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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

    马铃薯StbZIP10基因生物信息学及其锌胁迫下的表达分析

    刘昊天赵婧唐勋赵贵宾...
    2221-2230页
    查看更多>>摘要：锌在植物生长和发育的许多方面发挥作用.但过量的锌和缺锌均会导致生理生化紊乱,形成锌胁迫.碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)转录因子在调控植物生长发育、响应胁迫应答方面具有重要作用.本研究以马铃薯(Solanum tuberosum)品种'Atlantic'为材料,克隆得到StbZIP10基因(GenBank No.XM_006359636.1),该基因全长1653 bp,CDS长为819 bp,共编码272个氨基酸.生物信息学分析表明,StbZIP10是相对分子质量为29.68 kD的疏水性跨膜蛋白,具有典型的bZIP保守结构域.亚细胞定位结果显示,StbZIP10蛋白主要在细胞核和细胞膜上表达.利用qRT-PCR对马铃薯StbZIP10基因进行组织特异性表达分析,结果表明,StbZIP10基因在马铃薯根中表达量最高,叶中表达量最低,并且各组织之间表达量存在显著性差异.在缺锌条件下,马铃薯'Atlantic'和'陇薯7号'品种中StbZIP10的表达模式相同,都为根部表达量最高.在缺锌处理下,StbZIP10在两品种中的表达水平均有提升,但在品种'陇薯7号'的表达量显著高于'Atlantic'(P＜0.05),且3个时间段内趋势基本相同.本研究为进一步阐明StbZIP10基因功能提供了基础资料.

    锌胁迫马铃薯StbZIP10生物信息学亚细胞定位

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    玉米果穗苞叶包裹度的QTL分析

    朱秋丽张舒钰章慧敏宋旭东...
    2231-2238页
    查看更多>>摘要：玉米(Zea mays)苞叶包裹度不仅与玉米穗腐病抗性密切相关,而且也是影响玉米机械直收籽粒的重要性状之一,鉴定控制苞叶包裹度的遗传位点,有助于目标性状的遗传改良.本研究以衍生于T877×DH4866的204个重组自交系为材料,在5个环境下鉴定田间表型,使用Axiom®Maize56K SNP Array开展基因型分析.单个环境QTL分析共检测到9个控制苞叶包裹度QTL,单个QTL可解释4.70%～17.00%的表型变异,其中,8个QTL是新的遗传位点.多个环境QTL分析共检测到26个QTL与环境互作,单位点的贡献率为0.73%～4.77%,与环境互作的贡献率为0.10%～4.55%.qHC4.09是1个稳定的玉米苞叶包裹度QTL,与玉米黄曲霉菌(Aspergillus flavus)和禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)穗腐病抗性QTL区间重合,可能是1个控制玉米苞叶包裹度和穗腐病抗性的多效性位点.本研究为玉米苞叶包裹度的遗传基础解析和分子标记辅助改良提供参考.

    玉米苞叶包裹度QTL

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    辣椒NRT2基因家族鉴定及表达特征分析

    吴媛苏世贤汪淘龙茶...
    2239-2253页
    查看更多>>摘要：辣椒(Capsicum annuum)是重要的园艺植物之一,硝酸盐转运蛋白2(nitrate transporter 2,NRT2)基因家族在硝酸盐的吸收和转运过程中起着至关重要的作用.为了探讨NRT2基因在辣椒生长发育中的作用,本研究利用已发表的辣椒基因组数据以及生物信息学分析方法共鉴定出8个辣椒NRT2基因.CaNRT2s家族成员分布于4条染色体,蛋白结构和理化性质存在一定差异,系统进化分析将CaNRT2s成员分为4个亚族,在进化关系上与番茄(Solanum lycopersicum)和马铃薯(Solanum tuberosum)亲缘关系较近.所有成员均具有MFS-1保守结构域;启动子中含有大量响应激素的元件、胁迫应答元件以及植物生长发育相关元件.CaNRT2s的表达具有发育时期和组织特异性,CaNRT2.4和CaNRT2.5在根中的表达量较高,CaNRT2.2和CaNRT2.3在多个组织及果实转色过程中表达量较高.多种非生物胁迫以及激素处理后,CaNRT2.1/2.2/2.3/2.8四个成员的基因表达量均很低,CaNRT2.4/2.5/2.6/2.7在叶片中表达量均下调,而在根中表达量均上调.缺氮处理后在叶片和根系中CaNRT2.4/2.5/2.6/2.7均上调.推测这4个基因可能是调控辣椒硝酸盐转运的关键基因.该研究结果为进一步研究辣椒中NO3-吸收和转运的关键NRT2基因的克隆和功能研究提供理论依据.

    辣椒硝酸盐转运蛋白2(NRT2)基因家族表达模式

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    甘蔗ScGAI基因两个启动子的组织特异性表达分析

    柴哲方金兰黄润黄翠霖...
    2254-2262页
    查看更多>>摘要：甘蔗(Saccharum officinarum)是异源多倍体作物,其复杂的遗传背景导致甘蔗基因的调控机制更加复杂.甘蔗赤霉素不敏感(gibberellic acid insensitive,ScGAI)基因编码1个与甘蔗茎发育有关的DELLA结构域包含蛋白.本课题组前期研究发现,甘蔗ScGAI基因定位在割手密(S.spontaneum)基因组Chr 1B和Chr 1C染色体上,且受到2个不同长度的启动子调控.序列分析表明,ScGAI基因2个启动子上游1.1 kb区域的主要差异是较短的启动子在-982～-496 bp区域存在2个片段缺失.本研究通过对启动子顺式作用元件预测发现,缺失的片段包含TATA-box和CAAT-box等多个表达调控相关的顺式作用元件,推测ScGAI基因2个启动子对ScGAI存在不同的表达调控作用.构建ScGAI基因2个启动子和玉米(Zea mays)泛素(ubiquitin,UBI)基因启动子驱动β-葡萄糖苷酸酶(β-glucuronidase,GUS)基因的植物表达载体并进行拟南芥(Arabidopsis thaliana)的遗传转化.T3代转基因拟南芥不同时期和不同组织GUS染色分析表明,ScGAI基因较长的启动子在拟南芥所有组织中均有表达,而ScGAI基因较短的启动子主要在叶脉表达,同时在根和茎中弱表达.本研究为后续ScGAI基因的功能研究提供了重要的科学依据.

    甘蔗甘蔗赤霉素不敏感(ScGAI)基因DELLA结构域包含蛋白启动子β-葡萄糖苷酸酶(GUS)组织表达

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    紫云英(Astragalus sinicus)LHY基因克隆及鉴定

    张贤庄俐曹卫东曹凯...
    2263-2271页
    查看更多>>摘要：紫云英(Astragalus sinicus)是我国南方稻区主要绿肥作物之一,对土壤资源可持续利用具有重要意义,花期调控是紫云英育种中的重要目标.生物钟基因响应昼夜节律变化,通过影响光周期途径中成花基因的表达参与植物开花调控,LHY(late elongated hypocoty l)基因是关键生物钟基因之一.为探究紫云英中LHY基因的功能,本研究利用Illumina Hiseq方法和RACE(rapid-amplification of cDNA ends)克隆技术分离了紫云英LHY基因全长序列;利用生物信息学分析软件进行LHY基因的生物信息学分析;qRT-PCR分析LHY基因在不同组织中的表达模式,揭示基因表达与紫云英成花的关系;并通过拟南芥(Arabidopsis thaliana)遗传转化,进一步鉴定紫云英LHY基因的功能,明确其对成花的影响.结果表明,本文首次克隆了紫云英LHY基因(GenBank No.OP455117),cDNA全长为2865 bp,含开放阅读框长度为2259 bp,编码752个氨基酸,LHY基因的同源蛋白在不同植物间具有较高的相似性,尤其与蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)、鹰嘴豆(Cicer arietinum)、野生大豆(Glycine soja)等豆科植物相似性达75%以上.qRT-PCR分析结果显示,在紫云英叶片、花和花芽中LHY基因的表达量最高.超表达紫云英LHY基因的转基因拟南芥株系,表现出了显著的晚花性状,抽薹天数平均比野生型晚18.36 d,开花天数平均比野生型晚20.72 d,表明紫云英LHY基因可能具有晚花功能,抑制植物开花.本研究为解析紫云英开花调控机理提供了科学依据.

    紫云英LHY成花生物信息学分析表达分析

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    滇水金凤PAL基因的克隆与表达分析

    李林菊冯志熙李新艺魏春梅...
    2272-2283页
    查看更多>>摘要：在植物次生代谢途径中,苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)是第1个关键酶,与花青素和木质素的合成以及植物抗逆抗病有关,目前,未见滇水金凤(Impatiens uliginosa)PAL基因的相关报道.本研究主要以滇水金凤花器官为实验材料,通过cDNA末端快速扩增技术(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)和逆转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)等方法对IuPAL进行克隆,并对该基因进行序列分析和qRT-PCR表达分析.结果发现,成功获得了滇水金凤PAL基因的3个片段,分别命名为:IuPAL1、IuPAL2与IuPAL3,其cDNA全长为2154、2145和2136 bp,分别编码717、714和711个氨基酸;其中IuPAL1与IuPAL2基因含有1个内含子,IuPAL3不含内含子.运用生物信息学软件对IuPAL进行分析,发现3个IuPAL蛋白均属于稳定的亲水蛋白,且均以α螺旋为主要的二级结构.基因同源性比对结果显示,滇水金凤IuPAL蛋白与其他植物中的PAL蛋白同源性较高,均达到80%以上.系统进化分析发现,IuPAL1与IuPAL2聚为一支,而IuPAL3与IuPAL1、IuPAL2共聚为一大支,推测三者为直系同源关系.qRT-PCR分析结果表明,3个IuPAL在滇水金凤的4种不同花色花的4个不同阶段均有表达,其中IuPAL1和IuPAL2在深红色花中表达量最高,IuPAL3在粉色花中表达量最高,而IuPAL1、IuPAL2和IuPAL3在白色花中表达量均最低.推测PAL基因的3个拷贝均参与了滇水金凤花青素的合成,且他们之间存在冗余作用,其中以PAL1和PAL2为深红色花花青素合成途径中的主效基因.上述结果为进一步研究PAL基因在滇水金凤花色变异机理及新品种培育等方面提供了基础数据和理论依据.

    滇水金凤苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因基因克隆与分析表达分析

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    金线莲磷酸甘露糖变位酶基因的克隆与表达分析

    李和平林江波黄惠明邹晖...
    2284-2293页
    查看更多>>摘要：金线莲多糖是金线莲(Anoectochilus roxburghii)的主要药效成分之一.为了深入了解金线莲多糖的生物合成途径,本研究对该途径中的磷酸甘露糖变位酶(phosphomannomutase,PMM)基因进行克隆和原核表达,并进行理化性质、结构特点、亚细胞定位和基因表达调控分析.结果显示,ArPMM基因ORF区序列长759 bp,共编码252个氨基酸,原核表达的融合蛋白分子量为30.75 kD.生物信息学预测该蛋白属于卤酸脱卤酶(haloacid dehalogenase,HAD)超家族成员,是一种稳定的、不具有信号肽和跨膜结构的亲水蛋白.PMM蛋白在前人研究中均定位于细胞质,而本研究通过植物瞬时表达的亚细胞定位分析发现,ArPMM蛋白定位于细胞核.系统进化树分析发现,ArPMM蛋白与铁皮石斛(Dendrobium officinale)、霍山石斛(D.huoshanense)、蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)等兰科植物亲缘关系较近.基因表达分析发现,ArPMM基因在金线莲不同组织中均有表达,在花中的相对表达量最高,茎中最低;ArPMM基因受盐胁迫影响上调表达,推测其可能催化甘露糖-1-磷酸向甘露糖-6-磷酸转化;同时,温度对该基因也有调控作用,高温和低温均抑制其表达,且对高温处理反应灵敏.本研究为深入开展PMM基因参与甘露糖代谢途径的相关研究提供基础资料.

    金线莲磷酸甘露糖变位酶(PMM)基因克隆亚细胞定位表达调控

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    关岭牛MEF2A基因过表达载体构建及其对成肌细胞的影响

    孙金魁许厚强阮涌石鹏飞...
    2294-2303页
    查看更多>>摘要：肌细胞增强因子2A(myocyte enhancer factor 2A,MEF2A)是肌细胞增强因子家族中的重要成员之一,在肌肉发生和再生过程中具有重要作用.本研究以关岭牛(Bos taurus)为实验材料,扩增MEF2A基因CDS区并构建过表达载体pEGFP-C1-MEF2A,分析MEF2A基因序列和蛋白结构,qRT-PCR检测MEF2A在不同阶段关岭牛多组织中的表达特性.同时将过表达载体转染至关岭牛成肌细胞,利用流式细胞仪与细胞生长分析仪探究过表达载体对成肌细胞增殖生长的影响.结果表明,MEF2A基因在3日龄牛与30月龄关岭牛的多组织中均可表达,表达量差异皆达到极显著水平(P＜0.01).过表达载体转染至细胞后,MEF2A基因表达量极显著上调(P＜0.01),肌细胞增强因子2B基因(myocyte enhancer factor 2B,MEF2B)、MEF2C与MEF2D表达量均极显著上调(P＜0.01);细胞周期蛋白依赖性激酶 2(cyclin-dependent kinase 2,CDK2)表达量差异不显著、细胞周期蛋白A2(cell cycle protein A2,CCNA2)表达量极显著上调(P＜0.01).与pEGFP-C1组相比,pEGFP-C1-MEF2A组细胞周期明显缩短,成肌细胞在6h后的增殖活性均极显著高于pEGFP-C1组(P＜0.01),表明MEF2A过表达载体转染至关岭牛成肌细胞后,可有效上调MEF2A基因表达,改变基因表达模式.本研究成功构建pEGFP-C1-MEF2A过表达载体,检测MEF2A基因对关岭牛肉质相关基因的表达影响,为进一步探究MEF2A基因对关岭牛肉质性状调控机制提供基础数据.

    关岭牛肌细胞增强因子2A(MEF2A)过表达载体细胞增殖

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    过表达NDRG1对绵羊原代子宫内膜上皮细胞生物功能的影响

    龙德智郝科兴陈慧慧胡广东...
    2304-2312页
    查看更多>>摘要：子宫内膜上皮细胞作为子宫内重要的细胞之一,其生物功能的改变影响着雌性动物妊娠的发生.为了探究N-myc下游调节基因1(N-myc downstream regulated gene 1,NDRG1)的过表达对绵羊(Ovis aries)原代子宫内膜上皮细胞的生物功能的影响,本研究纯化原代绵羊子宫内膜上皮细胞,用瞬时转染的方法将NDRG1过表达载体导入原代子宫内膜上皮细胞,qRT-PCR和Western blot检测瞬时细胞模型的构建;用qRT-PCR检测细胞周期蛋白D1 基因(cyclin D1,CCND1)、CCNB1 和CCNA1、上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相关基因的表达;CCK-8法检测细胞的增殖能力,划痕实验检测细胞迁移能力.结果表明,pcDNA3.1-NDRG1组NDRG1基因及其蛋白的表达量极显著增高(P＜0.01);CCND1表达量极显著下降(P＜0.01);E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达量极显著增高(P＜0.01),波形蛋白基因(Vimentin)表达量极显著降低(P＜0.01);CCK-8结果显示,pcDNA3.1-NDRG1组增殖能力被抑制;划痕实验结果显示,pcDNA3.1-NDRG1组抑制细胞迁移能力.综上表明,NDRG1的过表达抑制了细胞的增殖,阻断了细胞周期G1/S的转变,抑制了其迁移能力,提示这与EMT过程相关.本研究为促进绵羊早期妊娠成功提供研究材料.

    N-myc下游调节基因1(NDRG1)原代子宫内膜上皮细胞绵羊

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    不同发情周期湖羊下丘脑-垂体-卵巢轴miRNA与mRNA关联分析

    翟振翰张丙雷马岩赵路...
    2313-2329页
    查看更多>>摘要：下丘脑-垂体-卵巢轴(hypothalamic-pituitary-ovary,HPO)是哺乳动物繁殖过程中重要的神经内分泌调节中枢.微小RNA(microRNAs,miRNAs)是一种内源性非编码小RNA,在转录后水平调节基因表达.然而,湖羊(Ovis aries)生殖相关的HPO轴的miRNA-mRNA互作网络仍未得到充分研究.本研究以不同发情周期内的卵泡期和黄体期湖羊下丘脑、垂体和卵巢组织为研究对象,通过小RNA测序技术(small RNA-seq,sRNA-seq),利用生物信息学分析方法筛选出差异表达miRNAs,使用qPCR检测miRNA在湖羊组织中的表达水平,预测其靶基因交集,进行功能富集分析,用双荧光素酶报告基因检测靶标关系.结果显示,在不同发情周期(卵泡期和黄体期)共检测到849个已知的miRNA和632个新的miRNA,其中卵泡期和黄体期下丘脑组中有64个差异表达的miRNA(30个上调,34个下调).卵泡期和黄体期垂体组中有5个差异表达的miRNA(4个上调,1个下调),卵泡期和黄体期卵巢组中有43个差异表达的miRNA(25个上调,18个下调).通过R包对基因本体论(Gene Ontology,GO)和KEGG的差异表达miRNA进行功能富集注释分析,结果表明,靶基因主要参与Notch信号通路、信号转导、细胞通讯、先天免疫反应和氨基酸代谢等过程.Oar-miR-432、oar-miR-29a和oar-miRNA-200等靶基因磷脂酶A2组3(phospholipase A2 group 3,PLA2G3)、细胞色素P4503A24(cytochrome P4503A24,CYP3A24)、多巴胺受体2(dopamine receptors 2,DRD2)及信号转导和转录激活因子 2(signal transducers and activators of transcription 2,STAT2)富集在脑神经信号传递、卵巢卵泡生长和类固醇激素合成与代谢等信号通路,可能参与调控卵巢由卵泡期向黄体期转化的生物学过程.双荧光素酶报告基因检测结果表明,oar-miR-432与靶基因STAT2存在靶标关系.本研究筛选了湖羊季节性发情性状关键miRNA,为转录后调控层面分析湖羊发情机制、加快新品系的选育提供基础资料.

    微小RNA(miRNAs)湖羊下丘脑垂体卵巢转录组

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