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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

    ZmMYC7转录因子调控玉米抗病相关功能的初步研究

    王永桂李薇崔婷茹张福源...
    1-10页
    查看更多>>摘要：玉米(Zea mays)是全球最重要的粮食作物之一,病原菌引起的玉米病害直接影响玉米生产,导致巨大的经济损失.转录因子MYC2在植物抗病领域发挥重要作用.本实验室前期获得拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtMYC2在玉米中的同源基因ZmMYC7(Zm00001d030028).为了探究转录因子ZmMYC7在调控玉米抗病过程中的功能,本研究检测ZmMYC7突变体对4种玉米真菌病害的敏感性,利用qRT-PCR技术检测ZmMYC7突变对病程相关蛋白(pathogenesis-related protein,PR)基因表达的影响.结果显示,ZmMYC7与高粱(Sorghum bicolor)SbMYC2的同源性最高(90%);ZmMYC7在玉米的叶和花药中表达水平较高,紫外照射和禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)侵染会上调ZmMYC7基因表达;ZmMYC7突变后,玉米对叶和茎部病害的敏感性显著增加,病程相关蛋白基因ZmPRs的表达显著下调(P＜0.01).上述结果提示ZmMYC7可能在玉米抗病过程中发挥作用.本研究为深入解析ZmMYC7调控玉米抗病的分子机制提供基础资料.

    ZmMYC7病程相关蛋白(PR)病原体禾谷镰刀菌转录因子

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    小麦品质性状QTL元分析及候选基因挖掘

    李娜王鹏孔斌雪马靖福...
    11-25页
    查看更多>>摘要：小麦(Triticum aestivum)品质性状是多基因控制的复杂数量性状,深入挖掘重要基因组区域和候选基因对小麦品质分子遗传改良具有重要意义.本研究从31个独立数量性状位点(quantitative traits locus,QTL)定位研究中,对293个控制小麦品质性状的初始QTL进行了图谱整合和QTL元分析,获得40个一致性QTL(meta quantitative trait loci,MQTL)位点,其中35个MQTL与籽粒硬度(grain hardness,GH)相关,23个MQTL与沉降值(sedimentation value,SV)相关,16个MQTL与淀粉含量(starch content,SC)相关.这些MQTL平均置信区间(confidence interval,CI)为3.87 cM,比初始QTL(14.80 cM)缩小3.82倍,特别是5个核心MQTL平均CI缩小至0.80 cM.通过同源比对和植物基因组数据库序列信息,在40个MQTL区间内共获得839个候选基因.借助转录组数据,筛选出113个在籽粒胚乳和糊粉层中高表达候选基因.本研究所获得的小麦品质性状重要基因组区域和候选基因将为小麦品质性状的分子遗传改良提供理论依据.

    小麦品质性状元分析候选基因

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    大豆GmBAS1基因的鉴定以及对大豆株型结构的影响

    陈晓睿王影邱丽娟陈庆山...
    26-38页
    查看更多>>摘要：在改善株高、叶柄夹角、节间长度等大豆(Glycine max)株型结构的前提下,密植是提高大豆产量的主要途径.油菜素内酯(brassinolide,BR)作为第六大植物激素,对于控制水稻(Oryza sativa)的叶柄夹角和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的株型结构具有重要作用,在大豆中,油菜素内酯基因研究多与花期有关,而对株型的研究未见报道.细胞色素P450 734A1(CYP734A1/BAS1)基因属于油菜素内酯代谢基因,能够控制水稻叶柄夹角的大小,改善水稻株型.为了探究CYP734A1/BAS1基因对大豆株型的影响,本研究在大豆中同源克隆了CYP734A1/BAS1的2个同源基因GmBAS1a(GenBank No.NC_038253.2)和GmBAS1b(GenBank No.NC_038241.2),进化树分析显示,GmBAS1a和GmBAS1b与拟南芥中同源序列亲缘关系最近,在单子叶植物和双子叶植物中进化方向不同.单倍型分析表明,GmBAS1基因外显子区域自然突变少,该基因在大豆中行使重要功能;启动子预测表明,GmBAS1基因启动子区具有参与光反应和逆境胁迫等多种顺式作用元件,能够参与大豆多个生长发育过程.进一步通过农杆菌(Agrobacterium)介导大豆子叶节转化过表达载体获得BR突变体.过表达GmBAS1a大豆株高降低70%,不同部位叶柄夹角减小10%～50%,节间长度减小55%～82%,而过表达GmBAS1b大豆植株表现出更严重的矮化表型,这2个表型与通常的BR缺陷体表型一致.以上结果表明,过表达GmBAS1a和GmBAS1b能够降低大豆株高和减小叶柄夹角,促使大豆株型紧凑,且GmBAS1b相较于GmBAS1a在BR代谢中发挥更主要的作用,对于株型的影响更大.本结果为BR调控大豆株型作用的研究提供了参考.

    油菜素内酯大豆株型遗传转化

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    苦荞转录因子基因FtNAC16的克隆、亚细胞定位及表达分析

    柯瑾陈庆富李洪有
    39-49页
    查看更多>>摘要：NAC(petunia NAM and Arabidopsis thaliana ATAF1,ATAF2,and CUC2)转录因子在植物次生壁加厚过程中具有重要调控作用.为探究苦荞(Fagopyrum tataricum)中NAC转录因子在果壳次生壁形成中的功能和分子机制,本研究采用逆转录PCR(reverse transcription,RT-PCR)技术从苦荞中克隆到1个参与调控苦荞果壳细胞次生壁合成的NAC转录因子基因,命名为FtNAC16.对FtNAC16进行生物信息学、亚细胞定位及基因表达等分析,结果表明,FtNAC16(GenBank No.OR723785)全长CDS序列为1 086 bp,编码361个氨基酸.对FtNAC16进行蛋白多序列比对和系统进化树分析,结果表明,FtNAC16是NAC转录因子家族成员,且与拟南芥(A.thaliana)中调控次生壁加厚的AtNST2(NAC secondary wall thickening)亲缘关系最近.亚细胞定位显示,FtNAC16定位于细胞核.基因表达分析表明,FtNAC16主要在根、茎、花和早期发育的籽粒中高表达.此外,在厚壳苦荞和薄壳苦荞不同发育时期籽粒中的表达分析表明,FtNAC16在厚壳苦荞和薄壳苦荞中具有相似的表达模式,即其表达呈先增后减趋势,且在授粉后7d籽粒中表达量最高,在籽粒发育早期,FtNAC16在厚壳苦荞中的表达量显著高于薄壳苦荞.进一步表达分析显示,次生壁形成的下游调控基因FtMYB103与纤维素合成酶4(cellulose synthase 4,FtCESA4)和FtCESA8在厚壳苦荞和薄壳苦荞不同发育时期籽粒中的表达与FtNAC16高度正相关.推测FtNAC16可能通过正向调控苦荞次生壁生物合成相关的基因表达,进一步调控苦荞发育过程中不同组织部位尤其是苦荞果壳细胞次生壁的生物合成.本研究为培育高产、优质、适应性强的薄壳苦荞新品种提供优异的基因资源和理论依据.

    苦荞NAC转录因子FtNAC16基因克隆亚细胞定位表达分析

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    马铃薯休眠解除相关基因StNF-YA8的表达分析

    王霄魏涵李世贵王凯彤...
    50-59页
    查看更多>>摘要：核因子Y(nuclear factor Y,NF-Y)是真核生物中分布较为广泛的一类转录因子,由NF-YA、NF-YB和NF-YC三种亚基构成,NF-YA参与调控植物的生长发育及胁迫响应.本研究用qRT-PCR方法分析了10个马铃薯(Solanum tuberosum)StNF-YA基因在块茎休眠解除过程中的表达模式.结果表明,StNF-YA8基因在块茎休眠解除过程中持续上调表达.进一步克隆了StNF-YA8基因(GenBank No.XM_015309982.1),其ORF为591 bp,编码196个氨基酸.构建了StNF-YA8蛋白的亚细胞定位载体,结果显示,StNF-YA8蛋白定位在细胞核和细胞膜上.组织特异性分析发现,StNF-YA8基因在不同组织间存在表达差异.生物信息学分析表明,马铃薯StNF-YA8蛋白含有CBFB保守结构域,在进化程度上与野生马铃薯(S.commersonii)亲缘性最高;StNF-YA8蛋白与StNF-YB3/5/10/14/17和StNF-YC1/4/5/8/9蛋白互作;该基因启动子序列中存在参与光响应、昼夜节律控制和激素响应相关的顺式作用元件.本研究为深入解析马铃薯StNF-YA8基因参与调节块茎休眠解除的分子机制提供了基础资料.

    马铃薯休眠表达分析核因子YA8(StNF-YA8)生物信息学分析

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    甘蓝型油菜BnaNAC14.1基因的克隆与表达模式分析

    章冰馨祝金博刘翠李青洋...
    60-69页
    查看更多>>摘要：NAC转录因子广泛参与植物生长发育及非生物逆境胁迫反应.本研究采用RT-PCR方法,从甘蓝型油菜(Brassica napus)'中双11'cDNA中克隆BnaNAC14.1基因(GenBank No.XM_022712555.2).生物信息学分析表明,BnaNAC14.1基因编码区全长1 908 bp,编码635个氨基酸,包含NAM保守结构域;构建pCAMBIA1305.1-35S-sGFP-BnaNAC14.1融合表达载体,利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化烟草(Nicotiana tabacum)叶片细胞,亚细胞定位结果显示,该转录因子定位于细胞核;以酵母(Saccharomyces cerevisiae)表达载体pGBKT7-BD-BnaNAC14.1转化酵母菌株Y2HGold,在SD/-Trp+X-α-gal培养基中显示蓝色,表明该转录因子具有转录激活活性.表达模式分析表明,BnaNAC14.1基因在甘蓝型油菜花和种子中表达量显著高于根、茎和叶;qRT-PCR结果显示,BnaNAC14.1基因受盐、干旱及外源激素脱落酸(abscisic acid,ABA)的诱导,在吲哚乙酸(indoleacetic acid,IAA)和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理下表达受到抑制.上述结果初步明确BnaNAC14.1基因参与逆境胁迫和激素应答,可能在种子发育中发挥重要作用.本研究为后续深入探讨BnaNAC14.1生物学功能和优质抗逆油菜育种提供基础资料.

    甘蓝型油菜NAC转录因子基因克隆亚细胞定位表达模式

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    过表达F-box基因BoFBX117对甘蓝低温耐受性的影响

    罗玉霞许涛戴倩陈瑶...
    70-79页
    查看更多>>摘要：F-box基因在植物非生物胁迫响应过程中发挥重要作用.为了研究F-box基因BoFBX117(GenBank No.XM_013731217.1)在甘蓝(Brassica oleracea var.capitata)响应低温胁迫中的功能,本研究构建了BoFBX117过表达载体,通过农杆菌介导法获得过表达BoFBX117甘蓝(OE-BoFBX117)植株.在4、0、-2和-4℃低温胁迫24h后,通过观察表型发现过表达BoFBX117甘蓝叶片黄化萎蔫程度均小于非转基因甘蓝(WT);经过7d恢复期,发现过表达BoFBX117甘蓝恢复正常生长能力更强.qPCR结果表明,低温胁迫下转基因植株中BoFBX117的表达量显著升高(P＜0.01),是WT植株的1.87～4.80倍.0℃低温胁迫时,转基因植株的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性最高,分别比WT植株提高 80%、16%和 99%.低温胁迫下,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量不断积累,-4℃时转基因植株的丙二醛含量为0.62 μmol/g FW,比WT降低53.38%.在正常条件和低温胁迫下,转基因植株的脯氨酸(proline)和可溶性糖(soluble sugar)含量均显著高于WT植株(P＜0.05).结果表明,BoFBX117 在低温胁迫应答过程中发挥正调控作用,过表达BoFBX117提高了转基因甘蓝的低温耐受性,本研究为甘蓝耐低温品种选育提供支持.

    甘蓝F-box基因BoFBX117低温胁迫

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    芜菁种质资源根肿病抗性鉴定及组织显微观察

    雷霆刘晓乐周晓青杨昕蕾...
    80-90页
    查看更多>>摘要：根肿病(clubroot disease)是十字花科作物主要病害之一,筛选芜菁(Brassica rapa ssp.rapifera)抗根肿(clubroot resistance,CR)材料,明确其抗根肿病基因分布和观察抗病组织的显微机理,对抗病品种选育具有重要的意义.本研究以25份芜菁资源为材料,采用人工苗期接种的方法对根肿病的抗性进行鉴定,利用分子标记检测抗病基因位点分布,通过荧光桃红染色和石蜡切片技术观察根肿菌(Plasraodiophora brassicae)侵染进程和根部病理变化.鉴定结果显示,4份材料表现抗病(免疫和高抗),其中WJ-9、WJ-21和WJ-22表现为免疫,WJ-14表现高抗;另外WJ-10、WJ-13和WJ-18共3份表现耐病;18份材料表现感病(感病和高感).抗病基因在供试材料中分布由多到少依次为:Crr3(分布13个材料中)＞CRb＞Crr1a=CrrA5＞CRc＞Crr1＞CRa(分布2个材料中),WJ-22检测到抗病基因最多,含6个.根肿菌在抗、感芜菁中的侵染进程和根部病理变化存在差异,抗病材料比感病材料发生根毛侵染时间晚、侵染率低,无皮层侵染;感病材料根部细胞膨大,结构紊乱并挤压破坏根部导管,而抗病材料细胞结构完整.对根肿病表现抗性的芜菁材料,聚合了较多抗病基因和致密的细胞结构.本研究鉴定到4份免疫和高抗根肿病芜菁资源,明确了其携带的抗病基因,探究了抗和感病材料的根肿菌侵染进程和组织结构差异,为利用其培育根肿病持久抗性品种提供了科学依据.

    芜菁根肿病抗性鉴定分子检测显微观察

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    森林草莓SAUR基因家族的鉴定与表达分析

    刘芳梁国平王晗任家玄...
    91-106页
    查看更多>>摘要：早期应答生长素基因SAUR(small auxin up RNA)是一个能够在早期迅速响应生长素(indole-3-acetic acid,IAA)处理的基因家族,然而在草莓(Fragaria×ananassa)中该基因家族如何应答生长素处理还未见报道.因此,本研究利用生物信息学工具,分析了森林草莓(F.vesca)SAUR基因家族成员的进化关系、蛋白质理化性质、基因结构和启动子元件以及响应IAA的表达模式变化.结果表明,在森林草莓基因组中共鉴定到了67个SAUR家族成员,这些成员的氨基酸数量变化范围为83～286 aa,除FvSAUR9、FvSAUR15、FvSAUR22、FvSAUR44、FvSAUR45具有疏水性外,其余成员都具有亲水性.亚细胞定位预测分析表明,该基因家族成员的表达主要位于细胞核、线粒体、叶绿体和细胞质中.系统进化树结果显示,拟南芥(Arabidopsis thaliana)、森林草莓和草莓的SAUR基因成员被分为10个亚组,其中第5亚组中森林草莓的成员最多,为20个,第4和第8亚组均为0个.森林草莓SAUR基因成员的启动子序列共鉴定出了11类不同的元件,其中与环境胁迫相关的有5类,与激素相关的有6类,光响应元件的数量最多.通过qRT-PCR分析了森林草莓SAUR家族成员响应IAA的表达模式,结果表明,大部分成员在IAA处理2h后表达水平显著下调(P＜0.05),而12h后有12个成员表达上调,而24h处理后,所有的SAUR基因家族成员表达均上调.此外,共线性分析结果显示森林草莓SAUR基因家族成员中有6个基因对存在共线性.以上这些结果为草莓SAUR基因家族成员在生长发育和激素应答,特别是响应IAA处理方面的研究提供参考.

    草莓SAUR基因家族qRT-PCR吲哚乙酸(IAA)生物信息学

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    转录因子NAC62在工业大麻中的克隆、生信分析及其干旱胁迫响应分析

    杨宇蕾张涵雪王珊珊汤开磊...
    107-114页
    查看更多>>摘要：工业大麻(Cannabis sativa)是一种重要经济作物,其种子萌发阶段易遭受干旱胁迫,最终对生长和产量造成不利影响.NAC基因是植物中特有的一类转录因子,在植物应对非生物胁迫方面起着重要作用.本研究基于前期的转录组数据,利用RT-PCR方法,从工业大麻品种'云麻1号'中分离克隆出了1个NAC类基因,命名为CsNAC62(GenBank No.XM_030652694).序列分析发现,CsNAC62基因CDS大小为1 260 bp,编码419个氨基酸,蛋白质分子量48.32 kD,等电点为8.24.CsNAC62蛋白的N端含有150～160个氨基酸组成的NAC结构域,该结构域由5个亚结构域组成,是NAM/NAC类基因家族典型的保守结构域.蛋白二级结构预测表明,CsNAC62由25.19%的α-螺旋、17.29%的延伸链和57.52%的不规则卷曲组成.系统进化分析表明,工业大麻CsNAC62与桃树(Prunus persica)NAC3的关系最近.'云麻1号'萌发种子中的CsNAC62基因随着干旱胁迫处理(PEG-6000模拟)时间的延长,其表达量也逐步增加,萌发7d时表达量达到最大.而在正常萌发的种子(对照)中,CsNAC62的表达量则上升缓慢,表明CsNAC62基因受干旱诱导表达.本研究初步揭示了CsNAC62基因在PEG模拟干旱胁迫下的表达模式,为进一步探究其参与工业大麻干旱胁迫响应的分子机制提供参考.

    工业大麻NAC转录因子干旱胁迫生物信息学分析表达模式

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