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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

    水稻DUF1771基因家族的全基因组鉴定与表达谱分析

    肖秀文杜强王志龙高芙蓉...
    493-504页
    查看更多>>摘要：未知功能结构域1771(domain of unknown function 1771,DUF1771)基因家族是植物中一个功能未被鉴定的家族.本研究通过生物信息学技术在水稻(Oryza sativa)中鉴定了5个DUF1771家族成员,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到的4个DUF1771家族成员进行系统进化树分析,9个DUF1771家族成员可分为2个亚族,保守基序分析发现motif 1和motif 2在所有的DUF1771家族成员中存在.5个OsDUF1771基因家族成员的启动子中与各类胁迫响应和激素响应相关的顺式作用元件整体相对较少,以OsDUF1771-1为最少.实时荧光定量PCR分析显示,OsDUF1771家族成员在各类激素处理前后水稻中的表达水平变化幅度整体上不大.在低温、干旱和稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)处理水稻时,OsDUF1771-1,2,3,5虽然有一些响应变化,但变化幅度亦不大,OsDUF1771-4对低温处理具有相对最大的响应,在处理12h的表达水平是未处理样品的4.54倍.在4个OsDUF1771家族成员的启动子中均发现了种子储存蛋白代谢调控相关元件O2-site,仅OsDUF1771-1的启动子中未发现此元件,这与各成员的组织表达谱检测结果相吻合,OsDUF1771-2,3,4,5均在穗中具有最高的表达水平,而OsDUF1771-1在叶中具有最高的表达水平,且OsDUF1771-1编码蛋白预测定位于叶绿体.此外OsDUF1771-3的启动子中还含有胚乳特异表达元件GCN4-motif,进一步说明OsDUF1771-3在水稻种子的胚乳储存蛋白代谢中发挥功能,本研究为深入解析OsDUF1771家族成员的生物学功能提供了重要线索.

    水稻未知功能结构域1771(DUF1771)基因家族进化分析表达谱分析

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    玉米热激转录因子ZmHsf06的耐热功能及其调控通路研究

    李冉马贞玉张世昌李国良...
    505-517页
    查看更多>>摘要：玉米(Zea mays)不同生育期遭遇高温热浪渐成常态,严重影响产量和品质.热激转录因子(heat shock transcription factor,Hsf)能够激活下游多种耐热途径,调控耐热相关基因表达从而提高植株耐热性.本研究在前期对玉米HsfA1亚族基因ZmHsf06特性及耐热性功能初步研究的基础上,通过创制ZmHsf06过表达玉米株系,深入研究该基因的耐热功能,进一步通过染色质免疫共沉淀测序(chromatin immunoprecipitation,ChIP-seq)和蛋白互作及转录激活活性实验,分析并确定ZmHsf06的下游靶基因和高富集通路.结果表明,ZmHsf06能自身互作形成同源多聚体,具有转录激活活性;与野生型相比,ZmHsf06过表达玉米株系的耐热性明显提高.ChIP-seq分析表明,热胁迫下共富集差异基因2 218个,其中受ZmHsf06诱导特异上调的基因有1 169个,主要富集在电子载体活性、光合作用、内质网蛋白加工和热激响应等通路中.ZmHsf06结合基序同时含有热激元件、C2C2、TEAD、MADS等其他转录因子的结合元件和一些未知元件.凝胶迁移实验表明,ZmHsf06蛋白与筛选出的3个代表性基因(Zm00001d000260,Zm00001d000272,Zm00001d033987)的启动子热激元件互作.本研究为深入研究玉米Hsf家族的耐热功能及其分子机制提供依据.

    玉米热激转录因子耐热性染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)

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    东方百合'索邦'LoSorNINJAs基因克隆与表达分析

    朱云涛赵一燃陈明辉胡钧舒...
    518-532页
    查看更多>>摘要：茉莉酸(jasmonic acid,JA)是一种重要的植物内源激素,在植物生长发育和防御响应中发挥重要作用.NINJA(novel interactor of JAZ)蛋白是JA信号转导途径的抑制子.本研究基于转录组数据,从东方百合'索邦'(Lilium hybrid divisionⅦcv.'Sorbonne')中鉴定到2个NINJAs基因,分别命名为LoSorNINJA1(GenBank No.OQ715340)和 LoSorNINJA2(GenBank No.OQ715341).生物信息学分析表明,LoSorNINJA1和LoSorNINJA2蛋白均含有保守的EAR基序和Jas结构域,符合NINJA基因家族的特征.系统进化分析表明,LoSorNINJAs与深圳拟兰(Apostasia shenzhenica)、桃红蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)和铁皮石斛(Dendrobium catenatum)的NINJA亲缘关系最近.烟草(Nicotiana tabacum)亚细胞定位结果表明,LoSorNINJA1和LoSorNINJA2均定位于细胞核.对于不同组织进行的基因表达分析表明,LoSorNINJA2在外花被及花药中表达量较高,LoSorNINJA1在上部叶中表达量较高.收集低温贮藏及温室定植后的'索邦'鳞茎茎尖进行qRT-PCR分析,LoSorNINJA1在冷藏2和6周有2个表达量高峰,LoSorNINJA2在冷藏6周有1个表达量高峰.利用GENIE3构建的潜在基因调控网络表明,LoSorNINJA1可能参与组织发育和胚胎后发育等过程,LoSorNINJA2可能参与对外界环境的响应.上述结果提示,LoSorNINJA1与LoSorNINJA2可能发生了功能分化,发挥功能的部位和发育时期也可能不同.本研究结果为深入解析NINJAs在百合休眠解除中的功能提供了基础资料.

    东方百合'索邦'NINJA(novelinteractorofJAZ)基因家族茉莉酸(JA)低温响应百合鳞茎

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    钩吻GeCYP85A1基因的克隆与表达分析

    章瑶陈文强潘丽梅穆德添...
    533-545页
    查看更多>>摘要：钩吻(Gelsemium elegans)是我国一种极具价值的传统中药材,全株剧毒,但具有抗肿瘤、镇痛等作用,还对猪等禽畜有增肥之效,其主要的活性成分为萜类吲哚生物碱(terpenoid indole alkaloids,TIAs),其中最有代表性的成分为钩吻素己,其毒性最强、活性最高.本研究根据钩吻基因组和转录组数据,筛选出细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)相关的209条基因序列,结合代谢组数据,通过"基因组+转录组+代谢组"共表达分析方法,筛选出与钩吻素己生物合成途径相关的重要候选基因GeCYP85A1(GenBank No.OQ653843),通过PCR技术对该基因进行克隆,并对其进行生物信息学分析,利用qPCR技术分析了GeCYP85A1在钩吻不同组织的表达模式.结果显示,GeCYP85A1基因全长1 392 bp,编码463个氨基酸,其理论相对分子质量为53.390 06 kD,理论等电点为9.07;亚细胞定位于叶绿体,有一段跨膜区,无信号肽,为非分泌性蛋白;含有16个糖基化位点和37个磷酸化位点,为亲水性蛋白质;与阿拉比卡咖啡(Coffea arabica)、欧基尼奥伊德斯种咖啡(Coffea eugenioides)、黄色猴面花(Erythranthe guttata)、烟草(Nicotiana tabacum)、木樨榄(Olea europaea subsp.europaea)、松蒿(Phtheirospermum juttata)、丹参(Salvia miltiorrhiza)、芝麻(Sesamum indicum)和河岸葡萄(Vitis riparia)九个物种的同源CYP85A1氨基酸序列相似度高,属于CYP450家族的一类亚族.通过qPCR技术,检测发现该基因在不同部位的表达模式与钩吻素己在不同部位的相对含量趋势一致,均为根＞花＞茎＞叶.本研究为进一步阐明钩吻TIAs类生物碱的生物合成途径提供了一定的参考依据.

    钩吻GeCYP85A1生物信息学分析表达分析

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    铁皮石斛蔗糖合酶DoSUS2基因克隆与表达分析

    刘羽佳理雅姜雅涵何彬荣...
    546-558页
    查看更多>>摘要：蔗糖合酶是调控蔗糖代谢的关键酶,催化蔗糖进入各种代谢途径,在植物生长发育、信号转导和逆境抵御等过程中发挥重要作用.为探究铁皮石斛(Dendrobium officinale)蔗糖合酶2(sucrose synthase 2,DoSUS2)在多糖合成代谢及非生物胁迫响应中的调控机制,本研究从铁皮石斛叶组织中克隆了DoSUS2基因,并对其进行了生物信息学分析和表达特性研究.结果显示,DoSUS2基因(GenBank No.OQ657188)ORF全长2 424 bp,编码807个氨基酸,与参考序列(基因ID:LOC110110417)有36个碱基差异,全部为同义替换.DoSUS2蛋白理论分子量92.05 kD,理论等电点为5.97,为疏水性稳定蛋白,无跨膜区域,含有1个信号肽和69个磷酸化位点,具有SUS蛋白保守的蔗糖合酶和糖基转移酶结构域,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtSUS1蛋白的氨基酸序列同源性高达73.82%,属于单子叶植物SUSⅠ型亚组.DoSUS2基因在不同组织中的表达水平存在明显差异,在根和花器官中的表达量相对较高,在叶和茎中的表达量较低.DoSUS2基因启动子序列含有多个非生物胁迫响应相关元件,且低温、干旱和脱落酸(abscisic acid,ABA)能够诱导DoSUS2基因表达.在低温和ABA处理6h后,DoSUS2基因表达量极显著上调(P＜0.01),分别达到处理前的267倍和233倍;在干旱处理9h后,DoSUS2基因表达量也达到最高值,为处理前的18.6倍(P＜0.01),推测DoSUS2基因可能通过ABA信号通路参与低温和干旱胁迫响应过程.DoSUS2蛋白与多个糖代谢密切相关的酶存在互作关系,推测该基因可能通过调节相关酶基因的表达和糖的代谢途径,在非生物胁迫应答过程中发挥作用,从而提高铁皮石斛对逆境胁迫的耐受能力.本研究为后续进一步研究DoSUS2基因功能及其在多糖合成代谢和非生物胁迫响应中的作用机制提供理论依据.

    铁皮石斛DoSUS2克隆非生物胁迫表达分析

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    共轭亚油酸对肉牛肌内前脂肪细胞增殖与分化的影响

    万荣农斯伟周振明孟庆翔...
    559-567页
    查看更多>>摘要：前脂肪细胞广泛存在于牛肉的肌纤维中,同时,在肌束间也分布有大量前脂肪细胞,其增殖以及分化水平在牛肉大理石花纹的形成过程中影响较大,可直接影响牛肉品质.本研究旨在探究共轭亚油酸(conjugated linoleic acid,CLA)对鲁西黄牛(Bos taurus)肌内前脂肪细胞增殖与分化的影响,通过构建体外细胞模型,设计0、50、100和150 μmol/L CLA处理培养于基础培养基中的肉牛肌内前脂肪细胞4d,研究CLA对肉牛肌内前脂肪细胞增殖的影响.流式细胞术分析显示,与对照组相比,100 μmol/L CLA显著增加了S期细胞比例(P＜0.05,增幅1.63倍),减少了G0/G1期细胞比例(P＜0.05,降幅9.2%),其余处理组差异不显著(P＞0.05),表明100 μmol/L CLA显著促进肉牛肌内前脂肪细胞的增殖(P＜0.05).不同剂量的CLA处理培养细胞6d,细胞内脂肪含量测定和qRT-PCR分析表明,100和150µmol/L CLA显著增加了肌内前脂肪细胞胞质内脂肪含量(P＜0.05);其中,50、100和150µmol/L CLA可使得过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)、增强子结合蛋白(CCAAT/enhancer binding protein α,C/EBPα)的表达显著提升(P＜0.05),其中,100 μmol/L CLA处理组同对照组相比,PPARγ基因的表达水平升高幅度约3倍,C/EBPα基因的表达水平升高幅度约2倍.设计CLA(100µmol/L)、胰岛素(10 μg/mL)和地塞米松(0.25 μg/mL)4种组合的分化培养基诱导培养细胞6 d,CLA、胰岛素和地塞米松同时加入培养基时,处理细胞的胞质中脂肪含量显著增加,而当分别去除地塞米松、胰岛素或CLA后,细胞质中脂肪的含量分别下降了74%、68%和31%.以上结果表明,CLA可有效促进肉牛肌内前脂肪细胞增殖,诱导细胞胞质内脂滴的生成,且能升高PPARγ和C/EBPα基因的表达水平,从而刺激肉牛肌内前脂肪细胞的分化.本研究为优良肉质地方黄牛培育及营养调控肉牛肌内脂肪沉积提供理论基础.

    肉牛肌内前脂肪细胞增殖分化共轭亚油酸(CLA)

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    日粮添加不同种类和比例复合益生菌对湖羊瘤胃微生物群落的影响

    王智伟田林涛刘林丽杨雨鑫...
    568-577页
    查看更多>>摘要：高精料日粮舍饲肥育在提高肉羊(Ovis aries)日增重的同时也导致其瘤胃产酸发酵过快,机体代谢失衡.复合益生菌可以利用多种益生菌的协同作用维持反刍动物胃肠道菌群平衡,促进机体生长和发育.为研究日粮中添加不同种类和比例复合益生菌对湖羊瘤胃微生物群落的影响,将体重日龄接近的健康雄性湖羊羔羊60只随机分为4个处理组,对照组饲喂基础日粮,实验1、2、3组分别在基础日粮中添加2%、4%复合益生菌FA1和2%复合益生菌FA2.饲喂第60天,称量实验羊体重、采集瘤胃液测定pH,通过细菌16S rRNA测序,检测瘤胃液微生物组成.结果表明:与对照组相比,添加益生菌的各实验组平均日增重有增加趋势,但差异不显著,平均料重比均显著降低(P＜0.05).瘤胃微生物Alpha多样性和Beta多样性指数组间差异不显著.实验1组丰度显著升高的菌群为梭状芽胞杆菌属(Clostridia_UCG-014),实验2组丰度显著升高的菌群为细小杆菌属(Solobacterium),实验3组丰度显著升高的菌群为毛螺菌属(Lachnospiraceae_NK3A20_group)和氨基酸球菌属(Acidaminococcus),实验2组纤维降解(cellulolysis)功能通路显著降低,且粪便中粗纤维含量显著升高(P＜0.05).本研究表明,在日粮中添加不同种类和比例复合益生菌均能够提高瘤胃液pH和厌氧益生菌丰度,进而提高湖羊生长性能,但4%复合益生菌FA1对于日粮粗纤维表观消化率具有负向作用.该研究为复合益生菌的理论研究和生产应用提供了参考.

    复合益生菌湖羊瘤胃微生物

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    奶山羊转录因子FoxO1启动子克隆及活性分析

    赫秋亚罗军高梁嘉慧邬娇...
    578-586页
    查看更多>>摘要：叉头框蛋白O1(forkhead box protein O1,FoxO1)是调控脂肪酸代谢的关键转录因子.尽管在非反刍动物中已经证明FoxO1启动子受上游转录因子的调节,但FoxO1启动子在奶山羊(Capra hircus)泌乳过程中的调控机制尚不清楚.本研究根据云南黑山羊基因组序列设计引物,克隆FoxO1基因5'侧翼序列;利用在线软件对FoxO1启动子序列进行生物信息学分析,预测转录因子的结合位点;利用缺失突变方法构建包含不同长度FoxO1启动子片段的双荧光素酶报告载体,利用重叠延伸PCR方法构建包含顺式作用元件突变的双荧光素酶报告载体,与内参载体共转染山羊乳腺上皮细胞(goat mammary epithelial cell,GMEC),利用双荧光素酶系统检测启动子活性.结果显示,从奶山羊血液基因组中克隆得到1 500 bp FoxO1启动子序列;生物信息学分析发现,FoxO1启动子上存在2个FoxO1结合位点;缺失突变结果表明,FoxO1启动子的活性中心位于转录起始位点上游-95～-24 bp;过表达FoxO1可显著上调FoxO1启动子活性;突变近侧的FKH1(forkhead transcription factor 1)结合位点(-359 bp),FoxO1启动子活性显著下降,同时突变FKH1和FKH2位点后,FoxO1启动子活性与FKH1位点单突变无显著变化.上述结果表明,FoxO1通过与启动子上FKH结合元件的顺式作用促进FoxO1转录.本研究为FoxO1基因启动子的功能研究提供理论参考,为构建奶山羊乳腺组织中脂肪酸代谢网络提供基础资料.

    叉头框蛋白O1(FoxO1)启动子转录调控脂肪酸代谢山羊乳腺上皮细胞(GMEC)

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    山羊CIDEa基因过表达对乳腺脂质合成的影响

    孙雨婷李佩韦苏丽娜胡罕...
    587-594页
    查看更多>>摘要：诱导细胞死亡的DNA片段化因子-α样效应因子a(cell-death-inducing DNA fragmentation factor-α-like effector a,CIDEa)是一种脂滴相关蛋白,参与调节脂代谢和维持机体能量平衡.为了进一步探讨CIDEa在奶山羊(Capra hircus)乳腺脂质代谢中的功能,本研究以奶山羊乳腺上皮细胞为模型,通过构建pcDNA3.1-CIDEa过表达载体研究CIDEa基因对乳腺细胞脂质合成的影响.结果发现,乳腺上皮细胞转染pcDNA3.1-CIDEa过表达载体 48h后,CIDEa基因表达量上升了近 10 倍(P＜0.01);甘油三酯(triacylglycerol,TAG)检测和油红O染色结果显示,过表达CIDEa基因后乳腺上皮细胞中甘油三酯的含量显著升高(P＜0.05)且脂滴积累增多;实时定量PCR检测结果显示,过表达CIDEa基因后脂代谢相关基因乙酰辅酶A羧化酶α(acetyl-CoA carboxylase alpha,ACACA)、抗原分化簇36(cluster of differentiation 36,CD36)和固醇调节元件结合蛋白1(sterol regulatory element binding protein1,SREBP1)的表达量显著升高(P＜0.05),二酰基甘油酰基转移酶2(diacylglycerolacyltransferase2,DGAT2)的表达量极显著升高(P＜0.01).以上结果表明,CIDEa基因能促进乳腺上皮细胞脂质的合成.本研究为深入研究CIDEa基因在奶山羊乳脂代谢调控中的作用提供了理论参考.

    山羊诱导细胞死亡的DNA片段化因子-α样效应因子a(CIDEa)基因过表达脂质合成

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    重组猪α干扰素/白细胞介素-2的可溶性表达及体外活性研究

    冯桂丹闫若潜马震原柴茂...
    595-604页
    查看更多>>摘要：猪(Sus scrofa)α干扰素/白细胞介素-2(porcine interferon α/porcine interleukin-2,PoIFN-α-linker-PoIL-2)在大肠杆菌(Escherichia coli)中多以包涵体形式表达,为在大肠杆菌系统中获得可溶性表达的具有活性的重组猪α干扰素/白介素2(rPoIFN-α-linker-PoIL-2)蛋白,本研究根据大肠杆菌密码子偏好性对PoIFN-α-linker-PoIL-2嵌合基因进行可溶性改造并合成.将改造后的PoIFN-α-linker-PoIL-2嵌合基因克隆到表达载体pET-32a(+)进行原核表达,采用镍铬亲和层析柱对表达的可溶性rPoIFN-α-linker-PoIL-2蛋白进行纯化.分别采用淋巴细胞增殖检测法、ELISA方法检测rPoIFN-α-linker-PoIL-2蛋白体外促猪外周血T淋巴细胞(peripheral blood T lymphocyte,PBLC)增殖活性,及其与抗猪白介素2单抗、抗猪α干扰素单抗发生特异性免疫反应的活性;采用细胞病变抑制法检测rPoIFN-α-linker-PoIL-2蛋白在不同细胞系上抑制不同病毒的增殖活性.结果显示,PoIFN-α-linker-PoIL-2嵌合基因可在大肠杆菌中高效可溶性表达,表达的rPoIFN-α-linker-PoIL-2蛋白分子量大小约55 kD.rPoIFN-α-linker-PoIL-2蛋白经镍铬亲和层析柱纯化后纯度达90%以上.rPoIFN-α-linker-PoIL-2具有显著的促PBLC增殖活性(P＜0.05);可以与抗PoIL-2、PoIFN-α单抗发生特异性免疫反应.rPoIFN-α-linker-PoIL-2蛋白在不同细胞上抑制不同病毒的增殖活性效价有差异,在猪肾细胞(porcine kidney cells,PK)-15、人羊膜细胞(human amniotic cells)WISH上抑制水泡性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus,VSV)增殖的活性单位分别为1.8×106和2.5×106 IU/mg;在PK-15细胞上抑制伪狂犬病毒(Pseudorabies virus,PRV)、塞内卡病毒(Seneca virus A,SVA)增殖的活性单位分别为2.2×104、1.3×105 IU/mg;在非洲绿猴肾细胞(Verda Reno,Vero)上抑制猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)增殖的活性单位为3.2×104 IU/mg.本研究获得了可溶性表达的rPoIFN-α-linker-PoIL-2蛋白,该蛋白在不同细胞上具有抑制VSV、PRV、SVA及PEDV等病毒增殖的活性,为进一步研究rPoIFN-α-linker-PoIL-2蛋白在猪体内的活性提供了基础资料.

    猪α干扰素猪白细胞介素-2嵌合基因可溶性表达体外活性

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