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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

    不同氮素条件下黄淮麦区小麦株高全基因组关联分析

    张娜张希兰赵明辉乔文臣...
    207-215页
    查看更多>>摘要：株高(plant height,PH)是小麦(Triticum aestivum)的重要农艺性状,与小麦高产、稳产密切相关.氮素是植物生长发育的必需元素,其水平高低是影响小麦株高和产量形成的重要因素之一.品种间对氮素水平的响应存在显著差异,为了挖掘新矮源和株高耐低氮胁迫的遗传位点,为矮化及氮高效品种的选育提供优异基因资源,本研究利用黄淮北片冬麦区近30年育成的132份小麦品种(系)为材料,对其在8个不同环境和氮肥条件下株高及株高耐低氮胁迫系数(tolerant index,TI)进行了表型鉴定,并利用小麦Affymetrix Wheat 55K SNP芯片对目标性状进行了全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS).本研究共检测到位于小麦1B、1D、2A、2B、2D、3B、4D、5A、6B和7D染色体上的13个SNP位点在3个及以上环境中与株高显著相关,可解释9.6％～26.6％的表型变异.其中位于1B(2)、3B及7D上的4个显著关联区段在高、低氮环境中均稳定存在,位于小麦7D染色体上的SNP AX-108824683在7个环境中均与株高显著关联,可解释16.8％～26.6％的表型变异,该位点在前人研究中未见报道,推测是一个新的矮秆基因位点;株高耐低氮胁迫关联分析共检测到7个与其显著相关的SNP位点,其中位于4B染色体上的AX-111004994在2个环境中稳定存在,表型贡献率为12.4％～13.1％,具有重要的利用价值.本研究对小麦矮化及氮高效分子育种具有一定的参考意义.

    小麦株高氮素利用效率全基因组关联分析(GWAS)

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    利用玉米-大刍草渗入系群体解析玉米茎长和茎粗的遗传基础

    李芳柳志华胡锦祥肖仁杰...
    216-223页
    查看更多>>摘要：茎长和茎粗作为玉米(Zea mays)茎秆重要的两个性状,不仅与玉米抗倒伏性密切相关,而且直接或间接影响玉米产量和株型,是玉米育种的重要目标性状.本研究利用玉米自交系W22与玉米野生祖先种大刍草(Z.mays ssp.parviglumis)杂交衍生得到的包含866个家系的渗入系群体,结合19838个SNP分子标记,采用R/qtl的多QTL模型对玉米茎长和茎粗进行高精度的QTL定位分析.结果表明,玉米茎长和茎粗均存在广泛的遗传变异,属于典型的数量性状,由微效多基因控制.共检测到2个控制玉米茎长的QTLs,分别位于第1和4染色体,表型贡献率分别为4.51％和2.68％,加性效应分别为0.41 cm和0.39 cm.共检测到5个控制玉米茎粗的QTLs,分别位于第1、2、5、6和7染色体,单个茎粗QTL表型贡献率的变幅为2.06％～8.32％,加性效应的变幅为0.03～0.09 cm.进一步对本研究定位到的最大效应的茎粗QTL(qSD5-1)进行候选基因分析,筛选出13个可能的候选基因.本研究为进一步解析玉米茎长和茎粗的遗传基础、克隆相关基因和分子标记辅助选择育种提供参考依据.

    玉米大刍草茎长茎粗遗传基础

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    马铃薯同源异形框基因家族的鉴定和表达分析

    叶明辉赵朋牛洋王冬冬...
    224-239页
    查看更多>>摘要：同源异形框(homeobox,HB)基因在植物的生长和发育过程中起着重要的作用,许多植物的HB基因已被鉴定.但是,马铃薯(Solanum tuberosum)HB基因的完整鉴定和分类仍然未见报道.本研究在马铃薯中共鉴定了35个同源框基因,利用多种生物信息学方法分析了其理化性质、系统进化关系、染色体定位、基因和蛋白结构、潜在功能,并通过qRT-PCR技术对马铃薯HB家族基因组织特异性表达模式进行了研究.根据邻接系统发育树和结构域组成,35个马铃薯HB基因被分为6个亚家族.对外显子、内含子结构和保守模体的分析有助于进一步了解这些基因间的进化关系.马铃薯和拟南芥(Arabidopsis thaliana)以及番茄(S.lycopersicum)基因组共线性分析表明这些基因存在潜在的功能相关性.所有马铃薯HB基因都分布在12条染色体上,通过RNA测序(RNA sequencing,RNA-Seq)和qRT-PCR分析,马铃薯HB基因StBEL35(S.tuberosum bell-type homeobox 35)、StKNOX1(S.tuberosum KNOTTED1-like homeobox 1)和StKNOX9在贮藏器官(匍匐茎和块茎)上表现出相对较高的表达水平,且大都在成熟块茎中有更高的表达量,表明其可能在块茎发育的后期起作用.结合之前的研究,StBEL35、StKNOX1与StKNOX9基因可能参与赤霉素生物合成,从而影响块茎的形成,本研究有助于这些基因的功能分析,并为进一步分析马铃薯HB基因家族的分子功能提供全面的信息,为马铃薯分子育种提供理论基础.

    马铃薯同源异形框(HB)表达分析块茎发育

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    72个大白菜杂交种DNA指纹构建

    刘栓桃张志刚李巧云王荣花...
    240-250页
    查看更多>>摘要：生产实践中大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)杂交种的鉴定多依赖田间种植和表型鉴定,效率低、准确率不高,在分子标记研究技术越来越成熟的条件下,有必要尽快建立以分子标记技术为基础的大白菜杂交种快速、高效、精准鉴定技术.鉴于此,本研究采用86对插入/缺失(insertion/deletion,InDel)分子标记引物对40个大白菜杂交种进行普通PCR扩增和多态性检测,用Powermarker V3.25软件对检测结果进行比较分析,用MEGA7.0软件对40个杂交种进行聚类分析,通过比较每对引物在每个类群中的杂合率百分比,筛选适合不同类型大白菜杂交种DNA指纹构建的核心引物.结果显示,共得到189个多态性位点,每对引物平均可以检测出2.2个多态性位点;引物的杂合度指数介于0～0.6842,平均为0.3042;主要等位基因频率介于0.3919～1.0000,平均为0.7011;引物所能检测到的等位基因数目介于1～4个,有74对引物都只能检测到2个等位基因.聚类分析结果表明,40个杂交种基本按照产地分为进口和国产品种群,国产品种群又进一步依据抱合方式的不同分为叠抱、直筒和合抱类群;各类群之间杂合态百分比≥50％的引物数目及其在染色体上的分布差异较大.分别从各类群中筛选5对杂合态百分比≥50％且仅能检测出2个等位基因的引物组成20对核心引物,对另外32个近年来市场销售的杂交种进行PCR扩增和电泳检测,纯合位点检测结果根据迁移率大小被赋予0或1、杂合位点则被赋予H,所有核心引物按所在染色体从A01～10排列,相同染色体上的引物按其所在物理位置由小到大排列,构建了72个大白菜杂交种的DNA指纹.本研究所筛选的20对核心引物对未知新品种的DNA指纹构建具有通用性和兼容性,研究结果可为大白菜种质筛选和杂交种鉴定提供参考依据.

    大白菜杂交种DNA指纹插入/缺失(InDel)标记

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    红麻转录因子基因HcNAC1的分离及其在干旱胁迫下的表达模式

    邓接楼张高阳张宗良张超...
    251-257页
    查看更多>>摘要：干旱是严重影响农作物生长的非生物限制因子之一,NAC(NAM,ATAF1/2和CUC2)转录因子是植物类特有的一类转录因子,在调控植物生长发育和应对非生物胁迫过程中发挥重要作用.为研究红麻(Hibiscus cannabinus)中NAC转录因子在干旱胁迫方面的调控功能,本研究从红麻转录组数据库中分离得到一个红麻NAC类基因,命名为HcNAC1(GenBank No.MT799841).序列分析发现HcNAC1基因编码区包含1044 bp,编码347个氨基酸,蛋白质分子量38.77 kD,等电点为8.78.HcNAC1具有NAM/NAC类基因家族的保守结构域,在该蛋白的N端含有160个氨基酸组成的NAC结构域,具有两个核定位信号(nuclear localization signal,NLS)序列.系统发育进化树分析表明红麻HcNAC1基因与木槿(Hibiscus syriacus)的进化关系最近.利用反转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)和qRT-PCR对该基因在不同组织部位和干旱胁迫处理24 h内的表达量进行了检测,结果表明:HcNAC1在根、茎、叶、花和果实中均有表达,叶片组织中HcNAC1随着聚乙二醇6000(PEG6000)干旱处理的时间的延长,其表达量也逐步增加,处理12 h后,表达量达到最大值,随后逐渐下降,说明HcNAC1在响应干旱胁迫中发挥着重要的调控作用.本研究探究了HcNAC1基因表达与干旱胁迫的相互关系,为后期研究红麻NAC转录因子参与干旱逆境胁迫的分子机制提供参考依据.

    红麻NAC转录因子干旱胁迫表达模式分析

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    外源绿原酸对'雪花'梨果点形成和相关基因表达的影响

    关晔晴秦晓丽裴颖李雪玲...
    258-267页
    查看更多>>摘要：'雪花'梨(Pyrus bretschneideri)是我国梨主栽品种之一,其表面粗糙、果点大等果皮性状严重影响果实的外观品质.针对其果皮性状,本研究于盛花后4周开始,每周对梨幼果喷施200 mg/L绿原酸(chlorogenic acid,CGA),结果表明,与喷水(对照)相比,喷施CGA使'雪花'梨果面变得相对光洁,果点显著变小;降低了果实成熟时硬度和果皮中叶绿素吸光度差值(index of absorbance difference,IAD),但增加了单果重、可溶性固形物含量(soluble solid content,SSC)、可滴定酸(titratable acid,TA)及果皮色泽参数L、a、b.同时,与对照相比,喷施CGA可显著降低果皮中木质素含量,明显增加总CGA含量,降低了多数时期果皮苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD)活性,但对过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的影响较小.此外,CGA显著下调喷施后早期PAL1、POD2、PPO1、PPO4、PPO5、PPO6、CAD2和CAD3的基因表达.本研究结果表明,外源喷施CGA抑制了果皮中木质素合成和果点面积增大,改善了'雪花'梨果皮性状,为外源绿原酸提高'雪花'梨外观品质提供了新思路和依据.

    '雪花'梨果点木质素绿原酸(CGA)

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    香樟CcCBFc基因抗寒功能验证及分析

    王建格周婵刘译朗杜丽...
    268-278页
    查看更多>>摘要：CBF(CRT/DRE binding factor)基因在增强植物抵御低温胁迫具有重要的作用.为了验证香樟(Cinnamomum camphora)CcCBFc基因的抗寒功能,揭示CcCBFc基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中发挥抗寒作用的机理,并推测该基因在拟南芥抵御低温胁迫中发挥的主要生物学功能.本课题组前期克隆得到4个CcCBFs(CcCBFa,CcCBFb,CcCBFc,CcCBFd)基因,并初步验证CcCBFc基因(GenBank No.KP336741)可以提高转基因烟草(Nicotiana tabacum)抗旱、抗盐、抗寒能力.本研究以此为基础,采用转CcCBFc和野生型拟南芥为材料,检测低温4℃胁迫下转CcCBFc拟南芥抗氧化酶活性;利用-4℃模拟冻害,检测转CcCBFc拟南芥的抗冻性;采用qRT-PCR检测转CcCBFc拟南芥在低温胁迫6 d时抗氧化相关基因的表达水平;并对低温胁迫下转CcCBFc和野生型拟南芥在转录水平测序.实验结果表明CcCBFc基因可提高转基因拟南芥过氧化物酶和过氧化氢酶活性,增强转基因拟南芥抗冻性,还可促进转基因拟南芥中过氧化物酶基因和抗坏血酸过氧化物基因的表达;转CcCBFc拟南芥和野生型转录组测序结果表明外源CcCBFc基因的功能与代谢过程(metabolic process)、催化活性(catalytic activity)和结合活性(binding)有关,并参与调节内质网中蛋白质与植物激素的合成,从而提高拟南芥的抗寒能力.本研究为进一步揭示香樟CcCBFc在低温胁迫响应机制中的功能提供了参考依据.

    香樟CBFc基因(CcCBFc)抗氧化基因转录组测序拟南芥

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    长白猪精浆外泌体miRNAs的鉴定与功能分析

    吴志胜陈慧芳刘俊杰刘凯...
    279-287页
    查看更多>>摘要：外泌体(exosomes,EXs)是由细胞分泌的直径约为30～150 nm的小囊泡,介导细胞间的物质转运,在配子发育和成熟中发挥重要调控作用,也有研究显示精浆中的EXs对精子保存和受精具有重要调控作用,但目前关于精浆外泌体(seminal plasma EXs,spEXs)携带miRNAs在精子受精中作用尚未见报道.本研究探究优秀长白种公猪(Sus scrofa domestica)spEXs miRNAs表达及其对精子受精中基因表达的潜在调控作用.从优秀长白种公猪原精液中提取spEXs,通过电镜观察、粒径和标志性蛋白表达的分析等对spEXs鉴定;然后对所提取的spEXs进行miRNAs测序,分析高表达miRNAs和预测其靶基因,通过GO和KEGG通路富集分析归纳spEXs携带miRNAs在精子受精中的潜在作用机制.结果显示成功分离了特征性的spEXs,miRNAs测序结果共鉴定出617个miRNAs,新发现110个miRNAs.然后对表达丰度高的miRNAs进行功能分析,显示在精子获能、活力和能量代谢等方面具有潜在的调控作用.其中,高丰度表达的miR-10家族(ssc-miR-10a-5p和ssc-miR-10b)潜在调节磷酸二酯酶(phosphodiesterase,Pde)的表达,抑制精子体内第二信使环磷酸腺苷(cAMP)或环磷酸鸟苷(cGMP)的降解,促进精子获能和具备受精能力;精子运动抑制因子基因(sperm motility inhibitor,SPMI)可以抑制精子运动,降低精子活力,是ssc-miR-204的潜在靶基因;ssc-miR-28-5p潜在N-myc下游调节基因2(N-myc downstream regulated gene,Ndrg2),促进精子体内能量的产生和利用.本研究中的spEXs miRNAs将为精液保存和精子受精作用调控提供基础数据,对精子受精能力调控机制的研究具有重要参考价值.

    长白猪精浆外泌体(spEXs)miRNAs受精

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    基于RNA-seq技术挖掘杂交绵羊群体肌肉性状相关基因

    史金平马贵山张全伟刘婷...
    288-297页
    查看更多>>摘要：肉质性能是影响绵羊(Ovis aries)养殖效益的主要经济性状,本研究旨在通过RNA-seq技术挖掘绵羊肉质品质相关基因,筛选优良商品代绵羊群体.以小尾寒羊(Small-tailed Han sheep,STH)母羊×萨福克(Suffolk sheep,SFK)公羊杂交一代(F1)商品代群体和小尾寒羊母羊(STH)×蒙古羊(Mongolian sheep,MG)公羊杂交一代(F1)商品代群体为研究对象,测定其屠宰性能和肉质品质,通过背最长肌转录组分析,挖掘影响绵羊肉质性状关键基因.结果显示,STH(♀)×SFK(♂)群体的屠宰性能和肉质品质均优于STH(♀)×MG(♂)群体.转录组结果显示,2个杂交群体背最长肌组织存在397个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),主要富集在生长、发育等46个基因本体(Gene Ontology,GO)项和磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidyl inositol-3-kinase,PI3K)、蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)所组成的信号通路PI3K/Akt、氨基酸合成等26条通路.根据功能和通路分析,筛选脂联素基因(adiponectin,ADIPOQ)、胰岛素样生长因子结合蛋白7基因(insulin-like growth factor binding protein 7,IGFBP7)、心脏α肌动蛋白基因(actinα1,cardiac muscle,ACTC1)3个基因作为肉质性状相关的候选基因.qRT-PCR结果显示,STH(♀)×SFK(♂)群体背最长肌中ADIPOQ和IGFBP7相对表达量显著高于STH×MG群体(P<0.01),而ACTC1表达量显著低于STH(♀)×MG(♂)群体(P<0.01).本研究表明,STH×SFK群体在屠宰性能、肉质品质方面均优于STH×MG群体,经济效益明显.筛选获得的差异表达基因可作为改良绵羊肉质性状的候选基因.

    绵羊比较转录组屠宰性能肉质品质商品代畜群

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    FGF21基因多态性与不同性别绵羊生长性状和胴体性状的关联分析

    安清明吴震洋孟金柱赵园园...
    298-306页
    查看更多>>摘要：成纤维细胞生长因子21(fibroblast growth factor 21,FGF21)是一个重要的内分泌调节蛋白因子,对生物体的个体发育和新陈代谢具有重要的作用.为探讨FGF21基因多态性与绵羊(Ovis aries)生长性状和胴体性状的相关性,本研究采集5个不同品种绵羊的血样并提取基因组DNA(多态性检测羊数170只,关联性分析羊数756只),并测定相关生产数据,用PCR-单链构象多态(PCR-single strand conformation polymorphism,PCR-SSCP)方法检测不同品种绵羊中FGF21基因Exon-1区和Exon-3区变异.利用一般线性模型(generalized linear models,GLMs)分析Exon-3区中等位基因对罗姆尼羔羊(Romney lamb)相关生产性状的影响.结果表明:绵羊FGF21基因Exon-1区和Exon-3区共检测到6个核苷酸变异,其中位点c.554 C/T突变导致p.Pro185Leu氨基酸变异.生长性状关联性结果表明:Exon-3区等位基因对羔羊生长性状的影响存在性别差异.公羔中存在等位基因A2的群体比缺失个体有较低的断尾重和断奶重(P<0.05),而对母羔却无显著影响;在母羔中,存在等位基因B2的群体具有较低的断奶重和断奶前生长速度(P<0.05),对公羔却无显著影响;其他等位基因对羔羊的生长性状无影响.胴体性状关联结果表明,存在等位基因A2的群体具有较低的热胴体重(P<0.05),存在等位基因B2的群体具有较高的热胴体重、肩部瘦肉量和总瘦肉量(P<0.05);其他等位基因对胴体性状无显著影响.结果表明,绵羊FGF21基因具有丰富的多态性,且Exon-3区等位基因A2和B2对绵羊生长性状的影响存在性别差异,且对绵羊的生长性状和胴体性状具有显著影响.本研究筛选出可以改善绵羊生长性状、胴体性状的变异位点,为提高绵羊重要经济性状的分子标记提供基础依据,为绵羊分子标记辅助育种提供有效的分子遗传标记,为绵羊的遗传改良提供一定参考.

    FGF21基因性别差异生长性状胴体性状

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