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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

    玉米皱叶突变体wl1表型分析与基因定位

    周练白洋董二飞秦利萍...
    413-423页
    查看更多>>摘要：叶形是玉米(Zea mays)重要农艺性状之一,理想叶形对增加玉米种植密度、提高产量具有重要意义.叶形由多个基因及遗传位点协同调控,目前玉米叶片形态发育分子机制仍不明确.本研究,用甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)处理玉米自交系Mo17花粉得到一个叶片皱缩突变体wl1(wrinkled leaf 1).遗传分析表明wl1是由一个单基因控制的隐性突变体.wl1叶片表面有小脊、毛状体,且气孔数量减少,石蜡切片显示wl1叶片的表皮细胞层存在加倍现象;此外,wl1植株株高、穗位叶及穗上两叶的叶长和叶宽较野生型(wildtype,WT)均显著降低(P<0.01).转录组测序分析表明wl1在光合作用相关生物过程和细胞组分中多个基因表达下调,同时光合测定也表明wl1净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于野生型(P<0.01).利用图位克隆法,wl1定位在1号染色体1.7 Mb的物理区间.通过分析定位区间候选基因在玉米叶中的表达水平、全基因组测序以及与7个不同玉米自交系的序列比对,初步确定了玉米皱叶突变体wl1的候选基因为Zm00001d027266,该基因编码一个类DeSI(desumoylating isopeptidase)蛋白.该研究为wl1基因的克隆、玉米叶形发育分子机制解析提供了基础资料.

    玉米wl1(wrinkledleaf1)转录组分析基因定位

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    花鲈C型凝集素受体CD302基因的分子鉴定及其在哈维氏弧菌感染下的表达

    张艺榕李长红陈炯
    424-434页
    查看更多>>摘要：分化簇抗原302(cluster of differentiation 302,CD302),又称DEC-205相关的C型凝集素-1(DEC-205-associated C-type lectin-1,DCL-1),是一种Ⅰ型跨膜C型凝集素受体(C-type lectin receptor,CLR),参与细胞粘附、迁移、胞吞和吞噬等过程,在抵抗病原感染的过程中发挥着重要作用.本研究从花鲈(Lateolabrax japonicus)组织转录组中获得LjCD302 cDNA序列(GenBank No.MT468568).LjCD302 cDNA全长2280个核苷酸,开放阅读框包含729个核苷酸,编码由242个氨基酸(anomic acid,aa)组成、分子量为26.9 kD以及等电点为4.97的多肽.LjCD302分子内包含1个信号肽序列(aa 1～27)、1个C型凝集素样结构域(C-type lectin-like domain,CTLD)(aa 30～165)、1个跨膜结构域(aa 179～201)和1个胞质尾区(aa 202～242).氨基酸序列同源性分析显示,LjCD302与尖吻鲈(Lates calcarifer)CD302同源性最高,为82.0％.系统进化树分析表明,鱼类、两栖类、爬行类及哺乳动物CD302单独成簇,LjCD302位于鱼类这一大簇中,与尖吻鲈进化关系最近.实时荧光定量PCR分析表明,LjCD302 mRNA主要在健康花鲈肝中表达,其次是头肾;哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染后,LjCD302 mRNA在头肾、鳃、肠、脾和肝组织中的表达均显著上调(P<0.05).原核表达了LjCD302的CTLD结构域,并制备了抗血清.Western blot分析表明,LjCD302在哈维氏弧菌感染花鲈的头肾中表达量显著增加(P<0.05).综上,LjCD302 mRNA与蛋白的表达与哈维氏弧菌感染呈正相关,提示其可能在鱼类抗菌免疫应答中发挥重要作用.研究结果为进一步研究鱼类CLR的功能及其在抗菌免疫中的作用机制提供基础.

    花鲈分化簇抗原302(CD302)哈维氏弧菌基因表达Westernblot

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    小麦单株穗数响应氮胁迫遗传位点挖掘

    张娜张希兰赵明辉乔文臣...
    435-442页
    查看更多>>摘要：单株穗数(Spike number per plant,SNPP)与小麦(Triticum aestivum)单位面积穗数直接相关且对氮素极其敏感.为了鉴定单株穗数耐低氮胁迫的遗传位点,促进氮高效或耐低氮的小麦品种的选育和改良,本研究利用黄淮北片冬麦区132份小麦品种(系)在高、低氮水平共8个环境下的单株穗数及单株穗数耐低氮胁迫系数,结合Affymetrix Wheat 55K SNP芯片进行了全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS).共检测到4个位点在2个或2个以上环境中与单株穗数显著关联,对表型变异的贡献率为10.20％～17.5％;3个位点在2个环境中与单株穗数耐低氮胁迫系数显著关联,可解释11.4％～16.3％表型贡献率.显著关联位点等位基因的遗传效应及分布频率表明,加强AX-108733649-2B、AX-108889870-4A、AX-111667100-5B和AX-111039914-7D位点的选择,对小麦氮高效品种的遗传改良具有重要意义.

    小麦单株穗数全基因组关联分析(GWAS)氮素利用效率

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    小麦核氧还蛋白TaNRX1-D的不同结构域对其活性的影响

    程洁宋天启魏凡李瑞博...
    443-452页
    查看更多>>摘要：硫氧还蛋白(thioredoxin,TRX)是广泛存在于生物体内的一类高度保守的低分子量蛋白,具有维持生物体内氧化还原平衡等多种功能.核氧还蛋白(nucleoredoxin,NRX)是TRX超家族的成员,含有TRX典型与非典型的多个结构域,具有氧化还原活性的潜力.小麦(Triticum aestivum)核氧还蛋白TaNRX1-D含有3个TRX结构域,通过分子克隆获得编码TaNRX1-D蛋白3个结构域线性排列组合的6种类型的核酸片段,同源重组后诱导原核表达,并将纯化后的各融合蛋白进行体外胰岛素二硫键还原实验,分析该蛋白各结构域对其活性的贡献.活性检测结果表明,TaNRX1-D蛋白具有体外TRX蛋白还原活性,且催化效率与蛋白浓度呈正相关;3个结构域均具有还原胰岛素二硫键的活性,但活性大小存在差异,其中第3个蛋白结构域的活性最强,第2个结构域的活性最弱,第1个结构域的活性介于前两者之间、且明显强于第2个结构域的活性,含有3个结构域的全长蛋白还原胰岛素二硫键的活性均强于单组合或双组合的截短蛋白.本研究分析了蛋白内部3个结构域对TaNRX1-D蛋白还原活性的影响,为进一步深入认识TaNRX1-D蛋白的功能提供了参考依据.

    小麦核氧还蛋白结构域活性分析

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    小麦TaSAP2-6A基因标记与多种环境下的农艺性状相关

    王亦学李龙毛新国王景一...
    453-460页
    查看更多>>摘要：胁迫相关蛋白(stress associated proteins,SAPs)是一类具有A20和/或AN1结构域的锌指蛋白,广泛参与植物对逆境胁迫的响应.本研究探讨小麦(Triticum aestivum)TaSAP2-6A基因标记与多种环境下农艺性状的相关性,为发掘利用优异等位变异提供依据.本研究克隆得到小麦TaSAP2-6A基因(GenBank No.JQ768347.1),其基因组序列全长3409 bp,包括编码区上游序列2714 bp,3'端非翻译区167 bp,以及编码区528 bp.该基因编码175个氨基酸,包含1个A20和1个AN1结构域.利用一套以'中国春'为背景的缺-四体系将该基因定位到小麦的染色体6A上.通过32份多态性较高的小麦材料检测TaSAP2-6A基因序列多态性,在编码区未发现核苷酸变异位点,在上游序列1527 bp位点检测到1个插入-缺失(insertion-deletion,InDel)位点(T/-).根据该位点设计衍生酶切扩增多态性序列(derived cleaved amplified polymorphic sequence,dCAPS)标记InDel-1527,检测由323份小麦材料组成的自然群体的基因型.标记InDel-1527与农艺性状的关联分析显示,在干旱和热等10种环境条件下,该标记与小麦株高、穗粒数及单株产量显著或极显著相关,当该位点为T时,是降低株高、增加穗粒数和单株产量的优异等位变异.本研究结果为小麦分子标记辅助育种提供了基因资源及其功能分子标记.

    小麦TaSAP2-6A功能标记关联分析

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    生姜6-姜酚生物合成相关基因的克隆与表达分析

    唐建民齐力旺郎美容张文林...
    461-471页
    查看更多>>摘要：姜(Zingiber officinale)是药食兼用的高附加值特色经济植物.姜辣素是生姜的主要呈味物质和药用核心成分,6-姜酚则是姜辣素的主要成分.本研究以川渝特色姜品种竹根姜的根状茎为材料,采用液相色谱质谱联用(liquid chromatograph-mass spectrometer,LC-MS)技术检测姜辣素各主要成分的含量;克隆了6-姜酚生物合成途径苯丙氨酸氨裂解酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)、肉桂酸在肉桂酸-4-羟化酶(cinnamate 4-hydroxylase,C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate:CoA ligase,4CL)以及咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(caffeoyl-CoA-O-methyltransferase,CCoAOMT/CCOMT)4个酶基因的cDNA序列(GenBank No.MN887496,MN887498,MN887497,MN887499);利用qRT-PCR技术检测4个基因在竹根姜不同发育阶段的表达量;并对各基因的表达量与6-姜酚增量进行相关性分析.结果表明,6-姜酚在竹根姜播种后1个月材料中极速积累,并在后期发育阶段少量增加;PAL、C4H、4CL及CCoAOMT基因均在竹根姜播种后1～2个月高表达,与6-姜酚合成存在相关规律;相关性分析结果显示,在PAL、C4H、4CL、CCoAOMT等4个酶基因中,CCoAOMT的表达与6-姜酚合成存在显著正相关性(P<0.05),说明6-姜酚的合成存在阶段特异性,CCoAOMT基因与6-姜酚合成存在正向调控关系.该研究结果将为后期研究6-姜酚合成相关酶基因的功能提供重要基因资源.

    生姜基因克隆6-姜酚表达分析

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    甘蔗SsCBL3基因克隆与表达分析

    凌秋平曾巧英周文灵敖俊华...
    472-480页
    查看更多>>摘要：类钙调神经素B亚基蛋白(calcineurin B-like proteins,CBLs)是解码钙信号的一类重要蛋白,在植物遭受非生物胁迫过程中发挥重要调节作用.本研究以甘蔗(Saccharum officinarum)'新台糖22号'为实验材料,基于基因转录结果,采用反转录PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)从低钾胁迫甘蔗根系中克隆得到SsCBL3基因(GenBank No.MN850491).该基因包含1个长度为678 bp的开放阅读框,预测可编码225个氨基酸.对SsCBL3蛋白的序列进行生物信息学分析,显示蛋白分子量为25.76747 kD,理论等电点(isoelectric point,PI)为4.82,预测其属于酸性蛋白.分析SsCBL3的蛋白结构,结果显示,其含有3个的EF-hand(elongation factor hand)结构域和1个与类钙调磷酸酶B互作蛋白激酶(CBL-interacting protein kinase,CIPK)互作的FPSF位点.系统进化树分析结果显示,甘蔗SsCBL3与禾本科作物的亲缘关系较近,与玉米(Zea mays)的亲缘关系最近.实时荧光定量PCR检测结果发现,SsCBL3基因在低氮、低磷、低钾、干旱、盐和脱落酸(abscisic acid,ABA)胁迫过程中的表达均发生变化,并且胁迫时间的不同也会造成基因表达差异.其中,盐和干旱胁迫能够诱导SsCBL3基因强烈表达.qRT-PCR结果说明SsCBL3基因可能在甘蔗遭受逆境胁迫下发挥重要的调控作用.本研究为培育抗逆甘蔗品种提供理论基础.

    甘蔗类钙调神经素B亚基蛋白基因3(CBL3)基因克隆基因表达

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    基于转录组的紫薇TCP基因家族分析

    张烨刘洁茹冯露周杨...
    481-494页
    查看更多>>摘要：TCP(teosinte branched 1,cycloidea,proliferating cell factors)转录因子作为植物所特有的一类转录因子,广泛参与植物的生长发育、形态发生、非生物胁迫等生理过程,能够调节下游靶基因的表达以调控细胞分裂,在多种激素调控通路中发挥作用.紫薇(Lagerstroemia indica)是优良的夏季观花木本植物,株型多样,为明确TCP基因家族在紫薇株型中的作用,本研究基于转录组数据在紫薇中鉴定出44个TCP基因,并进行相应的生物信息学分析以及表达量检测.结果表明,紫薇TCP转录因子家族成员编码的蛋白理化性质均匀稳定,多定位于细胞核中;进化树分析表明紫薇TCP转录因子分为两个分支,其数量和占比与其他物种相似;各转录因子具有相对保守的结构,包含较完整的TCP保守结构域,且两个分支有明显的结构差异;各TCP转录因子在普通型和矮生型紫薇中大多表达水平相似,根据转录组表达量数据从中筛选出14个差异表达的TCP转录因子,其中LfiTCP12;2和LfiTCP15;2在两种株型紫薇中差异表达极显著,荧光定量PCR检测发现,其分别在矮生型紫薇中高表达和低表达.本研究为进一步研究紫薇TCP基因对株型性状的调控提供了基础资料,对推动木本花卉株型性状的分子育种进程具有重要意义.

    紫薇TCP转录因子基因家族生物信息学分析表达分析

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    发根农杆菌介导的光皮桦毛状根高频诱导体系及遗传转化

    刘雪羽杜笑雪陈思源胡现铬...
    495-505页
    查看更多>>摘要：发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)可高效诱导转化大部分双子叶植物与部分单子叶植物.通过毛状根建立的遗传转化体系为研究植物基因功能提供了重要平台,被广泛的应用于非模式植株基因功能的研究.建立发根农杆菌介导的光皮桦(Betula luminifera)毛状根高频诱导转化体系,是实现基因功能验证和表达研究的有效方法.发根农杆菌可高效诱导转化大部分双子叶植物与部分单子叶植物,本研究使用7种发根农杆菌分别侵染光皮桦叶片,筛选后发现农杆菌ArQual的发根诱导率最高(69％),且验证得出光皮桦毛状根诱导的最佳体系为:叶片在1/2 MS培养基中预培养2 d,侵染20 min,共培养乙酰丁香酮(acetosyringone,AS)浓度为400μmol/L,抑菌培养头孢噻肟钠(cefotaxime sodium,Cefo)浓度为400 mg/L.此外,不同外源载体对发根诱导率的影响不显著.基于以上体系,将含β-葡萄糖苷酸酶基因(β-glucuronidase,GUS)的pCAMBIA13011载体与含绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)基因的pGWB5载体电转入发根农杆菌ArQual,成功诱导了光皮桦叶片产生转基因毛状根,转化率为36.4％.为验证扩大遗传转化体系的使用范围,本研究通过对光皮桦种子苗下胚轴(短周期培养)和茎段(长周期培养)进行了转化.转化30 d后对毛状根进行GUS染色、荧光体式显微镜与PCR检测,结果显示GUS与GFP基因在毛状根中成功转化并表达,实现了外源基因在光皮桦不同组织部位产生的毛状根中表达的研究目标.本研究初步建立了光皮桦毛状根高频诱导体系,转化率高、周期短,可以对木本植物基因的功能与表达进行快速验证.

    光皮桦发根农杆菌毛状根遗传转化

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    毛竹PheFT6和PheFT17基因对外界环境的应答及蛋白互作分析

    刘丽陈骄羽邵明侠柳参奎...
    506-520页
    查看更多>>摘要：毛竹(Phyllostachys edulis)是我国重要的经济竹种,笋芽萌发及发育是限制其产量的主要因素之一.磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidyl ethanolamine-binding protein,PEBP)家族包含3个亚家族,分别为FLOWERING LOCUS T(FT)、TERMINAL FLOWER 1(TFL1)和MOTHER OF FT AND TFL1(MFT).其中FT亚家族在植物生长发育过程中发挥着重要作用.为探究FT基因在笋芽发育过程中的功能,本研究克隆获得毛竹2个FT同源基因PheFT6(GenBank No.MT976159)和PheFT17(GenBank No.MT976160),进一步利用qRT-PCR分析其表达模式,利用酵母双杂交实验探究互作蛋白.结果表明,PheFT6和PheFT17编码区序列长度分别为525和528 bp,分别编码174和175个氨基酸,编码蛋白均包含PEBP结构域.PheFT6基因包含典型的4个外显子和3个内含子;而PheFT17基因有额外2个外显子插入,发生了可变剪接,形成至少4个转录本.系统进化树分析显示,PheFT6和PheFT17与水稻(Oryza sativa)Hd3a(heading date 3a)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)FT亲缘关系较远.qRT-PCR分析表明,PheFT6和PheFT17基因表达呈现明显的昼夜节律,白天表达水平很低,夜晚表达水平较高;PheFT6基因受到低温(12℃)诱导,PheFT17基因表达受适温(28℃)诱导,28℃处理的幼苗比12℃培养的毛竹幼苗具有更高的分蘖率;PheFT6和PheFT17基因表达受干旱强烈抑制,随着干旱程度加强而表达抑制越明显.酵母双杂交结果显示,PheFT6和PheFT17蛋白均不与14-3-3(G-box factor 14-3-3 protein)中的PheGF14b和PheGF14c互作,而与分枝过程中的Hub蛋白BRANCHED1(BRC1)/TEOSINTE BRANCHED1(TB1)的同源物PheTB1L-1和PheTB1L-2蛋白存在相互作用,说明PheFT6和PheFT17可能参与毛竹分枝分蘖过程.本研究为进一步分析PheFT6和PheFT17的生物学功能提供参考依据,可为毛竹笋芽发育的分子机制研究提供基础资料.

    毛竹FT基因分蘖干旱可变剪接

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