首页期刊导航|农业生物技术学报
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

    巨桉SNAC基因家族的鉴定及其在非生物逆境下的表达分析

    洪家都倪晓祥俞键烽吴梦洁...
    115-131页
    查看更多>>摘要:巨桉(Eucalyptus grandis)是我国南方重要用材树种,但其抗逆性较差,限制了其栽培范围的扩大和栽培效益的提高.NAC类转录因子是植物特有的转录因子家族,广泛参与植物生长、发育、代谢和逆境响应,其中非生物逆境响应相关的NAC被称为SNAC(stress-related NAC).本研究在巨桉全基因组范围鉴定的166个NAC和文献报道的74个SNAC的基础上,通过进化分析,筛选EgrSNAC家族成员,并分析其基因、蛋白序列结构、染色体定位、共线性关系、基因重复情况和启动子的顺式作用元件,以及不同组织中的表达模式,并对巨桉幼苗进行低温、干旱、高盐、脱落酸(abscisic acid,ABA)和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理,利用qPCR分析EgrSNAC基因在这些逆境处理下的表达.结果表明,巨桉中共有22个EgrSNAC基因,分别属于ATAF、NAP和AtNAC3亚家族.除EgrSNAC20外,这些基因编码的蛋白均包含典型的NAM结构域的5个子域,对应Motif1~Motif5.22个基因分布在9条染色体上,有4个共线性基因对以及由11个EgrSNAC基因组成的2个串联重复基因区段.启动子顺式作用元件分析显示,EgrSNAC启动子上分布有多种逆境响应元件.EgrSNAC中串联重复基因的组织特异性表达模式类似.4℃低温处理不同时间的qPCR分析表明,除EgrSNAC1、EgrSNAC3和EgrSNAC22外,其他19个EgrSNAC表达均受低温诱导;对干旱有响应的有 19 个EgrSNAC,除EgrSNAC2、EgrSNAC5、EgrSNAC14 和EgrSNAC21表达被抑制外,其他均被干旱诱导;高盐处理下,有19个EgrSNAC表达发生变化,且仅EgrSNAC21被高盐抑制.另外响应ABA(100 μmol/L)处理的14个基因均被诱导;而MeJA(100 μmol/L)处理下表达有变化的基因有13个为诱导型,4个为抑制型.本研究结果揭示了不同EgrSNAC基因与低温、干旱、高盐和ABA、MeJA等非生物逆境因子之间的关系,为进一步研究巨桉EgrSNAC基因资源提供了参考.

    巨桉SNAC基因家族非生物逆境表达

    基于转录组信息的杜梨盐胁迫相关MYB转录因子鉴定与分析

    李慧张雨峰李晓刚王中华...
    132-146页
    查看更多>>摘要:MYB(myeloblastosis)蛋白是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与植物逆境胁迫应答.到目前为止,对于同一物种不同耐盐能力生态型之间MYB家族的表达模式还没有系统的比较分析.本研究基于杜梨(Pyrus betulaefolia)耐盐单株和普通单株转录组测序(RNA-sequencing,RNA-Seq)数据,筛选鉴定杜梨盐胁迫前后差异表达MYB基因,进行保守结构域归类、染色体分布分析、亚细胞定位预测和系统进化树构建,检测盐胁迫后PbMYBs基因在杜梨不同耐盐性株系各器官中的表达情况.借助转录组分析工具,注释获得129个盐胁迫后差异表达的杜梨PbMYBs基因,根据其结构特性可分为3大类:1R-MYB、R2R3-MYB和3R-MYB.杜梨15号染色体上分布的PbMYBs基因数目最多.构建系统进化树发现,杜梨MYB家族包括3个大类、23个亚类.亚细胞定位预测结果显示,42个PbMYBs转录因子定位于胞外,87个定位于细胞核中.基于转录组数据的基因表达模式分析表明,杜梨PbMYBs基因参与了不同器官应对盐胁迫的转录调控;荧光定量PCR证实,不同PbMYBs转录因子基因分别在杜梨根、茎或叶中受盐胁迫信号诱导表达水平上调或下调.上述结果为进一步研究杜梨MYB家族的基因结构和生物学功能提供相关资料.

    杜梨盐胁迫转录组MYB转录因子表达模式

    CRISPR/Cas13a和MicroRNA介导的牛MSTN基因RNA干扰效率的比较

    雷佳茹王淞狄安琪安常所...
    147-157页
    查看更多>>摘要:RNA干扰(RNA interference,RNAi)主要由小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)、短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)、微小RNA(microRNA,miRNA)和CRISPR/Cas13a介导.miRNA通过与靶标mRNA碱基互补配对介导RNAi.CRISPR/Cas13a通过crRNA(CRISPR-derived RNA)和Cas13a蛋白的共同作用介导RNAi.关于CRISPR/Cas13a和miRNA介导的RNAi效率比较目前尚无报道.本研究根据肌肉生长抑制素基因(myostatin,MSTN)在西门塔尔牛(Bos taurus)和小鼠(Mus musculous)的mRNA同源序列,设计牛和小鼠通用的MSTN-crRNA-1/2/3和MSTN-miRNA-1/2/3.为了排除由Cas13a蛋白表达不稳定引起的CRISPR/Cas13a干扰效率波动,首先制备稳定表达Cas13a蛋白的牛肌肉卫星细胞(satellite cells,SCs)和小鼠成肌细胞系C2C12,将MSTN-crRNA-1/2/3和MSTN-miRNA-1/2/3分别转染牛SCs和小鼠C2C12.转染48h后,采用qRT-PCR检测CRISPR/Cas13a和miRNA介导的MSTN干扰效率;此外,采用MTT法和细胞增殖检测试剂盒CCK-8(Cell Counting Kit-8)检测CRISPR/Cas13a和miRNA介导的MSTN基因敲低对牛SCs和小鼠C2C12活力和增殖的影响.结果显示,MSTN-crRNA-1/2/3在牛Cas13a-SCs和小鼠Cas13a-C2C12 中的平均干扰效率和最高干扰效率分别为 45%和 54%,MSTN-miRNA-1/2/3在牛SCs和小鼠C2C12中的平均干扰效率和最高干扰效率分别为30%和33%,说明CRISPR/Cas13a干扰效率高于miRNA;MSTN-miRNA-1/2/3使牛SCs和小鼠C2C12细胞活力和增殖能力分别下降了12%和12.5%(P<0.05),而MSTN-crRNA-1/2/3对细胞活力和增殖能力没有影响.上述结果说明,基于CRISPR/Cas13a构建的MSTN干扰载体优于miRNA.本研究为模式动物和大家畜的基因编辑研究与应用提供基础资料.

    RNA干扰(RNAi)CRISPR/Cas13a微小RNA(miRNA)肌肉生长抑制素(MSTN)

    转录组分析揭示不同性别绵羊骨骼肌基因表达差异

    楼梦雨卢嘉妮段琴杨往鑫...
    158-167页
    查看更多>>摘要:性别是影响绵羊(Ovis aries)骨骼肌发育和产肉性能的主要因素之一.本研究以不同性别8月龄绵羊为研究对象,利用转录组测序技术探究不同性别绵羊背最长肌中基因表达差异,旨在揭示性别对绵羊骨骼肌发育影响的分子机理.经转录组测序和分析,共鉴定到14 587个基因,其中显著差异表达基因共29个,公羊组比母羊组显著上调表达23个,下调表达6个,差异基因包括xin肌动蛋白结合重复内含物1(xin actin binding repeat containing 1,XIRP1)、谷胱甘肽过氧化物酶2(glutathione peroxidase 2,GPX2)、酰基辅酶A合成酶中链家族成员1(acyl-CoA synthetase medium chain family member 1,ACSM1)、脂肪酸结合蛋白4(fatty acid binding protein 4,FABP4)、睾丸特异性丝氨酸激酶6(testis specific serine kinase 6,TSSK6)等.对各组间差异表达基因进行GO和KEGG分析,GO富集分析显示,差异表达基因主要富集在核糖核苷、肌动蛋白结合和细胞骨架结合等类别中.KEGG通路分析发现,差异表达基因显著富集到3个信号通路中,分别为PPAR信号通路、花生四烯酸代谢和谷胱甘肽代谢信号通路.因此,不同性别间绵羊骨骼肌发育的差异可能通过以上通路产生.随机选取8个差异表达基因,利用qRT-PCR对其表达量进行验证,结果与转录组测序结果基本一致,证明测序结果可靠.综上,本研究揭示了不同性别绵羊骨骼肌基因表达的差异及相关的信号通路,为进一步了解绵羊性别影响肌肉发育的机制提供了参考.

    绵羊骨骼肌性别转录组

    猪SELW基因对骨骼肌卫星细胞分化的影响

    胡荣斌吴兴凤潘志洪李莉...
    168-179页
    查看更多>>摘要:硒蛋白W(selenoprotein W,SELW)是骨骼肌中重要的硒蛋白之一,对细胞分化等多种生物学功能具有重要作用,为探究SELW基因对猪(Sus scrofa)骨骼肌卫星细胞分化的影响.选取3头7日龄健康的大白猪,采集心、肝、脾、肺、肾、背肌、腿肌7个组织样提取RNA,qPCR检测SELW基因在不同组织中的相对表达量.运用在线软件对猪SELW蛋白质进行生物信息学分析.克隆猪SELW基因(GenBank No.NM_213977)CDS全长序列,构建过表达SELW基因重组慢病毒载体并感染骨骼肌卫星细胞,嘌呤霉素筛选获得SELW稳定表达细胞系,通过亚细胞定位确定SELW蛋白的表达部位,qPCR和Western blot检测SELW基因及蛋白的表达水平.收集诱导分化0和48h的细胞样,qPCR检测配对盒子3基因(paired box 3,PAX3)、PAX7、肌源性因子5基因(myogenic factor 5,MYF5)、生肌决定因子基因(myogenic determinant,MYOD)、肌细胞生成素基因(myocyte generating factor,MYOG)的表达量.结果表明,SELW基因在猪7个不同组织中均有表达,在心脏和背肌中表达量极显著高于其他组织(P<0.01).SELW蛋白分子式为C421H677N109O119S3Se1,相对分子质量为9 344.81 D,理论等电点为9.15,属于稳定蛋白质.遗传进化分析可知猪SELW基因与人(Homo sapiens)、恒河猴(Macaca mulatta)、苏门答腊猩猩(Pongo abelii)相似性最高.亚细胞定位结果表明,SELW蛋白定位于细胞核和细胞质.qPCR和Western blot检测SELW过表达效率,SELW-OE组表达量极显著高于SELW-NC组(P<0.01),表明SELW基因稳定表达细胞系构建成功.qPCR结果表明,诱导分化0h时SELW-OE组的PAX7和MYF5基因的表达量极显著上调,而MYOD基因表达量显著下调(P<0.05),MYOG基因的表达量极显著下调(P<0.01);诱导分化48h后PAX3基因的表达量显著上调(P<0.05),PAX7、MYF5、MYOD和MYOG基因的表达极显著上调(P<0.01),表明SELW基因过表达后可促进与骨骼肌细胞分化相关基因的表达.本研究为进一步探讨SELW基因对猪肌肉生长发育的分子调控机制提供基础资料.

    硒蛋白W(SELW)重组慢病毒载体骨骼肌卫星细胞

    太行鸡plekhm2基因结构与差异表达分析

    丁虹张寅梁周荣艳李媛媛...
    180-188页
    查看更多>>摘要:鸡沙门氏菌病是由沙门氏菌(Salmonella)感染鸡(Gallus domesticus)所引起的一种传染性极高的细菌性疾病,含pleckstrin同源性和RUN结构域M2(pleckstrin homology and RUN domain containing M2,plekhm2)基因作为沙门氏菌效应蛋白SifA的靶点,通过下调驱动蛋白的募集在沙门氏菌侵染中发挥作用.本研究旨在分析鸡plekhm2基因的序列特征,并研究其在太行鸡中的组织表达谱以及在感染和未感染沙门氏菌太行鸡肝脏和脾脏中的表达水平.基于沙门氏菌感染和未感染鸡的脾脏转录组筛选差异表达基因,利用在线工具和软件对plekhm2基因进行生物信息学分析,利用qPCR技术检测plekhm2基因在太行鸡不同组织的表达水平,并构建太行鸡沙门氏菌感染模型研究plekhm2在肝脏和脾脏中的表达变化.结果表明,通过脾脏转录组分析发现,感染沙门氏菌引起plekhm2基因表达水平升高,plekhm2编码1 016个氨基酸,存在2个基序(RUN和PH),与鸭(Cairina moschata)序列相似性最高,序列比对发现,plekhm2基因cDNA序列第1 013位为错义突变位点c.1013G>A,(p.Gly338Glu),太行鸡为A或G,Kashmir faverolla鸡为A;组织表达谱显示,plekhm2基因在太行鸡心脏、肝脏、脾脏和肺脏等11个组织均有表达;与未感染组相比,感染沙门氏菌后太行鸡肝脏中的plekhm2基因相对表达水平极显著升高(P<0.01),脾脏中的表达水平显著升高(P<0.05).plekhm2基因在太行鸡多个组织中均有表达,沙门氏菌感染引起plekhm2基因表达水平升高,本研究为揭示plekhm2基因在沙门氏菌感染中的功能提供了参考.

    太行鸡含pleckstrin同源性和RUN结构域M2(plekhm2)基因沙门氏菌感染基因表达

    PEX10基因缺失对兔须癣毛癣菌生长及致病性的抑制作用

    潘瑶肖琛闻刘燕张蓬军...
    189-199页
    查看更多>>摘要:须癣毛癣菌(Trichophyton mentagrophytes)又称石膏样毛癣菌,对家兔(Oryctolagus cuniculus)具有严重危害性.过氧化物酶体生物合成因子10(peroxisomal biogenesis factor 10,PEX10)与植物病原真菌的药物敏感性具有密切关系,但是其影响动物病原真菌如须癣毛癣菌生长及致病性的机制尚不明晰.本研究首先构建PEX10基因敲除载体,通过根癌农杆菌介导的遗传转化(Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation,AtMT)和转化子筛选,获得须癣毛癣菌PEX10基因敲除株;生长特性等表型分析显示,PEX10基因敲除株的生长速率显著减慢(P<0.01),对盐酸小檗碱的敏感性显著提高(P<0.001),侵染兔皮肤组织的能力减弱,致病性降低.本研究结果为真菌PEX10基因功能的研究和兔须癣毛癣菌病的防治提供参考.

    须癣毛癣菌过氧化物酶体生物合成因子10(PEX10)过氧化物酶体耐药性

    鸡卵泡选择和闭锁调控机制研究进展

    张文慧聂瑞雪凌遥李俊英...
    200-208页
    查看更多>>摘要:鸡(Gallus gallus)卵巢中的各阶段发育卵泡和闭锁卵泡数量及其比例与产蛋性能相关,组织良好的卵泡发育次序对于提高产蛋数和维持产蛋持续性非常重要.本文综合分析卵泡选择和闭锁过程中的生理表型变化,总结了影响鸡卵泡选择和闭锁的主要调控机制,重点讨论了颗粒细胞自噬、凋亡及炎症反应在卵泡闭锁中的作用,提出了今后的研究方向和建议,对解析鸡产蛋性状遗传机制具有重要的参考价值.

    卵泡选择卵泡闭锁颗粒细胞

    纳米抗体结构特征与制备研究进展

    孔静郑楠王加启赵圣国...
    209-219页
    查看更多>>摘要:纳米抗体是仅由重链组成的具有特异性识别抗原的小分子物质,具有广泛的应用前景.本文介绍了骆驼(Camelus)体内3种不同的抗体亚型,揭示了传统抗体与纳米抗体在二硫键种类与位置、骨架区及互补决定区组成中的异同,论述了纳米抗体生产简便、特异性强、稳定性高、溶解度高等特性,阐述了纳米抗体的筛选表达方法,即可以运用噬菌体展示、酵母双杂交等技术,筛选得到特异性的纳米抗体,因其结构简单,故可以在大肠杆菌(Escherichia coli)及酵母菌(Saccharomyces)等生物中进行表达,从而可以更好地研究其功能.本文为今后纳米抗体的开发和应用提供理论依据.

    纳米抗体结构特征制备

    全球农业动物基因编辑基础研究发展动态分析

    张萌萌蒋颖李宁
    220-233页
    查看更多>>摘要:基因编辑技术是一项可以对生物机体DNA序列进行精准修饰的技术.为了解全球该领域特别是针对农业动物基因编辑的发展趋势,本研究运用文献计量法,统计2015~2022年基因编辑技术领域论文数据,系统分析了该领域主要研发机构、研发团队、研究前沿热点以及农业动物基因编辑技术研究现状.结果表明,我国基因编辑技术在论文层面处于国际领先地位,2015~2022年统计基因编辑技术相关论文量居全球第2,全球排名前20机构中,中国机构含8个,占40%.但与发达国家(美国)相比,我们还存在差距,主要体现在底盘核心技术创新不足,基因编辑系统开发、优化及Cas蛋白发现等均在国外;国际顶级学术期刊发表论文虽居全球第2,但远不及美国,中国在《自然-生物技术》(Nature Biotechnology)期刊中发文量最多(31篇),仅占美国发文量的五分之一;基因编辑技术在农业动物中的研究报道整体数量较少,但呈逐年增多趋势,其在农业动物育种领域的应用存在巨大的潜力;最后结合自身国情,展望基因编辑技术前景以及在农业动物育种领域的发展趋势,以期为利用基因编辑技术解决农业动物育种特别是抗病育种中重大难题提供参考.

    基因编辑农业动物文献分析全球