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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

    阿魏酸合成相关基因ZlALDH2C4克隆及其在菰茎部膨大发育中的响应

    柳菁溪夏淑倩戚晓清钱致远...
    739-750页
    查看更多>>摘要：阿魏酸是由松柏醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase family 2 member C4,ALDH2C4)催化产生的木质素单体合成的重要代谢成分,参与植物细胞响应病原真菌侵染的防卫,在植物细胞次生壁形成及木质化分化中具有重要调控作用.本研究从菰(Zizania latifolia)植株中克隆获得松柏醛脱氢酶相关基因ZlALDH2C4(GenBank No.OQ552555),cDNA序列全长1527 bp,具有1个PLN02766的松柏醛脱氢酶结构域,系统进化树分析表明,ZlALDH2C4与粳稻(Oryza sativa ssp.japonica)同源蛋白OsALDH2C4遗传距离较近.荧光定量PCR分析表明,茎部ZlALDH2C4表达受菰黑粉菌(Ustilago esculenta)侵染诱导显著上调,并在菰植株木质化程度高的组织部位表达量较高.基于正常茭白植株膨大肉质茎不同节位细胞的亚显微观察及茎部膨大发育期间ZlALDH2C4的时空表达分析发现,茎部ZlALDH2C4表达量与其木质化程度基本呈正相关,木质化程度较低的膨大起始及膨大发育初期茎部ZlALDH2C4表达量较低,膨大发育后期茎部细胞木质化程度增强伴随着ZlALDH2C4表达显著升高(P＜0.05);在膨大肉质茎的不同节位中,细胞次生壁较厚的下部节位中ZlALDH2C4表达显著高于细胞次生壁较薄的上部节位(P＜0.05).上述结果表明,ZlALDH2C4与菰植株茎部细胞次生壁形成调节密切相关,能够响应菰黑粉菌侵染诱导,并参与菰植株茎部细胞木质化分化调控.本研究为菰黑粉菌侵染诱导菰植株茎部膨大发育的调控机制研究提供理论参考.

    菰菰黑粉菌松柏醛脱氢酶(ALDH2C4)茎部膨大发育木质化

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    转录组分析调控桃采后冷害和硬度的候选主效基因

    张志刚陈玉峰王长江徐晋...
    751-761页
    查看更多>>摘要：冷敏性果实采后低温贮藏容易造成果实冷害,程序性降温(low-temperature conditioning,LTC)处理在减缓桃(Prunus persica)等冷敏性果实冷害中具有显著效果,但是贮藏前期果实会发生轻微软化.本研究通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)发现了与冷害和硬度表型高度相关的基因模块.分别对模块基因进行主效转录因子鉴定和调控网络构建,发现桃WRKY转录因子PpWRKY43和生长素响应因子(auxin response factor,ARF)PpARF1可能通过调控冷调节蛋白(cold-regulated protein,COR)PpCOR413-2和脂氧合酶(lipoxygenase 5,LOX5)PpLOX5参与果实采后冷害调控,NAC转录因子PpNAC5可能通过调控桃果胶裂解酶2(P.persica pectate lyase 2,PpePL2)参与桃果实采后软化.本研究结果为桃果实采后保鲜减损研究提供基础资料.

    桃采后冷害加权基因共表达网络分析(WGCNA)硬度

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    葡萄扩展蛋白家族全基因组分析及VvEXPA27功能研究

    张建鹏尚霄丽
    762-774页
    查看更多>>摘要：果粒大小是决定葡萄(Vitis vinifera)外观品质与产量的重要因素之一,细胞膨大对于决定葡萄果实最终大小至关重要.扩展蛋白(expansin,EXP)是细胞壁松弛蛋白,通过破坏细胞壁中纤维素微纤维和相关基质多糖之间的非共价键促进细胞膨大.本研究以'黑比诺PN40024'基因组为参考,基于Pfam数据库采用HMMER对葡萄扩展蛋白家族成员进行全基因组鉴定,剔除冗余序列后,共筛到31个成员.通过生物信息学分析筛选到两个候选基因VvEXPA06和VvEXPA27.RT-qPCR结果显示,VvEXPA06仅在花后20d上调表达,VvEXPA27在花后20和48d均上调表达.将VvEXPA27进行拟南芥(Arabidopsis thaliana)异源表达,并对其转基因植株进行功能验证.结果表明,与对照组相比,过表达VvEXPA27的T3代纯合转基因拟南芥的第3片叶的细胞面积、果荚长度和莲座叶直径均明显增加,表明VvEXPA27在细胞膨大过程中起到积极的作用.本研究为解析葡萄果实细胞膨大的分子机制提供理论参考,为其分子育种提供基因资源.

    葡萄果实膨大生物信息学扩展蛋白

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    乌蒙宽叶杜鹃耐寒相关基因MYBS3和RCI2B的克隆及表达分析

    彭万明谭弋张晓丽罗亮...
    775-784页
    查看更多>>摘要：乌蒙宽叶杜鹃(Rhododendron sphaeroblastum var.wumengense)是高海拔耐寒植物,基于课题组前期从其转录组中筛选,发现MYBS3和稀有冷诱导2(rare cold inducible 2,RCI2)基因在增强植物耐冷胁迫中作用显著.本研究克隆出2个乌蒙宽叶杜鹃中调控耐寒的关键转录因子基因,分别命名为RsMYBS3(GenBank No.OR178946)和RsRCI2B(GenBank No.OR178945),其cDNA全长分别为795和165 bp,分别编码氨基酸数量为264和54 aa.生物信息学分析表明,RsMYBS3为亲水性不稳定蛋白,具有SANT超家族典型的SANT保守结构域;RsRCI2B为疏水性稳定蛋白,具有RCI2基因家族典型的PMP3高度保守结构域.基因同源性比对结果显示,RsMYBS3和RsRCI2B蛋白均与红马银花(Rhododendron vialii)中的MYBS3和RCI2B蛋白同源性较高,分别为93.73%和94.44%;系统进化分析发现,RsMYBS3和RsRCI2B均与红马银花RvMYBS3和RvRCI2B聚为一支,推测四者为直系同源关系.qPCR分析表明,低温胁迫下,2个基因在乌蒙宽叶杜鹃中均有显著表达,但在不同胁迫温度和时间下表达模式不同,其中RsMYBS3基因在-6℃处理1d时表达量最高,随着胁迫时间延长,4 d时表达逐渐下调,7 d表达又逐渐上升;在-12℃处理1～4 d时表达量逐渐上升并达到峰值,7 d时表达逐渐下调;而RsRCI2B基因在-6℃处理1～7 d时表达均逐渐上升,在-12℃处理下除1d时表达略有下调外,随着胁迫时间延长,4～7 d时表达量逐渐上升并达到峰值.上述结果推测,RsMYBS3和RsRCI2B基因可能参与了乌蒙宽叶杜鹃的耐寒响应生理过程.本研究为后续进一步探讨其耐寒分子机制提供了基础数据和理论依据.

    乌蒙宽叶杜鹃MYBS3稀有冷诱导2(RCI2B)基因基因克隆表达分析

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    牦牛妊娠早、中期胎盘组织中STAB1的表达、分布及功能分析

    魏倩倩张全伟张博皓白旭...
    785-794页
    查看更多>>摘要：哺乳动物胎盘发育对子宫内环境调节及妊娠维持至关重要.胎盘发育不良或异常可引发多种妊娠疾病.稳定素蛋白-1(stabilin-1,STAB1)参与调节动物多个器官发育,但在牦牛(Bos grunniens)胎盘中的作用及调节机制尚不完全清楚.本研究旨在探究牦牛妊娠早、中期胎盘组织中STAB1分布、表达规律及其潜在功能.采集牦牛妊娠早、中期胎盘组织,通过苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色、免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)染色、免疫荧光(immunofluorescence,IF)染色、qRT-PCR和Western blot研究牦牛妊娠早、中期胎盘组织中STAB1表达特点及分布规律;利用数据非依赖性模式(data-independent acquisition,DIA)蛋白质组学数据,预测分析牦牛胎盘中STAB1互作蛋白及潜在生物学功能.结果表明,STAB1蛋白主要定位于牦牛胎盘滋养层巨细胞和单核滋养层细胞胞质;与妊娠早期胎盘相比,牦牛妊娠中期胎盘组织中STAB1基因及蛋白表达显著下调(P＜0.05);生物信息学分析显示,STAB1可能通过细胞黏附、钙离子结合和质膜组成等途径调控牦牛妊娠早、中期胎盘动态发育.综上,STAB1通过调节牦牛胎盘滋养层细胞的功能参与妊娠早、中期胎盘发育和妊娠维持.本研究为STAB1在牦牛胎盘发育中的功能及机制提供参考.

    胎盘稳定素蛋白-1(STAB1)DIA蛋白质组学生物信息学分析

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    猪SCD1和SCD5双基因敲除细胞系的构建及其对脂肪沉积的影响

    方钱海郭帅任红艳白文哲...
    795-806页
    查看更多>>摘要：脂肪沉积及脂肪酸组成对猪肉品质具有决定性影响,硬脂酰辅酶A去饱和酶(stearoyl-CoA desaturase,SCD)对脂肪酸组成及代谢具有重要的调控作用.目前SCD1和SCD5是包括人类(Homo sapiens)在内的多种脊椎动物中仅有的两种SCD亚型,为明确SCD1和SCD5对猪(Sus scrofa)脂肪酸种类与组成的影响及其作用机制,本研究利用单single guide RNA(sgRNA)和双sgRNA相结合介导的CRISPR/Cas9技术对SCD1及SCD5基因进行定点敲除,筛选获得纯合缺失单克隆细胞系,对其进行脂肪酸含量的检测分析,并检测双基因缺失对脂肪沉积和脂质代谢的影响.结果显示,SCD1及SCD5双基因编辑效率超过70%;SCD1及SCD5双基因缺失降低了其介导的限速反应产物棕榈油酸(C16∶1)和油酸(C18∶1)的相对含量;同时,细胞中多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)的含量显著提高.SCD1和SCD5的缺失还影响了芥酸(C22∶1n9)、二十二碳五烯酸(docosapentaenoic acid,DPA)、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)、二十碳五稀酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和亚油酸(C18∶2n6)等脂肪酸的含量;SCD1和SCD5整体缺失后甘油三酯的含量显著降低,影响了脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FASN)、酰基辅酶A合成酶3(acyl-CoA synthetase long-chain family member 3,ACSL3)等与脂肪酸和脂质代谢相关蛋白的表达.结果表明,SCD对脂肪酸的组成及代谢和脂肪沉积具有重要的调控作用.本研究为猪肉品质改良及肥胖疾病研究提供了细胞模型和参考.

    CRISPR/Cas9技术硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)脂肪酸代谢脂肪沉积多基因编辑

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    全基因组eQTL揭示猪11号染色体肉质性状新候选位点

    郑韵頔冉雪琴牛熙黄世会...
    807-819页
    查看更多>>摘要：全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)挖掘了大量猪肉肉质性状关联的遗传变异,但是多数变异的调控机制未知.遗传变异主要通过调控基因表达水平影响复杂性状,通过定位表达数量性状位点(expression quantitative trait locus,eQTL)鉴定基因表达水平相关的遗传变异,有助于阐释变异位点与性状之间的关联.为筛选肉质性状候选基因与位点,本研究以F2代的19个杂交香猪(Sus scrofa)(大白猪♂×从江香猪♀)个体为试验材料,使用全基因组测序(whole genome sequencing,WGS)和背最长肌组织的RNA-seq数据进行全基因组eQTL分析,在11号染色体上共检测到1 332个cis-eQTLs(PFDR＜0.01)和18 078个trans-eQTLs(PFDR＜1E-12).对cis-eQTL关联中的eSNP(eQTL-associated SNP)位点进行注释筛选,使用PCR-限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)和Sanger测序鉴定了1个位于肉质性状候选eGene(eQTL-associated gene)—线粒体中间肽酶基因(mitochondrial intermediate peptidase,MIPEP)5'UTR的eSNP位点rs319855910 c.-46C>G,与MIPEP基因表达水平显著相关(PFDR=8.81E-03).RNA-seq统计分析发现,rs319855910不同基因型显著影响MIPEP基因表达(P＜0.05).当rs319855910基因型由野生型(CC)突变为纯合突变型(GG)时,MIPEP基因的表达水平显著下调(P＜0.05).进一步分析发现,rs319855910位于转录因子结合序列区域,导致MIPEP基因5'UTR序列结合的转录因子种类和数量发生改变.上述结果表明,rs319855910是一个新的猪肉肉质性状候选位点,能够通过转录因子的结合而调节MIPEP基因表达,从而影响猪的肉质性状.本研究为猪种选育和遗传改良提供基础资料.

    猪全基因组测序(WGS)转录组测序表达数量性状位点(eQTL)SNP肉质性状

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    DLD和NDUFA9及其巴豆酰化促进仔猪原代皮下白脂棕色化

    刘月霞刘尊海梁君桐陈齐...
    820-832页
    查看更多>>摘要：二氢硫辛酸脱氢酶(dihydrolipoyl dehydrogenase,Dld)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NADH)脱氢酶[泛醌]1α亚复合体亚基9(NADH dehydrogenase[ubiquinone]1 alpha subcomplex subunit 9,Ndufa9)基因均与能量代谢和线粒体功能相关,提示Dld和Ndufa9与白脂棕色化可能存在内在联系.本研究以仔猪原代皮下白色脂肪细胞为研究对象,诱导其分化为成熟脂肪细胞.分别使用Dld与Ndufa9 干扰片段和过表达载体处理成熟脂肪细胞后,利用实时定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)和Western blot检测脂质代谢相关基因表达水平,结果显示,过表达Dld与Ndufa9后,脂合成相关基因脂肪酸结合蛋白4(fatty acid binding protein 4,Fabp4)和脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,Fasn)显著降低(P＜0.05),脂解相关基因脂肪甘油三酯脂酶(adipose triglyceride lipase,Atgl)和激素敏感脂肪酶(hormone sensitivelipase,Hsl)、白脂棕色化相关基因过氧化物酶体增殖激活受体γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1 alpha,Pgc-1α)和含PR结构域的锌指蛋白16(PR domain containing 16,Prdm16)、产热相关基因解耦蛋白2(uncoupling protein 2,Ucp2)、骨形态发生蛋白4(bone morphogenetic proteins 4,Bmp4)、Bmp7和诱导细胞死亡的DNA片段化因子α样效应因子A(cell death-inducing DNA fragmentation factor α-like effector A,Cidea)均显著上调(P＜0.05),表明Dld与Ndufa9均促进仔猪皮下白色脂肪细胞发生棕色化.使用伏立诺他(vorinostat,SAHA)和巴豆酸钠(NaCr)处理成熟脂肪细胞.发现DLD和NDUFA9巴豆酰化同样促进仔猪皮下白色脂肪细胞棕色化.通过免疫共沉淀(co-immunoprecipitation,Co-IP)检测发现DLD和NDUFA9结合.以上结果提示,DLD和NDUFA9及其巴豆酰化修饰促进仔猪原代皮下白脂棕色化,也表明Dld和Ndufa9是调控猪脂质代谢的关键因子.本研究为进一步探究猪肉品质改良提供理论依据.

    仔猪原代皮下白色脂肪细胞白脂棕色化二氢硫辛酸脱氢酶(DLD)NADH脱氢酶[泛醌]1α亚复合体亚基9(NDUFA9)巴豆酰化修饰

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    香苏杂交猪ARHGAP24基因SNP检测及生长性状关联分析

    蒋传美阮涌李吉凤肖美美...
    833-842页
    查看更多>>摘要：RhoGTP酶激活蛋白24(Rho GTPase activating protein 24,ARHGAP24)基因与肌动蛋白重塑、细胞极性控制和细胞迁移密切相关,本研究旨在探究ARHGAP24基因多态性与香苏杂交猪(Sus scrofa)生长性状的关系,以便为后期继续研究香苏杂交猪分子选育工作提供理论参考.本研究采集164头相同饲养条件下的香苏杂交猪血液DNA,通过PCR扩增、测序,确定ARHGAP24基因SNP位点.利用SPSS 25.0软件中的一般线性模型对ARHGAP24基因SNP位点与香苏杂交猪生长性状进行关联分析.结果显示,在香苏杂交猪9个外显子中共检测出5个SNP位点,分别位于外显子1和外显子8.g.735024 A>G非同义突变导致mRNA上第455位缬氨酸变为天冬氨酸,对mRNA结构影响不明显,但导致蛋白质二级结构中α-螺旋以及无规则卷曲所占百分比上升,β-转角和延伸链降低;g.735242 A>C位点非同义突变后导致第528位缬氨酸变为丝氨酸,从而导致mRNA结构产生明显变化,而对蛋白质的二级结构影响则不明显,只是使各结构所占比例发生了轻微的波动.关联结果分析显示,g.735313 C>T位点对胸围有极显著影响(P＜0.01),对腹围有显著影响(P＜0.05).对5个SNPs位点进行连锁不平衡分析,共检测到5种单倍型,15种双倍型.香苏杂交猪ARHGAP24基因中g.735313 C>T位点与香苏杂交猪胸围和腹围均存在显著关联,呈中度多态且处于Hardy-Weinberg平衡状态,可作为后期香苏杂交猪遗传标记分子育种候选位点.

    香苏杂交猪RhoGTP酶激活蛋白24(ARHGAP24)生长性状关联分析

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    菰黑粉菌UePkc1克隆及其在菌丝生长与被侵染菰中的表达分析

    戚晓清周雅萍柳菁溪郑宇捷...
    843-858页
    查看更多>>摘要：菰黑粉菌(Ustilago esculenta)侵染菰(Zizania latifolia)植株后能够诱导其茎部膨大发育形成可食用肉质茎,菰黑粉菌菌丝生长及其对环境因子的响应对菰植株茎部膨大发育具有重要调控作用.蛋白激酶C1(protein kinase C1,Pkc1)是真菌调控细胞极性生长和应答刺激反馈的重要调节因子.本研究克隆获得菰黑粉菌UePkc1基因(GenBank No.OQ572333),cDNA全长3 573 bp,可编码1 190个氨基酸,具有PKC蛋白的STKc_PKC保守结构域;分别采用3种细胞壁干扰剂(刚果红,荧光增白剂和十二烷基硫酸钠)及2个温度(15℃及35℃)处理体外培养的菰黑粉菌,显微观察发现,细胞壁干扰剂及高温处理均导致菰黑粉菌担孢子细胞肿胀缩短,而低温处理的菰黑粉菌担孢子细胞较为细长;细胞壁干扰剂处理后菰黑粉菌融合菌丝长度缩短,而2个温度处理组均未见融合菌丝生成.qPCR分析表明,细胞壁干扰剂处理48h菰黑粉菌中UePkc1表达显著升高(P＜0.05),低温处理72h菰黑粉菌UePkc1表达显著升高(P＜0.05),而高温处理后菰黑粉菌UePkc1表达显著下调(P＜0.05).上述结果初步表明UePkc1基因参与菰黑粉菌细胞壁完整性维持并响应环境温度的调节作用.此外,不同膨大表型植株茎部的菰黑粉菌UePkc1表达存在显著差异,UePkc1在灰茭膨大发育为10 cm时表达量最高,而在正常茭白膨大发育初期时UePkc1表达最高,结合正常茭白与灰茭植株2种膨大表型茎部发育期间菰黑粉菌的生长分布变化,初步阐明菰植株茎部的菰黑粉菌菌丝生长受UePkc1表达调控,其表达可能与植株茎部膨大相关的菌丝量增长呈正相关.本研究为深入研究菰黑粉菌侵染诱导菰植株茎部膨大发育的互作机制提供技术参考及理论依据.

    菰黑粉菌UePkc1菌丝生长菰茎部膨大发育

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