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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

    玉米快速叶绿素荧光参数QTL定位

    卢峰李露露陈婉莹李贝...
    825-835页
    查看更多>>摘要：作物的光合作用与产量密切相关.快速叶绿素荧光参数可以灵敏地反映光合作用中的电子传递效率,解析快速叶绿素荧光参数的遗传基础对培育高光效玉米(Zea mays)品种具有指导意义.本研究以玉米杂交种'先玉335'连续自交7代衍生的160个重组自交系(recombinant inbred line,RIL)为材料,构建高密度遗传图谱,并在4个大田种植条件下测量5个快速叶绿素荧光参数ABS/CSo、TRo/CSo、ETo/CSo、ETo/TRo和PIcs.利用20K芯片构建总长为1 896.423 cM的高密度遗传图谱,包含2 915个bin标记,标记间平均距离为0.66 cM.结合多环境快速叶绿素荧光参数的最佳线性无偏预测值(best linear unbiased predictor,BLUP),共检测到15个相关QTLs,似然函数比值对数值(logarithm of odds,LOD)为2.52～7.35,表型变异贡献率为4.56％～14.81％;其中qREC2-1、qREC3-1、qRET3-1在多环境中稳定表达.本研究为进一步精细定位快速叶绿素荧光参数QTLs和利用分子标记辅助选择开展高光效育种提供参考依据.

    玉米快速叶绿素荧光参数遗传图谱QTL定位

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    小麦茎秆可溶性碳水化合物含量QTL元分析及其候选基因预测

    田甜刘媛张沛沛陈涛...
    836-846页
    查看更多>>摘要：小麦(Triticum aestivum)茎秆可溶性碳水化合物(water-soluble carbohydrate,WSC)是籽粒灌浆的主要碳源,其遗传受多基因调控.通过元分析发掘控制小麦茎秆WSC含量的真实主效QTL,是小麦分子遗传改良的有效途径.本研究以小麦高密度分子标记遗传图谱为参考图谱,利用生物信息学手段,对来自不同遗传作图群体的控制小麦茎秆WSC含量的239个QTL进行图谱整合、映射以及QTL元分析,通过建立QTL 一致性图谱,获得39个控制茎秆WSC含量的一致性QTL(meta quantitative trait loci,MQTL)位点及紧密连锁的分子标记,置信区间最小可达到0.50 cM.这些MQTLs主要分布在1A、2B、2D、3A、3B、4A、4B、6A、6B、7B和7D等染色体上,每条染色体形成1～2个QTL簇.在1A染色体Eps-1Am～Xgwm99标记区间内预测出7个与小麦茎秆WSC含量相关的候选基因.本研究为进一步缩短小麦茎秆WSC含量QTL的置信区间以及分子标记辅助选择育种提供了参考依据.

    小麦茎秆WSC一致性QTL元分析候选基因

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    小麦4个多效抗病基因分子标记的转化和再开发

    高洁宋国琦
    847-856页
    查看更多>>摘要：我国小麦(Triticum aestivum)分子育种发展已经超过20年,但利用分子标记辅助选择选育的品种仍屈指可数,加快分子育种发展是当务之急.小麦中已发现4个多效抗病基因,在育种过程中表型选择比较困难,可通过分子标记辅助选择.已开发的多效抗病基因标记存在检测效果不佳,类型单一等问题,限制了其使用.本研究针对已报道的多效抗病基因竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele-specific PCR,KASP)标记基因分型效果较差的问题,将KASP标记所检测基因位点序列与'中国春'小麦参考基因组进行BLAST比对,发现基因组中其他位置存在与目标基因位点高度相似的序列,可能是导致KASP标记检测效果不理想的原因.根据BLAST比对结果重新设计引物,改良抗叶锈基因34(leaf rust resistance gene 34,Lr34)的KASP标记Lr34_TCCIND和Lr46的KASP标记Lr46_JF2-2获得了分型效果改善的Lr34K2和Lr46K3;再开发了抗秆锈基因2(stem rust resistance 2,Sr2)的KASP标记Sr2K3、Lr34的KASP标记C6K1C2和C6K2C1、Lr46的KASP标记Lr46g22K3,获得了较好的基因分型效果;通过将Lr46_JF2-2转化成衍生酶切扩增多态性序列(derived cleaved amplified polymorphic sequences,dCAPS)标记Lr46Rdcaps,将Lr67的KASP标记TM4和TM10转化成dCAPS标记TM4dcaps和TM10dcaps,解除了KASP标记检测的仪器限制,降低了应用门槛.本研究丰富了多效抗病基因可用分子标记的数量和类型,为多效抗病基因的分子标记辅助选择提供便利,对KASP标记开发和改良有重要参考价值.

    小麦多效抗病基因分子标记衍生酶切扩增多态性序列(dCAPS)竞争性等位基因特异性PCR(KASP)

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    低温胁迫下高粱幼苗叶片生理变化及相关基因表达分析

    邵文静张今杰盖胜男魏玉磊...
    857-870页
    查看更多>>摘要：低温是北方地区影响高粱(Sorghum bicolor)生长发育的重要因素之一.为了研究低温胁迫下高粱幼苗叶片的生理变化及相关基因的表达情况,选用高粱耐低温品种'P61'和低温敏感品种'H21'为供试品种,进行4 ℃低温处理,处理时间为0、1、3、5和7 d,分析高粱幼苗叶片的生理变化及相关基因的表达情况.结果表明:随着低温处理时间的延长,叶绿素荧光参数(fv/Fm)和叶绿素相对含量(SPAD)均下降,但在耐寒品种'P61'中下降幅度较小;光合作用相关基因随着胁迫时间的延长下调表达,且在抗性品种中表达量相对较高;7 d时'H21'的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性降低了3.3％,'P61'的SOD活性升高了 15.2％,'H21'和'P61'的过氧化物酶(peroxidase,POD)活性分别增加了 7.4％和9％;两品种的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和脯氨酸(proline,Pro)含量增加,其中'P61'和'H21'的MDA含量分别增加了36.5％和1.7％,Pro的含量分别上升了 69％和230.5％.从转录组数据库中筛选了8个SbSODs基因,低温处理3d时上调的SbSODs明显多于低温处理1 d,其中SbSOD5在两品种低温处理1 d和3d中均被诱导表达;筛选到7个高粱PODs基因,多数(5个)基因在处理1 d时在两个品种中都有不同程度的上调表达,其中Sobic.009G055100在两品种处理1 d和3 d中均被诱导上调表达;共计筛选到11个SbLOXs(脂氧合酶,lipoxygenase),多数LOXs基因在1d时上调表达明显,其中SbLOX9在两品种不同时间点均上调表达;筛选了 2个高粱P5CS基因,其中Sobic.003G356000在两品种不同时间点中都显著上调表达,在'P61'处理3d时Log2FC＞6.本研究为进一步研究植物在低温胁迫下生理指标及相关基因的表达调控规律提供参考.

    高粱低温胁迫生理指标基因表达

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    番茄钙调蛋白结合转录因子CAMTA家族基因的鉴定及其低温胁迫下表达模式的分析

    王宝强朱晓林魏小红金宝霞...
    871-884页
    查看更多>>摘要：钙调素结合蛋白转录因子(calmodulin-binding transcription factor,CAMTA)在植物激素信号转导、发育调控和低温胁迫中发挥重要作用.本研究从番茄(Solanum lycopersicum)的全基因组水平鉴定CAMTA基因家族,利用生物信息学技术全面分析该家族成员的相关信息,并通过qRT-PCR检测CAMTA在低温胁迫下的表达.结果显示,番茄基因组中共鉴定出18个成员,分布在9条染色体上且存在 1个片段复制基因对;系统进化分析显示,番茄CAMTA成员被聚为6类;S1CAMTA启动子区含有49个与植物激素、胁迫、光反应以及组织特异表达相关的顺式元件;蛋白质相互作用网络发现,部分番茄CAMTA蛋白与拟南芥(Arabidopsisthaliana)已知蛋白联系紧密;该家族大多数基因在各个组织中均有表达,一半以上的CAMTA基因具有分子功能且构成细胞基本组分,SlCAMTAI0参与11种生物学过程;在低温胁迫下,14个SlCAMTAs显著上调表达,其中SlCAMTA02的相对表达量在12 h达到了最高(396.53),为对照的396倍.本研究为CAMTA家族基因功能的深入挖掘和番茄耐低温响应机制研究方面提供一定的参考依据.

    番茄钙调蛋白转录因子(CAMTA)生物信息学低温胁迫表达分析

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    陆地棉BABY BOOM基因的克隆及特征分析

    束立哲宫则宇雷忠萍唐保善...
    885-899页
    查看更多>>摘要：BABY BOOM(BBM)是植物特有的AP2/ERF(APETALA2/ethylene-responsive factor)家族转录因子,在体细胞胚胎发生过程中发挥重要的调控作用.本研究利用同源克隆技术从陆地棉(Gossypium hirsutum)品种'豫早1号'(YZ-1)中克隆到GhBBMa(GenBank No.MW836956)和 GhBBMd(GenBank No.MW836957)两个基因,结合3个自然群体的重测序数据和表型数据,以及中棉所24号(ZM24)的基因组数据,通过软件分析BBM基因的DNA序列及其编码的蛋白等特征;通过RNA-seq数据和qRT-PCR实验分析BBM基因表达特征.结果表明,GhBBMa/d分别位于A08和D08染色体上,均由9个外显子组成,长度分别为2 028 bp、2 025 bp,分别编码675、674个氨基酸.GhBBMa/d氨基酸序列含有2个保守的AP2结构域,无信号肽和跨膜结构;亚细胞定位结果显示其位于细胞质中.系统发育树显示,GhBBMa/d与同属锦葵目的可可树(Theobroma cacao)亲缘关系最近.自然群体的重测序数据表明,GhBBMa和GhBBMd的序列多态性分别为1.222和 1.422 SNP/kb,连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)衰减距离为5.54、12.76 kb,说明GhBBMd比GhBBMa受到更强烈的选择压;关联作图显示,GhBBMa/d对马克隆值等性状有显著的表型效应.RNA-seq数据表明GhBBMa/d均在根和胚珠中表达量较高,在其他时空条件下不表达或表达很低;与非胚性愈伤相比,GhBBMd在胚性愈伤中显著高量表达.qRT-PCR实验显示GhBBMa/d均在30 d的胚性愈伤和开花前三天(-3 days post anthesis,DPA)的胚珠中表达量最高.综上所述,本研究克隆的GhBBMa和GhBBMd具有表型效应,在胚胎发生过程中的不同时期表达量不同,可能在体细胞胚胎发生及胚珠发育过程中行使重要的功能,为进一步探究GhBBM参与体细胞胚胎发生过程的分子机制提供参考.

    陆地棉BABYBOOM(BBM)体细胞胚胎发生基因克隆qRT-PCR

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    向日葵HaDREBA5基因克隆及其对生物和非生物胁迫的响应

    孙瑞芬张艳芳聂利珍牛素清...
    900-914页
    查看更多>>摘要：干旱应答元件结合蛋白(dehydration-responsive element binding protein,DREB)属于乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)家族的一个亚族,克隆和研究DREB基因家族的功能,有助于揭示AP2(APETALA2)/ERF超家族转录因子调控向日葵(Helianthus annuus)响应生物及非生物逆境胁迫的作用机理.本研究以盐诱导的向日葵差异表达基因中获得的已知序列为基础,扩增HaDREBA5的3'和5'末端序列,拼接后得到全长cDNA序列847 bp(GenBankNo.MH085932);其开放阅读框为468 bp,编码155个氨基酸,预测其编码蛋白的等电点为5.21,分子量为37.5 kD;氨基酸序列含有1个保守的AP2/ERF结合结构域,其中包含保守的YRG元件和WLG基序,且AP2/ERF内第14和19位氨基酸分别为缬氨酸和谷氨酸,因此为DREB亚家族成员;对拟南芥(Arabidopsis thaliana)AP2/ERF超家族转录因子的进化分析进一步表明,该转录因子属于DREB亚家族的A5组.Blast分析表明,该基因与已报道的多种植物ERF家族成员的核苷酸序列及推导的氨基酸序列具有较高的一致性.以全长cDNA序列为基础克隆HaDREBA5全长gDNA序列,gDNA序列自起始密码子至终止密码子长度为468bp(GenBank No.MH085933),全序列无内含子.qRT-PCR分析显示,HaDREBA5基因可受病原菌、机械损伤、低温、NaCl和水杨酸胁迫诱导表达,且表现不同的表达模式;HaDREBA5在向日葵根、下胚轴和叶中均有表达,且具有器官表达特异性.亚细胞定位分析表明其定位于洋葱(Allium cepa)表皮细胞的细胞核.HaDREBA5过表达可增强烟草(Nicotiana tabacum)植株对低温、干旱和盐胁迫的耐受性;NaCl胁迫下,转基因烟草中可溶性蛋白、叶绿素和脯氨酸(proline,PRO)含量增加,过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性提高;胁迫相关基因P5CS(Δ'-pyrroline-5-carboxylate synthetase)、POD、MnSOD和GuZnSOD上调表达.HaDREBA5基因的克隆及功能研究有助于了解向日葵的抗逆分子机制,为向日葵或其他作物抗逆育种提供基因资源和参考依据.

    向日葵AP2(APETALA2)/ERF超家族干旱应答元件结合蛋白A5基因(HaDREBA5)胁迫应答过表达

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    普通烟草体内过量表达St536基因对纤维素积累的影响

    撒世娟殷倩伍涵宇席云凤...
    915-923页
    查看更多>>摘要：核基因编码的线粒体膜结合蛋白(mitochondrial membrane-binding proteins,MMBPs)参与纤维素积累,为了揭示其参与纤维素积累的机制,需识别并表征更多线粒体膜蛋白.本研究依据前期马铃薯转录组测序结果,筛选出一个膜蛋白编码基因St536(ID:PGSC0003DMG400012536),序列分析显示St536基因的ORF全长648 bp,编码215个氨基酸;亚细胞定位显示St536基因编码的蛋白位于线粒体膜;构建St536过量表达载体转化烟草获得St536过量表达株系,对其进行形态学和生理特性分析结果显示,St536过量表达株系纤维素积累比野生型对照降低了20％,气孔和保卫细胞相对纵向长度比值较野生型对照降低了17％,气孔导度和光合速率分别为野生型对照的2.4和2.5倍.结果表明,St536表达增加,叶片纤维素积累随之降低,气孔打开与关闭更灵活,继而提高了气孔导度和光合速率.本研究明确了St536参与叶片纤维素积累,为进一步揭示其参与纤维素积累的机制提供了基础资料.

    St563线粒体纤维素气孔光合作用

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    人BLM基因相关LncRNAs的筛选及其在不同前列腺癌细胞中的表达分析

    罗斌杰杨丽红李永谌颖莲...
    924-932页
    查看更多>>摘要：BLM解旋酶(bloom helicase,BLM)在DNA的复制、修复、重组以及维持端粒的稳定性等各方面都具有重要作用,当BLM解旋酶基因发生突变时,易患BLM综合征,甚至引发多种癌症.为探究BLM解旋酶基因相关长链非编码RNAs(long coding RNAs,LncRNAs)的表达规律,本研究以调控BLM基因相关的miR-27b-3p为关联点,利用自主开发程序SWChen2.3筛选与BLM基因相关LncRNAs,分析BLM相关LncRNAs在3种不同株系的前列腺癌细胞PC3、Lncap、22RV-1和正常人的前列腺基质成纤维细胞系WPMY-1中的表达情况.利用自主开发程序SWChen2.3筛选BLM基因相关的LncRNAs,对候选的LncRNAs进行克隆,并对其二级结构、ORF及其与BLM基因相关靶位点进行预测和分析.结果成功筛选 NONHSAT203515.1(GenBank No.m130127_152334_00126_c100)(命名为BLNC203)和(GenBank No.lnc-ZBTB201∶1)(命名为BLNC246)作为研究对象,采用qRT-PCR的方法检测BLNC203和BLNC246在3种不同前列腺癌细胞和正常上皮细胞系中的表达情况.qRT-PCR结果显示2条LncRNAs在不同前列腺癌细胞中均有表达,且各细胞间表达差异明显,BLNC203在PC3、22RV-1中的表达量都极显著高于正常细胞(P＜0.01),在Lncap细胞中差异不显著(P＞0.05).BLNC246在PC3、Lncap细胞中表达量都极显著低于正常细胞(P＜0.01),在22RV-1细胞中不显著(P＞0.05).BLNC203有3个ORF,BLNC246有1个ORF,BLNC203二级结构最小自由能为-239.10 kcal/mol,BLNC246的最小自由能为-85.30 kcal/mol.本研究结果将为进一步研究LncRNAs/BLM对前列腺癌细胞增殖的影响机制提供一定的理论依据.

    长链非编码RNA(LncRNA)BLM解旋酶(BLM)前列腺癌qRT-PCR

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    牦牛AQP1基因克隆及其在不同年龄牦牛睾丸中的表达

    刘敏清王亚营何翃闳潘阳阳...
    933-942页
    查看更多>>摘要：本研究旨在克隆牦牛(Bos grunniens)水通道蛋白1(Aquaporin-1,AQP1)的基因序列及研究AQP1在不同年龄牦牛睾丸组织中的表达.采集初生(3d)、青年(1岁)、成年(4岁)和老年(8岁)牦牛的睾丸样品,通过RT-PCR技术扩增得到AQP1基因的cDNA全长序列,并对其进行生物信息学分析.采用qRT-PCR、Western blot和免疫组织化学(immunohistochemistry)方法在基因和蛋白水平对其进行检测和定位.qRT-PCR结果显示:随着牦牛年龄的增长,牦牛AQP1基因的表达水平呈先上升后下降的趋势,在青年睾丸中达到最高;在青年组中的表达量与其他组之间差异性均显著(P＜0.05),而中年组与老年组差异不显著(P＞0.05).Western blot结果显示:随着牦牛年龄的增长,AQP1蛋白表达水平也呈现先上升后下降的趋势,在青年睾丸中达到最高;在青年组与其他组中的表达差异性显著(P＜0.05),而初生组,中年组和老年组之间差异性均不显著(P＞0.05).免疫组织化学结果显示:AQP1蛋白在不同年龄牦牛睾丸中均有阳性表达,,主要表达在精子、精子细胞、各级生精细胞、睾丸间质细胞、支持细胞、管周肌样细胞和生精小管基膜中,各年龄表达位置基本一致.本实验结果表明,AQP1在青年组牦牛中的表达显著高于其他组(P＜0.05),推测AQP1在青年牦牛睾丸中发挥着重要作用.本研究为进一步研究AQPs在牦牛睾丸中的作用机制提供理论依据.

    牦牛睾丸水通道蛋白1基因(AQP1)克隆

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