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

    小麦SKP1家族成员鉴定、基因表达及其与F-box蛋白的互作分析

    范润侨魏春茹杨一鸣王逍冬...
    207-221页
    查看更多>>摘要：S 期激酶相关蛋白 1(S-phase kinase-associated protein 1,SKP1)作为 SCF(Skp1-Cul1-F-box)复合体的接头蛋白,分别连接Cullin-1(Cull)和F-box蛋白.该家族蛋白参与植物生长发育的调控,并响应生物/非生物胁迫逆境.为揭示该家族成员在小麦(Triticum aestivum)这一重要农作物中的基本生物学特性和功能,本研究自小麦中鉴定出101个SKP1基因,编码115个蛋白质.SKP1蛋白含有保守的SKP1和/或相对保守的SKP1 POZ结构域,均为酸性蛋白,大多数在细胞核中发挥作用;SKP1基因在各个小麦染色体上均有分布,3号和5号染色体上分布密度较高;将小麦、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)的SKP1蛋白构建系统发育树,来自同一物种的序列聚集在一个组内;热图分析表明,该家族大部分基因在不同发育阶段的小麦组织中呈现组成型表达,受热胁迫的影响更大;自小麦TcLr15中获得了 3个SKP1基因TSK41、TSK43.2和TSK62,qPCR结果显示,3个基因受盐胁迫显著地快速上调表达,H2O2处理使3个基因呈现不同程度地下调表达,其他胁迫及激素处理对其表达影响较小;将3个AD-SKP1与8个BD-F-box进行两两组合,酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)结果证实TSK62能与Kelch、LRR和未知功能结构域3种类型的5个小麦F-box蛋白发生互作,TSK41仅与2个Kelch类型的小麦F-box蛋白互作,而TSK43.2则不与这8个小麦F-box蛋白互作.本研究为深入解析该家族成员在小麦抵御生物和非生物胁迫中的具体作用机制提供了基础资料.

    小麦S期激酶相关蛋白1(SKP1)全基因组鉴定表达模式蛋白互作F-box

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    玉米干旱-复水处理差异表达MYB-related基因的鉴定与分析

    张鹏钰付家旭仇晓王同朝...
    222-235页
    查看更多>>摘要：MYB-related基因家族是MYB转录因子家族中的一个亚类,主要参与植物次生代谢、生长发育、生物和非生物响应等过程.为了探究MYB-related基因家族在玉米(Zea mays)干旱胁迫响应中的功能,本研究从前期玉米干旱-复水处理转录组结果中筛选出46个差异表达MYB-related基因,并对其进行了系统进化树、保守基序、基因结构、顺式作用元件和共表达网络分析.结果显示:46个MYB-related基因不均匀的分布在8条染色体上,系统进化分析将46个基因分为6个亚组,启动子区域含有ABA响应元件(ABRE)、脱水响应元件(MBS)、抗氧化剂响应元件(ARE)、低温响应元件(LTR)等多个胁迫响应元件和茉莉酸响应元件(TGACG-motif)、水杨酸响应元件(TCA-element)、生长素响应元件(TGA-element)等植物激素响应元件.基因表达分析结果显示:9个基因在干旱处理过程中上调表达,复水3d后下调表达;16个基因在干旱胁迫处理过程中下调表达,复水3d后上调表达.通过共表达网络分析筛选出9个干旱胁迫响应的关键基因.qPCR结果显示,干旱处理过程中,ZmMYBR24、ZmMYBR37、ZmMYBR55和ZmMYBR89基因的表达量显著高于对照,而复水后基因的表达量显著低于对照;ZmMYBR41、ZmMYBR78、ZmMYBR87和ZmMYBR97基因在干旱胁迫下,表达量均低于对照,复水后基因表达量均高于对照.本研究为玉米MYB-related基因功能的进一步研究提供参考依据.

    玉米干旱胁迫复水处理MYB-related转录因子系统分析

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    白菜型冬油菜锌指蛋白基因BrZFP1的克隆和功能分析

    徐佳赵玉红侯献飞陶肖蕾...
    236-248页
    查看更多>>摘要：锌指蛋白(zinc-finger protein,ZFP)转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,参与细胞凋亡、自噬和干性维持等多种生物学过程,在调控植物生长发育和逆境胁迫应答中发挥重要作用.为了研究锌指蛋白基因在白菜型冬油菜中功能,本研究以白菜型冬油菜(Brassica campestris)'陇油7号'的cDNA和基因组DNA(genomic DNA,gDNA)为模板,克隆得到BrZFP1基因(GenBank No.OK546027)CDS和启动子序列,对其进行生物信息学分析,并构建烟草(Nicotiana tabacum)瞬时转化表达载体进行亚细胞定位,最后采用qPCR方法检测该基因在低温、干旱、高温和盐胁迫下叶、生长锥和根中的表达.结果显示,BrZFP1基因CDS全长483 bp,编码160个氨基酸,预测蛋白分子量为17.094 kD,等电点为9.34.该基因没有内含子,其编码的蛋白为亲水稳定蛋白,具有双保守结构域zf-C2H2_6.PlantCARE分析结果表明,BrZFPI基因的启动子区含有低温响应、光响应、分生组织相关及激素相关等多个顺式作用元件.亚细胞定位显示该蛋白定位于细胞核.BrZFP1氨基酸序列与大白菜(B.rapa)的同源序列相似度达到了 98.75％.低温胁迫下,生长锥中BrZFP1基因表达量上调,与转录组测序结果趋势一致.不同胁迫处理下各部位的BrZFP1表达量均有不同程度的上升,其中干旱和高温能强烈诱导BrZFP1的表达.研究结果表明BrZFP1可能在白菜型油菜受到非生物逆境胁迫时发挥重要的调控作用.本研究为进一步研究BrZFP1蛋白的功能提供了参考.

    白菜型冬油菜锌指蛋白(ZFP)克隆生物信息学基因表达

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    油菜素内酯浸泡种子对甘蓝型油菜幼苗的影响

    崔赛王同华张振乾
    249-259页
    查看更多>>摘要：油菜素内酯(brassinolide,BR)对作物生长有促进作用,为明晰油菜素内酯浸泡种子对甘蓝型油菜(Brassica napus)幼苗的影响,本研究以甘蓝型油菜'帆鸣1号'为材料,对其干种子进行油菜素内酯浸泡处理,以清水浸泡的干种子为对照,取5～6叶期叶片进行转录组分析,取幼苗期、5～6叶期和蕾薹期叶片进行生理生化指标测定.结果显示,转录组分析得到4 066个上调表达和4 606个下调表达的差异基因,筛选到脂肪酸代谢相关的差异表达基因3个:酰基载体蛋白硫酯酶(fatty acyl carrier protein thioesterase,BnFAT)、生物素羧基载体蛋白(biological carboxyl carrier protein,BnBCCP)、酰基载体蛋白去饱和酶(stearoy acyl carrier protein desaturase,BnSAD),光合作用相关的差异表达基因3个:光反应系统Ⅰ亚基Ⅴ(photoreaction Ⅰ system center Ⅴ subunit,BnPSAG)、光系统Ⅱ 反应中心PSB28蛋白(photosystem Ⅱ reaction center protein PSB28,BnPSB28)和叶绿素 ab 结合蛋白(chlorophyll ab-binding protein,BnCab).利用 qPCR方法对转录组结果进行验证,在上述6个基因中,仅有BnSAD与测序结果不一致,其他5个差异基因均与转录组测序结果一致.以幼苗期、5～6叶期和蕾薹期叶片为材料对6个差异表达基因进行表达量分析及可溶性糖、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)等生理生化指标进行分析,并对3个时期差异基因表达情况与生理生化指标之间进行相关性研究,结果显示,BnFAT和BnBCCP基因表达量均与可溶性糖含量呈正相关(相关系数均为0.69),BnCab基因表达量与可溶性蛋白含量、SOD活性正相关(相关系数分别为0.89和0.62),BnPSAG基因表达量与POD活性正相关(相关系数为0.62).本研究结果表明,油菜素内酯处理种子可提高甘蓝型油菜的可溶性物质含量及保护酶活性,生理生化指标含量与差异基因表达量之间存在密切关联.本研究可为油菜高产栽培提供理论和技术参考.

    甘蓝型油菜油菜素内酯(BR)超氧化物歧化酶(SOD)过氧化物酶(POD)过氧化氢酶(CAT)

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    内源H2S对不结球白菜硒耐受的影响及相关基因克隆与分析

    辛爱景杨会敏薛延丰刘晓丽...
    260-271页
    查看更多>>摘要：工业污染和过量硒肥施用导致局部地区土壤环境硒污染,进而胁迫植物生长.硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)是植物体内的一种气体信号分子,参与调控植物生长发育和逆境响应.为探索H2S合成相关基因L/D半胱氨酸脱巯基酶(L/D-cysteine desulfhydrase,LCDs/DCDs)的功能,本研究以不结球白菜(Brassica rapa ssp.chiinensis)为材料研究了内源H2S及其相关基因对硒胁迫的响应方式.通过对不同硒浓度下幼苗根长和株高进行测定发现,硒胁迫显著抑制幼苗生长,并呈现浓度和时间效应;脂质过氧化和细胞膜损伤染色以及WSP-1原位荧光标记技术分析H2S对硒胁迫诱导氧化损伤的影响,结果表明提高内源H2S含量能够显著缓解硒胁迫诱导的氧化损伤效应.qRT-PCR分析显示硒胁迫前期诱导12个H2S合成家族基因(BrLCD1～BrLCD10,BrDCD1～BrDCD2)表达上调,有助于内源H2S的应激产生.最后,克隆了表达量上调较高的基因全长cDNA序列.序列分析显示这些基因编码的氨基酸序列均包含保守的半胱氨酸脱氢酶典型特征.本研究结果为揭示植物响应硒胁迫的作用机制提供了新证据.

    不结球白菜硒胁迫H2SL/D半胱氨酸脱巯基酶(LCDs/DCDs)基因

      原文链接:
    • 万方数据

    海岛棉病程相关蛋白GbPR10基因的克隆及其在干旱胁迫下的功能分析

    刘建光豆海宽赵贵元耿昭...
    272-283页
    查看更多>>摘要：病程相关蛋白10(pathogensis related protein 10,PR10)基因在植物抵御生物胁迫和非生物胁迫过程中起到重要作用.基于本课题组前期干旱胁迫转录组数据,本研究从海岛棉(Gossypium barbadense)'比马90-53'('Pima90-53')中克隆得到1个干旱胁迫相关PR10基因,命名为GbPR10(GenBank No.MT612460);利用qPCR揭示GbPR10基因的组织表达特异性和外源激素诱导、不同逆境诱导条件下的表达特征;同时克隆并分析GbPR10基因启动子序列特征;构建GbPR10基因的过表达载体PCAMBIA1301-GbPR10转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),分析过表达GbPR10基因拟南芥在干旱胁迫条件下的耐受能力.结果显示GbPR10基因开放阅读框为486bp,编码161个氨基酸,包含1个Bet_v1-like结构域,具有P-loop保守结构域,属于病程相关蛋白Bet_v1家族;组织特异性表达结果表明,GbPR10基因在海岛棉苗期和花铃期的根中优势表达,并受外源脱落酸(abscisic acid,ABA)、乙烯(ethylene,ET)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和水杨酸(salicylic acid,SA)激素的响应上调表达,在20％聚乙二醇6000(polyethylene glycol 6000,PEG6000)和200 mmol/LNaCl非生物胁迫下上调表达;通过启动子序列分析克隆并获得了2 176 bp的启动子片段,该序列存在ET和ABA等激素响应元件及多个干旱相关调控元件;过表达GbPR10基因拟南芥在干旱胁迫下根长显著高于野生型(P＜0.05),并且抽薹后植株在自然干旱处理下转GbPR10基因植株的耐旱性显著高于野生型(P＜0.05).由此可见,海岛棉GbPR10基因在棉花应答干旱过程中具有重要作用.本研究为深入研究棉花抗干旱基因的功能机制提供了理论参考.

    棉花病程相关蛋白海岛棉病程相关蛋白10(GbPR10)基因干旱胁迫

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    木豆NADPH氧化酶基因家族对非生物胁迫的响应性

    范雨欣李娜宋治华刘腾跃...
    284-295页
    查看更多>>摘要：活性氧(reactive oxygen species,ROS)对植物细胞间信号传递起着重要作用,而呼吸爆发氧化酶(respiratory burst oxidase homologue,RBOH,又称NADPH氧化酶)是催化植物产生活性氧的关键酶,广泛参与植物体内的信号传递.木豆(Cajanus cajan)是药食两用的木本豆科植物,具有较强抗逆性.本研究通过生物信息学软件从木豆全基因组中筛选出CcRboh基因家族成员,并进行了染色定位、系统发育树构建、保守结构域分析及启动子元件预测等基本功能分析,同时,利用转录组数据筛选不同组织中CcRboh的表达,并通过qPCR确定Rboh基因在多种非生物胁迫下的响应模式.鉴定得到9个木豆Rboh家族成员,根据在染色体上的位置将其命名为:CcRbohA～CcRbohI,其编码818～940个不等的氨基酸残基,等电点(pI)分布在8.76～9.36.根据核苷酸序列相似性可将其聚类为5个亚族,均含有NADPH氧化酶结构(NADPH_Ox)等4个结构域.亚细胞定位预测表明,CcRboh蛋白主要定位于质膜上.启动子顺式作用元件预测结果显示,CcRboh基因启动子区域包含多种激素及逆境响应元件,普遍存在茉莉酸甲酯响应元件和光响应元件,说明CcRboh基因更易受到茉莉酸和光的诱导.木豆根和叶片的Rboh表达模式数据显示,CcRboh基因在根中有着较高的表达水平,表明其在根中发挥重要作用.茉莉酸处理的转录组数据表明,CcRbohB和CcRbohG有明显上调表达(P＜0.05),且在处理3 h后就上升5倍以上,说明其表达受到茉莉酸诱导.此外,CcRboh对高温胁迫具有很好的响应能力,在处理3 h后显著上调表达(P＜0.05),CcRbohC、CcRbohF、CcRbohG、CcRbohH和 CcRbohI在处理3 h后表达量分别是对照的6.4、22.5、21.0、70.4和15.5倍,其中CcRbohI表达量在12 h后有显著上升(P＜0.05),最高表达量达对照的37.4倍.对于干旱胁迫和盐胁迫,CcRboh在处理6h后受到诱导;其中CcRbohG与CcRbohH在干旱、盐以及高温胁迫下表达显著上调(P＜0.05),是具有很大潜力的抗性候选基因.本研究对NAPDH氧化酶家族基因进行了生物信息学分析及筛选,并获得了响应高温、干旱胁迫等的关键基因CcRbohG与CcRbohH,为改良木豆的抗逆性提供理论依据.

    呼吸爆发氧化酶(Rboh)木豆非生物胁迫生物信息学分析活性氧(ROS)

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    低温胁迫下菊花叶片光抑制与膜脂构成变化

    苗润田李海燕赵鹏飞黄淦...
    296-304页
    查看更多>>摘要：冬春季节低温伤害是影响菊花(Chrysantemum morifolium)生长发育的重要因素.本研究以菊花品种'唐宇金秋'为实验材料,分析细胞膜和类囊体膜脂肪酸组分的变化与脂肪酸去饱和酶基因、叶绿素荧光参数的相关性,探究菊花叶片膜脂组分对低温胁迫响应的生理机制.结果表明:在菊花细胞膜脂肪酸中,脂肪酸不饱和指数(index of unsaturated fatty acid,IUFA)随温度的降低显著上升,菊花△9-硬脂酰-ACP脱氢酶(△9 stearoyl acyl-carrier-protein desaturase,SAD)基因(CmSAD)和菊花脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FAD)基因(CmFAD2和CmFAD7)在低温下表达量的变化与细胞膜脂肪酸含量的变化并不完全一致;随着温度下降,在类囊体膜脂肪酸中,饱和脂肪酸棕榈酸(palmitic acid,C16∶0)、硬脂酸(stearic acid,C18∶0)含量显著下降,不饱和脂肪酸油酸(oleic acid,C18∶ 1)、亚油酸(linoleic acid,C18∶2)、亚麻酸(linolenic acid,C18∶3)含量总体呈上升趋势.与细胞膜脂肪酸相比,脂肪酸去饱和酶基因对类囊体膜脂肪酸不饱和度的调控有更直接地作用.类囊体膜的IUFA与多个叶绿素荧光参数具有显著相关性,表明不饱和脂肪酸含量的变化与光抑制具有一定的联系,推测不饱和脂肪酸含量的增加可能通过减少光系统Ⅱ(photosystem Ⅱ,PS Ⅱ)受体侧的电子传递和增加热耗散等途径来缓解光抑制.低温处理后菊花叶片脂肪酸去饱和酶基因的表达量显著上调,促进细胞膜和类囊体膜脂不饱和度的增加,维持了膜的稳定性,这可能在一定程度上缓解了低温对光系统造成的伤害.本研究为进一步探讨植物在低温胁迫下膜脂组分变化与光抑制的关系提供理论依据.

    菊花低温胁迫光系统膜脂脂肪酸去饱和酶基因

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    QCM实时监测两种细胞骨架药物对烟草BY-2细胞粘弹性的影响

    兰雅琴周铁安陈宗星苏招红...
    305-315页
    查看更多>>摘要：植物细胞骨架在植物生长发育与不同环境胁迫下将进行动态重塑,从而导致细胞骨架力学性能的变化.本研究旨在使用细胞骨架药物改变细胞骨架的稳定性,进而从细胞骨架结构层次研究烟草(Nicotiana tabacum)BY-2细胞的粘弹性.采用石英晶体微天平(quartz crystal microbalance,QCM)技术实时监测了 BY-2细胞在2种细胞骨架药物作用下的粘弹性响应.结果表明,用紫杉醇处理细胞,在低浓度时(10,15,17μmol/L),细胞的细胞粘弹性指数(cell viscoelastic index,CVI)先减小再增大,细胞先变软再变硬;在20和25 μmol/L紫杉醇作用下,细胞的CVI由负值至最终都接近0,细胞变硬且硬度比加药前大.用细胞松弛素D处理细胞时,在低浓度时(50,100,150 ng/mL),CVI由加药前的负值增大至远大于0后回落,细胞先变软再变硬;在高浓度(200,250 ng/mL)时,CVI由负值增大至稍小于0,细胞先快速变硬后变软,但硬度比加药前大.除药物对微管与微丝的直接作用外,用细胞骨架张力整合模型以及赫氏斑通过回缩引起质膜张力增加解释了微管与微丝在药物作用下的细胞软硬度变化.此外,使用荧光显微镜观测了 200 ng/mL细胞松弛素D作用下烟草细胞微丝结构的变化,观测结果与QCM实时监测得到的结果一致.本研究所建立的方法为通过细胞粘弹性的测定研究植物细胞层次结构提供了新的途径,为进一步研究植物细胞在细胞骨架药物作用下的力学性能提供了基础.

    石英晶体微天平(QCM)烟草BY-2细胞粘弹性紫杉醇细胞松弛素D

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    牦牛颗粒细胞体外培养及FGF-10对其DBI表达的影响

    王强龙潘阳阳高泽川张同享...
    316-324页
    查看更多>>摘要：地西泮结合抑制因子(diazepam binding inhibitor,DBI)与细胞脂肪酸代谢密切相关,而脂肪酸参与卵母细胞成熟和卵泡发育.为探索其介导的母源分泌因子调控牦牛(Bos grunniens)卵巢发育和卵母细胞成熟的潜在生物学作用,本研究通过分离与建立牦牛颗粒细胞体外培养体系,体外培养过程中加入不同浓度外源性成纤维细胞生长因子 10(fibroblast growth factor-10,FGF-10)(0,20,50,100,150,200 ng/mL)作用不同时间后(12,24 h).采用qPCR、蛋白免疫印迹技术(Western blot,WB)和免疫荧光技术(immunofluorescence,IF)从基因和蛋白水平检测不同浓度FGF-10对颗粒细胞DBI表达的影响.研究成功建立了原代牦牛颗粒细胞分离与培养体系,具体为:颗粒细胞接种密度4xl05个/mL,DMEM/F12培养基+12％FBS+100 U/mL链霉素+100 U/mL青霉素,36 h换液1次,细胞的纯度高达95％;100 ng/mL FGF-10作用牦牛颗粒细胞12 h时,DBI基因和蛋白表达水平最高,24 h各处理组DBI表达水平降低,免疫荧光显示各处理组颗粒细胞的细胞核和细胞质均可表达DBI蛋白.结果表明FGF-10参与调控牦牛颗粒细胞DBI的表达,并且具有浓度依赖性和时间差异性.本研究为进一步探索母源细胞因子调控卵母细胞成熟的多重生物学机制提供了理论依据.

    牦牛颗粒细胞培养地西泮结合抑制因子(DBI)成纤维细胞生长因子10(FGF-10)

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据