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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

    茭白ZlRPM1.1和ZlPRM1.2基因克隆及其对菰黑粉菌菌丝侵染的响应

    晏牧熙崔海峰李帅赵金兰...
    2061-2073页
    查看更多>>摘要：茭白是我国重要水生蔬菜,是菰黑粉菌(Ustilago esculenta)菌丝侵染菰(Zizania latifolia)植株茎部而诱导形成的膨大肉质茎.RPM1(resistance to pseudomonas maculicola 1)作为抗病相关基因,能够识别病原菌的入侵信号并激活植物自身的防卫反应.本研究从茭白提取基因组DNA,采用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)方法克隆获得2个响应菰黑粉菌侵染的基因ZlRPM1.1(GenBank No.KP729626)和ZlRPM1.2(GenBank No.KP729627),经氨基酸序列比对推测其属于CC-NBS-LRR(coiled coil-nucleotide binding site-leucine rich repeat)类植物抗病相关基因,与栽培水稻(Oryza sativa)的同源基因遗传距离较近,ZlRPM1.1和ZlRPM1.2与栽培水稻的相似性分别为61％和79％.采用菰黑粉菌体外人工侵染菰植株幼苗,对茎部进行qPCR分析的结果显示,外源菰黑粉菌菌丝侵染能够显著诱导菰植株茎部ZlRPM1.1和ZlRPM1.2基因的增强表达.膨大发育初期不同膨大表型茎部的qPCR分析发现,2个ZlRPM1基因在充满菰黑粉菌孢子的灰茭中的表达量均显著高于正常茭白,可能与两种膨大表型茎部中T型与MT型菰黑粉菌菌丝的侵染能力相关.正常茭白茎部膨大发育期间的qPCR分析表明,茎部膨大发育中后期,2个ZlRPM1基因均有显著增强表达,并在茎部膨大发育至茎长15 cm时表达量最高;但ZlRPM1.2基因在茎部8叶期(膨大起始)表达量显著升高,茎部表达量显著高于叶片;而ZlRPM1.1基因在茎部膨大起始时表达量升高不显著,叶片表达量显著高于茎部.上述结果表明,2个ZlRPM1基因均参与菰黑粉菌菌丝侵染诱导的茎部膨大发育调节,其中ZlRPM1.2可能是菰茎部参与响应菰黑粉菌菌丝侵染的重要调节基因.本研究为深入探讨菰植株响应菰黑粉菌菌丝侵染及茎部膨大发育的调节机制提供参考依据.

    菰菰黑粉菌ZlRPM1(Zizanialatifoliaresistancetopseudomonasmaculicola1)菌丝侵染茎部膨大发育

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    祁连山高寒草地扁蓿豆和黄花棘豆耐冷PGPB的筛选及促生特性研究

    李明源王继莲姚拓王振龙...
    2074-2086页
    查看更多>>摘要：耐冷的植物促生菌(plant growth-promoting bacteria,PGPB)对于研制在低温环境下应用的微生物菌肥具有重要意义.为获得具有耐低温能力的PGPB资源,本研究采用选择性培养基在15℃下从祁连山高寒草地2种优势豆科植物扁蓿豆(Melissitus ruthenica)和黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)根际和根内筛选固氮、解磷菌株,并定量分析菌株的固氮、解磷、分泌吲哚-3-乙酸(IAA)、合成铁载体和1-氨基环丙烷-1-羧酸(l-aminocyclopropane-l-carboxylic acid,ACC)脱氨酶等促生特性.结合16S rRNA的限制性片段长度多态性PCR技术(PCR-restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)与16S rRNA基因测序方法进行菌种鉴定,并挑选促生性能突出的优良菌株接种祁连山退化天然草地补播主要牧草品种—垂穗披碱草(Elymus nutans)幼苗,验证其对垂穗披碱草在低温下生长的影响.结果共筛选到87株PGPB,其中45株在4℃仍有促生活性,所有菌株分属5个菌属,以假单胞菌属(Pseudomonas)占绝对优势,兼具2种以上促生功能的占63.22％.接种不同功能特性的PGPB对垂穗披碱草的地下部分(根长,根表面积,平均根直径,根尖数,根干重)和地上部分(株高,茎粗,茎干重)均表现出一定促生效果,接种固氮菌株和分泌IAA菌株的促生效果最突出.本研究筛选到的耐冷PGPB菌种资源具备在高寒地区农牧业生产中开发应用的潜力,对研制适用于青藏高原退化草地修复的微生物菌肥有重要意义.

    植物促生菌(PGPB)耐冷分离祁连山高寒草地

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    马铃薯StERF109基因的生物信息学及表达分析

    王芳芳杨江伟朱熙李世贵...
    2087-2098页
    查看更多>>摘要：乙烯响应因子(ethylene responsive factors,ERFs)属于APETALA2/乙烯响应因子(APETALA2/ethylene responsive factor,AP2/ERF)超家族,是植物中最大的转录因子家族之一.研究表明,ERFs参与植物的生长发育、信号转导、生物和非生物胁迫等多种生物学过程.为了研究马铃薯(Solanum tuberosum)StERF109基因(GenBank No.XM_006355301.2)的功能,本研究对其进行了生物信息学分析,构建了StERF109的亚细胞定位融合表达载体StERF109-EGFP,并对StERF109基因进行了定位;利用qPCR技术对StERF109进行了组织特异性表达分析.结果表明:StERF109含有1个典型的AP2结构域,为亲水蛋白,不含跨膜结构;亚细胞定位结果显示StERF109定位于细胞核和细胞膜上;组织差异性表达分析显示StERF109基因在马铃薯根中表达量最高,茎和叶中表达量存在品种差异,在干旱和盐胁迫下均上调表达,提示StERF109基因在干旱和盐胁迫中发挥重要功能.本研究为进一步深入研究马铃薯StERF109基因的功能提供了参考.

    马铃薯马铃薯乙烯响应因子109(StERF109)生物信息学表达分析

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    山葡萄F3'H基因及其启动子的克隆与表达分析

    张宇徐智慧任邵琦杨铭慧...
    2099-2108页
    查看更多>>摘要：类黄酮-3'-羟化酶(flavonoid-3'-hydroxylase,F3'H)作为花青素合成路径第二阶段的关键酶,在花色苷的合成途径中至关重要.为探究F3'H在山葡萄(Vitis amurensis)花色苷形成中的作用机理,本研究以山葡萄品种'双红'为材料克隆得到F3'H基因及其启动子序列,对其进行了生物信息学和原核表达分析,并以F3'H基因不同长度缺失片段启动子转化烟草(Nicotiana tabacum)叶片进行瞬时表达.结果显示,F3'H基因ORF全长1530 bp,启动子序列长1051 bp.生物信息学分析发现,'双红'与'双丰'品种相比较,F3'H'的等电点、分子量和二级结构组成上有所差异.启动子顺式作用元件预测显示,启动子序列中除具有核心启动子元件CAAT-box和TATA-box外,还有光响应元件及一系列与逆境胁迫、激素调节相关的元件.不同长度缺失片段启动子转化烟草叶片的瞬时表达结果显示,F3'H启动子随着缺失片段启动子长度的增加,GUS酶活性呈现上升的趋势.通过原核表达载体的构建发现,F3'H重组蛋白在条件分别为温度30℃,培养时间11 h,异丙基硫代半乳糖苷(isopropylβ-D-thiogalactoside,IPTG)浓度0.8 mmol/L的条件下,目的蛋白在上清液样品均中有与预测重组蛋白相对分子质量大小一致且较高浓度的表达带.本研究可为后续深入研究山葡萄F3'H基因在花色苷合成过程中的调控机理及启动子转录作用机理提供基础资料.

    山葡萄类黄酮-3'-羟化酶(F3'H)启动子顺式作用元件

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    牛ATP10A基因组织特异性印记研究

    刘晓倩董艳秋靳兰杰谷书凯...
    2109-2117页
    查看更多>>摘要：基因组印记是存在于哺乳动物中的一种重要的表观遗传修饰机制,与生物体的生长发育密切相关.ATP10A(ATPase phospholipid transporting 10A)基因位于PWS/AS印记区域的一端,该印记区域与人类(Homo sapiens)的PWS(Prader-Willi syndrome)综合征和AS(Angelman syndrome)综合征发生有关.ATP10A基因在人中表现为大脑特异性的印记基因,而在牛(Bos taurus)中的印记状态未见报道.本研究首先对32头牛心脏组织和15个牛胎盘基因组DNA进行PCR扩增,通过产物直接测序鉴定基因组中的单核苷酸多态位点,在牛ATP10A基因外显子20上鉴定出A/G杂合的SNP位点(rs136134264).然后对杂合子牛各组织及胎盘总RNA进行RT-PCR,产物测序结果与上述杂合SNP位点进行对比,确定了ATP10A基因在牛大脑组织中为单等位基因表达,而在其他组织和胎盘中为双等位基因表达.进一步利用亚硫酸氢盐测序法,分析ATP10A基因启动子区在牛组织和胎盘中的DNA甲基化状态,发现所检测区域的46个CpG位点在牛组织和胎盘中均呈现轻甲基化状态,说明ATP10A基因启动子区的DNA甲基化修饰不参与调控ATP10A基因在牛中的印记表达.本研究可为深入探讨牛ATP10A基因功能和印记的分子机制提供参考依据.

    牛PWS/AS印记区域ATP10A(ATPasephospholipidtransporting10A)印记状态DNA甲基化

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    不同绒细度的西藏绒山羊皮肤组织miRNA分析与鉴定

    付雪峰赵冰茹索朗达巴贵...
    2118-2128页
    查看更多>>摘要：微小核糖核酸(microRNA,miRNA)作为重要的基因调控元件,在多种哺乳动物皮肤及毛囊中均有表达,并在转录后水平调节皮肤和毛发的生长和发育过程.本研究旨在对西藏绒山羊(Capra hircus)皮肤组织miRNA进行分析与鉴定,探讨miRNA在绒毛纤维直径性状中可能发挥的作用及调控机制.分别选取细绒(平均纤维直径(12.04±0.03)μm)和粗绒(平均纤维直径(14.88±0.05)μm)的西藏绒山羊各4只,对肩胛部皮肤组织提取RNA建立文库进行高通量测序.对原始序列进行过滤,并与参考基因组(ARS1)比对;根据miRBase中已知miRNA和参考基因组中其他非编码RNA(non coding RNA,ncRNA)的位置信息,对miRNA和其他小RNA进行鉴定,筛选出不同绒毛细度的西藏绒山羊皮肤组织差异表达miRNA,并进行靶基因预测及功能分析;进一步利用qPCR验证5个miRNAs与测序结果的一致性.结果表明,每个样本至少获得20.09 M条原始读长,过滤后至少得到19.46 M条有效读长(clean reads),共鉴定出426个已知miRNAs和119个新miRNAs;筛选获得12个差异表达miRNAs,其中5个miRNAs在细绒型西藏绒山羊皮肤组织中显著上调表达,7个miRNAs显著下调表达;差异表达miRNAs共预测到621个靶基因,KEGG分析显示靶基因富集到B细胞受体信号通路、FcεRI信号通路、T细胞受体信号通路等生物学通路中;同时,选取的5个miRNAs的qPCR验证结果与测序分析的表达趋势一致.本研究结果提示,西藏绒山羊的绒细度可能受不同miRNAs调控,这些miRNAs进一步影响靶基因的表达并参与调控不同的信号通路.本研究为深入揭示调控山羊绒细度的miRNAs和相关信号通路提供参考依据.

    西藏绒山羊绒细度miRNA靶基因信号通路

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    鸡脂肪细胞因子NRG4基因的克隆、表达及启动子分析

    郭亚琦王伟佳高智慧牟芳...
    2129-2138页
    查看更多>>摘要：神经调节蛋白4(neuregulin-4,NRG4)是在哺乳动物棕色脂肪组织高度表达的一个细胞因子.NRG4激活ErbB4信号通路参与调控能量平衡和糖脂代谢等.由于鸡(Gallus domesticus)缺乏棕色脂肪组织,目前鸡NRG4的组织表达和功能还不清楚.本研究以鸡脂肪组织cDNA为模板,PCR扩增了NRG4基因全长编码区序列,构建了NRG4真核表达载体;以东北农业大学高、低脂双向选择品系肉鸡(NEAUHLF)为实验材料,采用qPCR方法开展了高、低脂系肉鸡NRG4基因的组织表达谱分析;以基因组DNA为模板,PCR扩增了鸡NRG4基因的4个启动子区片段,构建了其启动子报告基因载体,并进行了启动子片段的活性分析.结果显示,鸡NRG4基因编码一个由112个氨基酸组成的蛋白,鸡与人(Homo sapiens)和小鼠(Mus musculus)NRG4氨基酸序列的相似度均较低,分别为57.76％和52.59％.组织表达谱分析显示,鸡NRG4基因在多种组织中表达,其中在肾脏的表达量最高,而在脾脏的表达量最低.高、低脂系肉鸡脂肪组织表达差异分析显示,NRG4基因在高脂系肉鸡嗉囊周围脂肪组织、腹部脂肪组织及肌胃周围脂肪组织中的表达水平都显著高于低脂系肉鸡(P<0.01或P<0.05).生物信息学分析结果表明,鸡与人和小鼠NRG4基因启动子序列的相似度都很低,但均存在PPARγ和C/EBPα结合位点.启动子报告基因活性检测结果显示,与pGL3-basic空载体相比,NRG4启动子报告基因载体pGL3-NRG4(-2854/-2076)、pGL3-NRG4(-1451/+117)均具有较强启动子活性(P<0.01或P<0.05).本研究为进一步开展鸡NRG4基因在鸡脂肪生成和脂肪组织发育中作用和机制的研究奠定了基础.

    鸡神经调节蛋白4(NRG4)脂肪组织基因表达启动子分析

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    静原鸡和浦东鸡肌肉组织中肌苷酸特异性沉积相关基因的表达模式

    张娟禹保军朱继红虎红红...
    2139-2148页
    查看更多>>摘要：肌苷酸(inosine monophosphate,IMP)作为肉质风味的重要物质基础,已经成为评价肉质鲜味和新鲜程度的重要指标.为探究静原鸡(Gallus gallus)和浦东鸡肌肉组织肌苷酸沉积过程中关键调控基因的作用,为品种间肌肉品质研究提供理论支持,本研究在测定静原鸡和浦东鸡肌苷酸、肌苷及部分物理指标的基础上,通过转录组测序筛选两个品种间与肉质相关的差异表达基因,采用qPCR方法检测与细胞周期蛋白A1相互作用的蛋白质(protein interacting with cyclin A1,PROCA1)和体轴抑制蛋白1(axis inhibition protein 1,AXIN1)基因在静原鸡和浦东鸡胸肌组织中的表达差异.结果表明,静原鸡肌苷酸含量高于浦东鸡,静原鸡和浦东鸡胸肌肌苷酸含量均显著高于腿肌(P<0.05).根据转录组测序结果,在甘油磷脂代谢途径、花生四烯酸代谢、Wnt(wingless/Integrated)信号通路中筛选出两个品种间差异表达基因PROCA1和AXIN1.qPCR结果分析显示,静原鸡胸肌组织中PROCA1和AXIN1基因的表达量均高于浦东鸡,其差异表达趋势与转录组测序结果一致.综上,PROCA1和AXIN1基因可能为静原鸡和浦东鸡肌肉组织中影响肌苷酸特异性沉积的候选基因,研究结果为进一步探究PROCA1和AXIN1基因调控机制提供参考.

    肌苷酸(IMP)转录组细胞周期蛋白A1相互作用的蛋白质(PROCA1)基因体轴抑制蛋白1(AXIN1)基因

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    鸡Chemerin基因的真核表达载体构建与启动子转录效率分析

    王鹏殷晓航谢垚垚陈曼雨...
    2149-2158页
    查看更多>>摘要：Chemerin是由脂肪组织分泌的脂肪因子,可以调节脂肪细胞的代谢和免疫应答等生物学过程.本研究以鸡(Gallus gallus)肝脏组织总RNA为模板,采用逆转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)方法获得鸡的Chemerin基因全长cDNA序列,应用qPCR检测鸡Chemerin基因mRNA在不同组织中的表达情况;构建Chemerin-Myc真核融合表达载体并转染LMH(Leghorn male hepatoma)细胞,用Western blot检测Chemerin-Myc融合蛋白表达情况;通过启动子片段截短实验,构建双荧光素酶报告基因载体,检测鸡Chemerin基因不同长度启动子片段的转录效率.结果表明,成功克隆鸡Chemerin基因,其cDNA全长为733 bp,编码162个氨基酸,其中5'UTR长度为55 bp,3'UTR长度为189 bp;Chemerin基因主要在肝脏、肾脏和脂肪组织中表达;成功构建真核融合表达载体pCMV-3Tag-9-gga-chemerin-Myc,转染鸡LMH细胞后,经Western blot检测发现,成功实现Chemerin和Myc的融合表达;构建的pGL3b-chemerin-F1/F2/F3/F4四个报告基因载体均显示荧光素酶活性比对照组极显著增加(P<0.01),F1和F3启动子中段的转录效率最高,pGL3b-chemerin-F1中的KLF5(Kruppel-like factor 5)结合位点定点突变后,pGL3b-chemerin-mutF1的荧光素酶活性极其显著降低(P<0.001),在LMH细胞中干扰KLF5表达基因后,Chemerin基因的表达量极显著下降(P<0.01),初步证明在鸡Chemerin基因启动子区F1片段中存在正调控因子KLF5结合的顺式元件.本研究为进一步探讨鸡的Chemerin基因的功能提供了基础资料.

    鸡Chemerin真核表达启动子转录效率KLF5(Kruppel-likefactor5)

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    金定鸭生长分化因子9(GDF9)基因多态性及其与产蛋性能的相关分析

    秦玉萍操勇清芦治学周玮...
    2159-2165页
    查看更多>>摘要：生长分化因子9(growth differentiation factor 9,GDF9)是由卵母细胞分泌的生长因子,参与调控哺乳动物的卵巢发育,但在禽类中的研究较少.为研究金定鸭(Anas platyrhynchos domestica)GDF9基因的SNPs,找出与产蛋性能相关的分子标记,本研究采用直接测序的方法,检测GDF9基因在458只金定鸭母鸭中的SNPs,并分析各个多态位点的不同基因型与金定鸭开产日龄和300日龄产蛋量的相关性.结果显示,金定鸭外显子1和外显子2上共发现10个突变位点,其中有6个位点为错义突变位点,所有位点均具有3种基因型;遗传学分析显示,7个位点为中度多态(0.25<PIC<0.5),Hardy-Weinberg平衡检验显示位点C344T和G557A处于平衡状态(P>0.05);连锁不平衡分析结果显示,10个位点间不存在完全连锁不平衡;多态位点与产蛋性能的相关性分析显示,位点C2111T和G2261T与300日龄产蛋量显著相关(P<0.05),位点T2345C和C2390T与开产日龄显著相关(P<0.05).综上所述,GDF9基因的这10个位点可作为金定鸭产蛋性能选择的遗传标记,为标记辅助选择提供参考依据.

    金定鸭产蛋性能生长分化因子9(GDF9)SNPs

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