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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

    小麦与叶锈菌互作过程中TaGRF1-A基因功能的研究

    顾佳牛泽霖王茜王冬梅...
    247-258页
    查看更多>>摘要：克隆小麦(Triticum aestivum)抗叶锈病相关基因,深入研究其表达特征,对阐释小麦抵抗叶锈菌(Puccinia triticina)的分子机制意义重大.通过对本实验室前期得到的RNA-seq转录组数据库的分析,发掘了1个14-3-3家族基因,与小麦抵抗叶锈菌侵染密切相关,在亲和与不亲和组合中表达差异明显.为深入了解该基因在小麦抵御叶锈菌侵染过程中的功能,本研究从小麦抗叶锈近等基因系TcLr26中克隆了该基因,经序列比对显示其为小麦中的TaGRF1-A基因.制备TaGRF1-A蛋白的多克隆抗体,Western blot检测分析表明,该抗体能够与小麦中的TaGRF1-A蛋白呈特异性结合,并且在不亲和互作过程中受叶锈菌诱导呈现先上调后下降的表达趋势.利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术降低不亲和组合中TaGRF1-A的表达量,接种叶锈菌后结果显示,叶锈菌侵染部位的过敏性反应(hypersentive reaction,HR)面积和吸器母细胞(haustorium mother cell,HMC)数量明显增加,在接种叶锈菌15d后叶片表面出现了叶锈菌夏孢子堆,并且致病相关(pathogenesis-related,PR)基因表达降低.结果表明,TaGRF1-A在小麦抵抗叶锈菌侵染过程中正调控寄主的抗锈性.本研究为进一步探究TaGRF1-A在小麦与叶锈菌互作过程的作用机制提供了参考.

    小麦叶锈菌TaGRF1-A多克隆抗体病毒诱导的基因沉默(VIGS)

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    小麦株高全基因组关联分析与候选基因预测

    车卓王鹏田甜张沛沛...
    259-272页
    查看更多>>摘要：株高(plant height,PH)是小麦(Triticum aestivum)重要的农艺性状之一,与小麦产量高度相关.为进一步解析小麦株高的遗传基础,本研究对4个环境条件下132份小麦品种(系)株高进行测定,利用小麦35K单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)芯片,基于混合线性模型(mixed linear model,MLM)进行株高的全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS).研究结果显示,小麦株高表型变异受环境影响显著,与环境呈显著相关,广义遗传力(h2B)为0.60.本研究共检测到22个与株高显著关联SNP位点(P≤0.001),其中7个SNP位点在2～3个环境条件下同时被检测到,属于稳定关联SNP位点,主要分布于1A、1B、1D、2D和4A染色体上,每条染色体检测到1～3个稳定关联SNP位点,单个稳定关联SNP位点可解释株高9.15%～15.07%的表型变异.4个稳定关联SNP位点与已报道株高QTL存在重叠,其余3个稳定关联SNP位点可能为新的位点.通过对稳定关联位点上下游1Mb区间内的265个基因进行水稻(Oryza sativa)同源功能分析,筛选得到7个可能影响株高发育的候选基因.本研究可为小麦株高改良提供新的标记和基因资源.

    小麦株高SNP全基因组关联分析(GWAS)候选基因

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    磷转运蛋白StPHO1.3对马铃薯耐热性的影响及其互作蛋白的筛选

    李万李成程敏吴芳...
    273-282页
    查看更多>>摘要：植物通过磷转运蛋白(phosphorus transporters,PHO)吸收和转运磷元素,磷元素作为植物生长发育必不可少的营养素之一,对作物产量、品质和抗逆性均有重要影响.高温是影响马铃薯(Solanum tuberosum)产量和品质的重要环境因子,为探究磷转运蛋白对马铃薯耐热性的影响,本研究通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法获得了过表达磷转运蛋白基因StPHO1.3的马铃薯转基因株系,比较转基因株系与野生型株系在高温(35℃)环境下的生长发育情况发现,过表达StPHO1.3能够增强马铃薯耐热性,对马铃薯生长发育具有促进作用.亚细胞定位结果显示,StPHO1.3在细胞膜上表达;通过酵母双杂交在膜系统文库质粒中筛选StPHO1.3的互作蛋白,并通过双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)技术进一步验证,结果表明,StPHO1.3与光系统Ⅱ蛋白亚基和钙离子转运相关蛋白均有相互作用.综上所述,过表达StPHO1.3可能通过影响光合作用和信号转导,从而增强马铃薯抵御高温胁迫的能力,促进马铃薯生长发育.本研究为深入理解磷转运蛋白的功能提供了理论依据和参考.

    马铃薯磷转运蛋白(PHO)高温胁迫酵母双杂交双分子荧光互补(BiFC)

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    陆地棉磷脂酶C基因家族的鉴定及其在棉纤维发育过程中的表达分析

    窦玲玲牛换换郑凯
    283-298页
    查看更多>>摘要：磷脂酶C(phospholipase C,PLC)是参与磷脂酰肌醇4,5-二磷酸水解的酶,其下游产物介导Ca2+和蛋白激酶C的信号转导.本研究利用磷脂酶C的隐马尔可夫模型(PF09279和PF04185)从陆地棉(Gossypium hirsutum)'农大棉8号'(NDM8)基因组中鉴定到28个GhPLC基因家族成员.蛋白质序列系统发育分析将GhPLC家族成员分为PIPLC(16个)和nPLC(12个)两大亚组;基因复制分析显示,50%的GhPIPLC和92%的GhnPLC基因起源于片段重复,且受到纯化选择;GhPLC家族基因上游2000 bp序列启动子顺式作用元件分析显示,所有的GhPLC基因启动子均含有应答植物激素或非生物胁迫的顺式作用元件,表明其可能被植物激素或非生物胁迫诱导表达;qPCR结果显示,15个含有响应赤霉素的顺式作用元件的GhPLC基因中的14个可以被赤霉素诱导上调表达;含有响应生长素的顺式作用元件的15个GhPLC基因中的14个可以被生长素类似物诱导上调表达;25个GhPLC家族基因在棉纤维起始和伸长阶段上调表达,占GhPLC基因家族成员的89%.本研究为后续深入研究GhPLC基因在棉纤维起始和伸长过程中的功能提供了参考.

    陆地棉PLC基因家族进化分析启动子表达分析

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    茭白'浙农7号'不同生长阶段的叶片转录组学及激素水平分析

    张珏锋李芳钟海英陈建明...
    299-310页
    查看更多>>摘要：茭白是由菰黑粉菌(Ustilago esculenta)侵染刺激菰(Zizania latifolia)植株,使其内源激素发生变化,促使寄主进入孕茭阶段并刺激植株茎秆部膨大而形成.明确茭白不同生长阶段生育期激素以及转录组水平差异,对发现与茭白生育期调控相关的功能基因有重要意义.本研究采用Illumina平台测序技术对茭白新品种'浙农7号'('zhenong 7',ZN7)分蘖前期、分蘖末期、孕茭前期、孕茭末期4个生长阶段进行转录组测序分析.结果表明,4个生长阶段共筛选出差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)194个;4个生长阶段排名前30的单一基因GO(Gene Ontology)分类结果显示,在level 2水平上,以归类于植物对光反应的GO条目在各组比对中居多,包括细胞对强光的反应(cellular response to high light intensity)以及细胞对紫外线-A(ultraviolet-A,UV-A)的反应(cellular response to UV-A)等;KEGG富集分析结果表明,差异表达基因主要参与光合作用及光合作用-触角蛋白及光合生物中的碳固定等.比较4个生长阶段内源激素含量发现,赤霉素(gibberellin,GA3)、生长素(auxin,IAA)、脱落酸(abscisic acid,ABA)和细胞分裂素(cytokinin,CTK)在茭白生长各阶段的含量变化趋势并不一致.赤霉素在孕茭期的含量显著高于分蘖期(P＜0.05);生长素与脱落酸含量在各个时期变化趋势基本一致,均为分蘖末期＞分蘖前期＞孕茭期;细胞分裂素的含量在分蘖前期达到顶峰,显著高于分蘖末期及孕茭期(P＜0.05),而其余3个阶段之间并无显著差异.研究结果为阐明茭白不同生长阶段关键基因及其调控机理提供科学依据.

    茭白'浙农7号'不同生长阶段转录组差异表达基因(DEGs)内源激素

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    掌叶覆盆子4CL基因家族鉴定及表达分析

    郑飞雄陈俊宇江林琪赵佳莹...
    311-321页
    查看更多>>摘要：4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate coenzyme A ligase,4CL)是苯丙烷代谢途径的关键性限速酶,可以调控黄酮、花青素和木质素的合成,对植物应对不良环境胁迫具有重要作用.为研究掌叶覆盆子(Rubus chingii)4CL基因家族的生物学功能,本研究通过生物信息学的方法,在掌叶覆盆子基因组中鉴定得到4CL家族基因,对各成员进行理化性质和亚细胞定位预测、染色体定位、系统进化、基因结构和保守基序、蛋白二级结构以及顺式作用元件等分析,并检测其在掌叶覆盆子不同组织器官和不同生长时期的表达水平,以揭示掌叶覆盆子中4CL基因家族的成员特性和表达模式.结果表明,掌叶覆盆子4CL基因家族有6个成员,理化性质较为相似,基因结构保守,被分成3个亚家族,不均匀地分布于2、3、4、5和7号染色体上.Rc4CL基因启动子区域存在多个顺式作用元件,响应生长素、赤霉素、茉莉酸、脱落酸、光照、厌氧、干旱等多种激素或胁迫诱导.Rc4CL家族基因在不同组织器官中的表达存在显著差异,Rc4CL1、Rc4CL2、Rc4CL3、Rc4CL4在根中高丰度表达,Rc4CL5和Rc4CL6在果实中高丰度表达.在果实不同发育阶段的表达也存在显著差异,Rc4CL1、Rc4CL2和Rc4CL3的表达水平在果实发育后期呈下降趋势;Rc4CL2、Rc4CL5和Rc4CL6在果实发育后期表达水平较高,表明其在果实成熟中起着重要的作用.本研究为深入研究掌叶覆盆子Rc4CL基因及其生物学功能提供参考.

    掌叶覆盆子4CL基因家族表达分析生物信息学分析黄酮

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    森林郁闭度和凋落物对延胡索生长和土壤酶化学计量的影响

    张文卓张前前俞叶飞迟晓立...
    322-333页
    查看更多>>摘要：森林较高的郁闭度致使光照不足,以及林下较厚的凋落物层产生的化感作用,是影响杉木(Cunninghamia lanceolata)林下草本植物种子萌发和幼苗生长的主要因素.本研究以人工杉木林下药用植物野生延胡索(Corydalis yanhusuo)为研究对象,采用两因素裂区试验设计探究郁闭度(低,中和高)和凋落物(去除和保留)对林下土壤酶化学计量限制和延胡索生长特性的影响.结果表明,杉木林郁闭度降低,光强增加,显著增加了延胡索株高(24%～27%)、叶绿素相对含量SPAD(soil and plant analyzer development)值(11%～33%)、净光合速率(28%～39%)、气孔导度(28%～35%)、胞间二氧化碳浓度(10%～24%)等植物生理指标,但凋落物处理对延胡索生长参数无显著影响.但是,在低郁闭度下,凋落物保留处理提高了土壤可溶性有机氮(11%～21%)的含量,且提高了土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(β-1,4-glucosidase,BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetylglucosaminidase,NAG)和亮氨酸氨基肽酶(leucine aminopeptidase,LAP)酶活性.郁闭度与凋落物的交互作用对延胡索株高、SPAD值有显著影响(P＜0.01),对土壤碳氮磷含量有显著影响,对土壤BG、NAG、LAP、酸性磷酸酶(acid phosphatase,AP)活性有显著影响(P＜0.01).进一步分析表明,土壤酶化学计量比BG/(LAP+NAG)和(LAP+NAG)/AP均小于1,说明土壤缺乏微生物可利用的磷,表现为磷营养限制.在凋落物保留处理下,随着郁闭度增加,土壤BG/AP比例降低,表明降低郁闭度和保留凋落物能缓解土壤磷营养限制.回归分析表明,土壤BG/AP与延胡索株高、SPAD值、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率呈显著正相关,表明较低的郁闭度和凋落物保留处理可缓解土壤微生物磷营养限制,促进植物生长.本研究可为延胡索及其他濒危野生植物种群的回归生境适宜性探索提供理论依据.

    凋落物郁闭度延胡索土壤酶活性酶化学计量磷营养限制

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    瘦素及其受体在牦牛附睾的时空表达特性

    王晓艳崔燕余四九马睿...
    334-343页
    查看更多>>摘要：瘦素(leptin)及瘦素受体(leptin receptor,LEPR)在雄性动物生殖调控中发挥重要作用.为探究Leptin及LEPR在性成熟前后牦牛(Bos grunniens)附睾头、体、尾中的分布特点及表达动态,本研究采集性成熟前(幼年)及性成熟后(成年,老年)牦牛附睾不同部位(头,体,尾),利用qPCR、Western blot和免疫组织化学染色方法检测Leptin及LEPR在不同年龄牦牛附睾头、体、尾中的分布及表达水平.免疫组化结果显示,Leptin和LEPR主要表达在附睾上皮、基底细胞和平滑肌细胞,其中附睾上皮呈强阳性表达;qPCR结果显示,Leptin及LEPR在幼年牦牛附睾头、体和尾的基因表达量显著高于成年和老年(P＜0.05),同时发现,Leptin及LEPR在幼年附睾尾表达量显著高于附睾头和附睾体(P＜0.05),瘦素及其受体在幼年牦牛的附睾头和附睾体中差异不显著(P＞0.05);Western blot结果显示,Leptin及LEPR蛋白在不同年龄牦牛附睾中均有表达,其表达量在幼年组最高,从幼年、成年及老年,依次呈递减趋势,且各年龄之间差异显著(P＜0.05);同时发现,Leptin及LEPR蛋白在幼年附睾尾部表达量最高,两种蛋白在幼年附睾头与附睾体之间差异不显著(P＞0.05);Leptin及LEPR蛋白在成年和老年附睾中的表达量为附睾尾＞附睾头＞附睾体,且各部位之间差异显著(P＜0.05).结果表明,牦牛性成熟前后附睾中的Leptin及LEPR表达量发生显著变化,并且性成熟后维持在一定水平持续表达至老年,在附睾不同区段的表达也存在差异,附睾尾表达相对最高,说明尾部环境具有较高的Leptin浓度.Leptin及LEPR在牦牛附睾中的时空表达差异提示二者对于牦牛精子的成熟、存储和能量保存方面具有重要意义,本研究为探究高原环境下雄性牦牛的生殖调控机制提供研究资料.

    牦牛附睾瘦素(leptin)瘦素受体(LEPR)

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    牦牛STAG3基因克隆及其在不同年龄段牦牛睾丸中的表达定位

    石军陈文丽白旭李建富...
    344-354页
    查看更多>>摘要：基质抗原3(stromal antigen 3,STAG3)是黏连蛋白复合体的重要成分之一,在动物卵泡发育、卵巢早衰和癌症发生等生物学过程中发挥重要调节作用,其在牦牛(Bos grunniens)生殖和发育过程中的作用尚不明确.本研究以不同岁龄(2,4,6和8岁龄)牦牛睾丸组织为材料,通过反转录PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)克隆STAG3 基因编码区序列(CDS),利用STRING蛋白质互作数据库(STRING:functional protein association networks)和基因本体(Gene Ontology,GO)预测分析STAG3互作蛋白及生物学功能;通过苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察不同年龄牦牛睾丸组织形态结构;免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)染色和qRT-PCR分析STAG3分布及表达规律.结果显示,牦牛STAG3基因CDS区全长3679 bp,开放阅读框为1659 bp,编码552个氨基酸,蛋白无跨膜结构区,可能参与第一次减数分裂、联会复合和染色体浓缩等生物学过程;STAG3蛋白在各年龄段牦牛睾丸组织中均有表达,主要定位于初级精母细胞和次级精母细胞;2岁龄牦牛睾丸组织STAG3表达最高,且随年龄增长表达逐渐降低.结果表明,STAG3在动物进化中较为保守,各年龄段牦牛睾丸组织均有表达,其可能在牦牛生殖过程中发挥重要作用.本研究为解析牦牛生殖过程中STAG3功能及调控机制提供了参考依据.

    牦牛基质抗原3(STAG3)基因克隆生物信息学分析

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    低浓度猪链球菌溶血素诱导猪肾细胞凋亡方式研究

    戴世馨赵勤徐魁牟欣然...
    355-366页
    查看更多>>摘要：猪链球菌(Streptococcus suis)是一种危害严重的人畜共患病原菌,猪链球菌溶血素(suilysin,Sly)在猪链球菌的侵袭和致病中起关键作用,对多种类型的细胞具有毒性作用,但目前关于Sly的细胞毒性机制研究较少.为了探讨低浓度(0.3～0.6 μg/mL)Sly诱导猪肾细胞PK-15(porcine kidney-15)的死亡方式,本研究首先采用原核表达并纯化获得重组猪链球菌溶血素(recombinant suilysin,rSly),通过乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)释放检测rSly对PK-15细胞的毒性作用,并针对4种常见程序性细胞死亡方式,利用qPCR、间接免疫荧光、Werstern blot和流式细胞术对rSly作用于PK-15细胞12及24h诱导的细胞死亡方式进行验证.结果显示,成功表达具有较高溶血活性(溶血单位为214)的rSly毒素蛋白,确定其对PK-15细胞的毒性作用呈浓度依赖性,并且发现rSly作用PK-15细胞12和24h均引起PK-15细胞凋亡相关基因—半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(cysteine aspartic acid specific protease 3,Caspase 3)、Caspase 9的转录水平显著升高(P＜0.05),细胞凋亡率与rSly浓度呈正相关,0.6 μg/mL rSly作用PK-15细胞24h,细胞凋亡率从9.35%增至49.9%;自噬关键基因—微管相关蛋白轻链3B(microtubule associated protein 1 light chain 3β,LC3β)基因转录水平无明显变化且无自噬小体形成;焦亡关键基因—胃泌素D(gasdermin D,GSDMD)的转录水平无明显变化且GSDMD蛋白未发生明显切割;坏死性凋亡相关基因下调,且磷酸化混合系列蛋白激酶样结构域蛋白(phosphorylated mixed lineage kinase domain-like protein,p-MLKL)表达水平受到抑制.上述结果提示低浓度rSly诱导PK-15细胞死亡的方式主要是凋亡.本研究丰富了Sly毒性作用的细胞模型,有助于揭示参加猪链球菌感染发展的分子机制.

    重组猪链球菌溶血素(rSly)猪肾细胞(PK-15)细胞毒性细胞死亡方式细胞凋亡

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