表明,牛miR-206与山羊(Capra hircus)的亲缘关系最近,其次是马(Equus caballus),与爪蟾(Xenopus laevis)的亲缘关系最远;miR-206的潜在靶基因中与肌肉发育相关的有组蛋白去乙酰酶4(histone deacetylase 4,HDAC4)、热休克蛋白家族D成员1(heat shock protein family d member 1,HSPD1)、纤维连接蛋白1(fibronectin,FN1)等;功能富集分析发现,预测的靶基因显著富集于MAPK、PI3K-AKT和TNF等与肌肉发育相关的信号通路.qPCR结果显示,miR-206在成年牛腿肌和背最长肌中的表达量最高且极显著高于其他组织(P<0.01),其次是肝脏,在十二指肠及皮下脂肪中的表达量最低;与初生犊牛相比,成年牛皮下脂肪中miR-206表达量极显著下调(P<0.01),背最长肌和腿肌中表达量极显著上调(P<0.01).本研究结果将为进一步探究miR-206在牛肌肉生长发育过程中的作用提供参考.

    miR-206组织表达靶基因预测qPCR富集通路

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    TGF-β1/Smad信号通路相关因子在牦牛肺脏低氧适应中的表达分析

    王可金文德全崔燕张倩...
    105-114页
    查看更多>>摘要：低氧应激下,转化生长因子-β1(transforming growth factors-β1,TGF-β1)/Smad信号通路能被激活并通过促进肺动脉平滑肌细胞的增殖引起低氧性肺动脉高压的发生.为探究TGF-β1/Smad信号通路在牦牛(Bos grunniens)肺脏低氧适应过程中能否被激活,以及其对牦牛肺脏低氧适应性结构形成的可能作用,本研究利用qPCR检测TGF-β1、Smad2和Smad3基因在初生、幼年、成年和老年牦牛肺脏组织中的相对表达量,同时采用Western blot和免疫组织化学方法对初生、幼年、成年和老年牦牛肺脏组织中TGF-β1、Smad2和Smad3的蛋白表达水平,Smad2/Smad3磷酸化蛋白水平(P-Smad2/Smad3)及其分布特征进行研究.qPCR和Western blot结果显示,TGF-β1、Smad2、Smad3和P-Smad2/Smad3的表达趋势基本一致,且在初生、幼年、成年和老年组牦牛肺脏组织中存在表达差异,均在初生和成年组牦牛肺脏组织中表达量高,显著高于幼年和老年组牦牛肺脏组织(P<0.05).免疫组化结果显示,TGF-β1、Smad2、Smad3和P-Smad2/Smad3的分布位置基本一致,主要分布于初生、幼年、成年和老年组牦牛肺脏气管上皮细胞、肺动脉内皮细胞和肺泡Ⅱ型上皮细胞,初生、成年和老年组牦牛肺脏气管壁平滑肌细胞和肺动脉平滑肌细胞也有其阳性表达.本研究发现TGF-β1/Smad信号通路在牦牛肺脏低氧适应过程中被激活,且在初生、幼年、成年和老年组牦牛肺脏组织中的表达活性存在显著差异,初生组表达活性较高,幼年组显著下调,成年组表达活性达最高,老年组又降低,这提示TGF-β1/Smad信号通路活性的动态调控可能参与牦牛肺脏低氧适应性结构的形成和肺血管功能稳定的维持.本研究为进一步研究牦牛肺脏低氧适应机制提供了资料.

    牦牛肺脏低氧性肺动脉高压TGF-β1/Smad信号通路

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