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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

    茶树12个酚类物质合成途径关键酶SSR分子标记的开发及应用

    彭靖茹檀业维温立香张芬...
    825-836页
    查看更多>>摘要：茶多酚是茶树(Camellia sinensis)的主要次级代谢产物,与茶树的新陈代谢、生长发育及品质非常密切.茶树酚类物质的合成涉及多种酶.目前针对茶树酚类合成途径特定酶开发的SSR分子标记引物及应用还较少.本研究基于茶树全基因组序列,以茶树酚类物质合成途径12个关键酶的基因及其侧翼序列开发获得了158对SSR分子标记引物,其中类黄酮3'-羟化酶开发获得的SSR引物最多,有29对,肉桂酸羟化酶最少,只有1对.所开发的158对SSR引物,位于基因间隔区的最多,依次是内含子区、上游区及外显子区,位于5′端上游非编码区的最少.这些引物总计有122个重复单元,其中二核苷酸最多,之后依次为三核苷酸、四核苷酸及五核苷酸,最少的是六核苷酸.从158对SSR引物中挑选68对进行了引物多态性筛选,将获得的13对多态性好的引物开展72份茶树种质资源遗传多样性的研究,共获得105种带型,同一样品的重复样可聚在一起,表明所筛选的引物能很好地区分种质资源,具有较好的准确性.72份茶树种质资源的遗传相似系数为0.8120～0.9849.本研究为茶树基于主要内含物酚类物质开展核心种质构建、新品种选育及品种鉴定等提供依据,同时也可为针对特定基因开发SSR分子标记提供参考方法.

    茶树SSR标记酚类合成酶遗传多样性核心种质

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    水稻OsCLF基因的功能分析及其对铝毒胁迫的响应

    李超肖恩宗白庆徐枫...
    837-846页
    查看更多>>摘要：组蛋白甲基化修饰在真核生物基因表达调控中发挥着重要的作用.调控拟南芥(Arabidopsis thaliana)卷叶的蛋白(curly leaf protein,CLF)是重要的组蛋白甲基转移酶,参与多种细胞发育过程.本研究对水稻(Oryza sativa)OsCLF基因的功能进行了初步研究.通过双酶切克隆,构建了OsCLF基因过量表达载体pCAMBIA1300-35S-OsCLF,进而转化拟南芥clf突变体.表型及生化功能分析表明水稻OsCLF蛋白具有类似拟南芥CLF蛋白的H3K27三甲基转移酶的功能,且能功能互补使拟南芥clf突变体的表型为野生型.qPCR检测发现,水稻OsCLF基因的表达在长日照条件下较高,且铝毒胁迫能显著诱导其表达;随后将RNA干涉载体pYLRNA-OsCLF-RNAi转入水稻,长日照条件下的表型分析表明,OsCLF基因RNAi水稻株系的株高、旗叶长宽度、花粉活力及结实率均显著低于野生型水稻(P<0.01),而分蘖数和叶绿素含量则显著高于野生型水稻(P<0.01);下调OsCLF基因表达的RNAi水稻株系对铝毒胁迫的抗性得到提高,说明OsCLF负调控水稻耐铝基因的表达.本研究初步揭示了OsCLF基因参与的水稻生长发育的生物学过程,为进一步探明这些过程的表观遗传机理提供参考依据.

    水稻OsCLF基因过表达RNA干扰

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    甘蓝型油菜FAF基因家族鉴定并挖掘分枝形成相关成员

    蒋先润罗桂林梁峰豪黄莎...
    847-860页
    查看更多>>摘要：FAF基因家族是植物界特有的转录因子之一,具有调节分生组织大小的作用.为研究甘蓝型油菜(Brassica napus)中FAF基因对分枝形成的影响,本研究对甘蓝型油菜FAF家族成员进行了全基因组鉴定和生物信息学分析;以3个多分枝材料和3个少分枝材料为研究对象,提取不同生育期组织部位的总RNA,利用qPCR对BnFAF基因进行了表达模式分析.结果显示,甘蓝型油菜中共有17个BnFAF基因,分布在13条染色体上;基于氨基酸序列的相似度,参考拟南芥(Arabidopsis)FAF基因将BnFAF基因分为Ⅰ～Ⅳ共4个亚家族;基因结构、蛋白结构鉴定表明Ⅳ家族成员的分化较大,而其余亚家族内成员相对保守.qPCR分析发现,BnFAF4-4和BnFAF4-7的表达模式一致,且在多分枝材料薹期茎、上部腋芽和中部腋芽中的相对表达量显著高于少分枝材料,推测这些基因可能影响分枝的形成.本研究为进一步利用FAF基因改良甘蓝型油菜分枝性状提供了理论指导.

    甘蓝型油菜FAF家族全基因组鉴定分枝

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    绿豆GRAS基因家族鉴定及其非生物胁迫下的表达模式分析

    张文慧何光鑫王子鑫周鹏...
    861-872页
    查看更多>>摘要：GRAS(gibberellic acid insensitive(GAI),repressor of GAI(RGA),and scarecrow(SCR))基因家族广泛存在于植物中,对于植物响应逆境胁迫及生长、发育等方面起重要作用.绿豆(Vigna radiata)是我国传统的经济作物,抗逆性强,是盐碱土壤改良的优良作物之一.本研究鉴定出58个绿豆GRAS基因,并对这些基因进行生物信息学分析及非生物胁迫下的表达模式分析.结果表明,GRAS基因不均匀的分布在绿豆的1～11号染色体上;系统进化分析将GRAS基因分为8个亚家族(PAT1,DELLA,SCL3,LISCL,LS,SCR,SHR和HAM),同一亚家族的VrGRAS蛋白有相似的蛋白基序;基因结构分析发现绿豆GRAS内含子较少,在不同物种中具有较高的保守性;启动子区域含有脱落酸、乙烯、茉莉酸甲酯等激素响应元件以及胁迫响应元件;qPCR结果显示,绿豆GRAS基因在叶片中能够不同程度的响应盐、干旱、碱和低温等非生物胁迫,且表达具有组织特异性.PAT1亚家族基因对绿豆响应逆境胁迫起重要的调控作用.本研究结果可为绿豆GRAS家族基因的抗逆功能分析提供参考.

    绿豆GRAS基因家族非生物胁迫表达模式

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    基于转录组测序分离姜荷花类胡萝卜素合成关键基因

    刘建新毛俐慧许骅陈海燕...
    873-884页
    查看更多>>摘要：姜荷花(Curcuma alismatifolia)是国内新兴的一种热带球根花卉,然而已知的关于该物种的遗传和基因信息非常有限,尤其是苞片颜色基因方面的研究处于空白,这阻碍了姜荷花花色方面的分子育种.为获得姜荷花类胡萝卜素生物合成途径关键基因,本研究基于PacBio平台的第3代测序技术对姜荷花'清迈粉'进行全长转录组测序,经重测序分离以及实时定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)法验证了类胡萝卜素生物合成途径的关键基因.实验总计获得了插入片段数(number of reads of insert)494242条及高质量全长转录本序列(HQFL polished consensus)64471条.利用公共数据库:非冗余蛋白数据库(non-redundant protein database,Nr)、蛋白质真核同源数据库(eukaryotic orthologous groups,KOG)、蛋白质序列数据库(Swissprot protein database,SwissProt)、蛋白相邻类的聚簇(cluster of orthologous groups,COG)、基因本体论(gene ontology,GO)和KEGG等对获得的序列进行了功能注释和分类.根据注释结果经重测序获得了11条类胡萝卜素合成途径关键基因全长cDNA序列,分别为β-胡萝卜素羟化酶1(beta-carotene 3-hydroxylase 1,CHYB1)、ζ-胡萝卜素脱氢酶1(zeta-carotenedesaturase 1,ZDS1)、玉米黄质环氧化酶1(zeaxanthin epoxidase 1,ZEP1)、八氢番茄红素合成酶1(phytoene synthase 1,PSY1)、八氢番茄红素脱氢酶1(phytoene desaturase 1,PDS1)、番茄红素异构酶1(prolycopene isomerase 1,CRTLSO1)、番茄红素β-环化酶1(lycopene beta-cyclase 1,LCY-B1)、番茄红素ε环化酶1(lycopene epsilon cyclase 1,LCYE1)、牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶1(geranyl geranyl pyrophosphate synthase1,GPPS1)、类胡萝卜素裂解双加氧酶1(carotenoid cleavage dioxygenase 1,CCDs1)和9,10'类胡萝卜素裂解双加氧酶1(carotenoid 9,10(9',10')-cleavage dioxygenase 1).最后从中筛选出3个基因:LCY-B1、ZEP1、PSY1进行了组织表达功能验证.这些基因的获得有利于后期采用分子调控手段对姜荷花的苞片颜色进行改良育种,为培育具有新苞片颜色的姜荷花品种提供分子基础.

    姜荷花类胡萝卜素全长转录组测序苞片

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    基于转录组的蔗茅CML基因家族鉴定及冷胁迫表达分析

    钱禛锋谷书杰赵雪婷饶席兵...
    885-895页
    查看更多>>摘要：类钙调蛋白(calmodulin-like protein,CML)是植物细胞中的钙离子结合蛋白,在植物生长发育和逆境胁迫的信号转导中具有重要的功能.为探究冷胁迫下蔗茅(Erianthus fulvus)CML家族基因的表达模式,本研究基于转录组数据在蔗茅中鉴定出39个EfCML家族基因,并进行了生物信息学和冷胁迫下的表达分析.蛋白质理化性质分析表明,蔗茅EfCMLs氨基酸残基数目为59～312,分子量大小为6.24021～34.01778 kD,等电点为3.99～11.14.亚细胞定位预测结果显示,39个EfCMLs分别定位于细胞质、细胞膜和细胞核中.保守结构域分析发现,EfCML家族蛋白含有1～4个典型的EF-hand结构域.基序(motif)分析表明,EfCML家族蛋白含有1～4个典型的Ca2+结合基序.进化树分析表明,EfCMLs蛋白分为11个组群.冷胁迫表达分析表明,低温诱导EfCML家族基因差异表达,其中EfCML1和EfCML2基因表达持续上调,在72 h冷胁迫下达到峰值,分别为对照的27和35倍(P<0.01),呈现最活跃状态.本研究为深入解析蔗茅CML基因的冷胁迫调控机理提供基础资料.

    蔗茅类钙调蛋白(CML)家族生物信息学分析冷胁迫表达分析

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    关岭牛IGF1基因干扰载体构建及其对成肌细胞的影响

    宋林锦许厚强李永孙金魁...
    896-907页
    查看更多>>摘要：胰岛素样生长因子1(insulin like growth factor 1,IGF1)是通过调控骨骼肌蛋白的合成影响肌肉发育的单链多肽类激素,对细胞增殖等多种生理功能具有重要作用,本研究旨在探究IGF1基因对关岭牛(Bos taurus)成肌细胞的影响.选用健康的成年(2～3岁)关岭牛3头,采集心、肝、脾、肺、肾、前腿肌、后腿肌、背最长肌、斜方肌、臀肌、胃、小肠12个组织样提取RNA,采集背最长肌组织成功培养关岭牛成肌细胞.运用qPCR技术检测IGF1基因在不同组织中的相对表达量;运用在线软件对关岭牛IGF1蛋白质理化性质、二级结构和三级结构、亚细胞定位进行分析;同时通过在线软件设计IGF1基因的3对短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)干扰序列和1对阴性对照序列,与pGPU6-GFP-Neo载体连接后进行测序,将构建成功的IGF1基因干扰载体转染至成肌细胞;运用qPCR技术检测并筛选出干扰效率最高的干扰载体,分析该干扰载体对IGF1基因表达的影响;运用qPCR技术检测干扰IGF1基因对细胞增殖相关基因细胞周期蛋白D1(cyclin D1)和细胞周期蛋白依赖性激酶2(cyclin-dependent kinases 2,CDK2)的相对表达量影响;运用CCK8(Cell Counting Kit-8)法检测成肌细胞增殖情况.结果表明,IGF1基因在关岭牛心、前腿肌、后腿肌、背最长肌、斜方肌、臀肌等12个组织样中均有表达,在肝中相对表达量最高,极显著高于其他组织(P<0.01);在培养关岭牛成肌细胞的基础上,成功构建关岭牛IGF1基因干扰载体,并筛选出shRNA-IGF1-1干扰效率最高(P<0.01);IGF1蛋白的分子式为C744H1186N214O216S15,相对分子质量为17.06581 kD,理论等电点为9.36,属碱性不稳定蛋白;IGF1基因被抑制后,细胞增殖相关基因cyclin D1和CDK2的表达量均极显著低于shRNA-NC(P<0.01).CCK8法检测细胞增殖结果表明,IGF1基因被抑制后,在24和72 h成肌细胞增殖均显著低于对照组(P<0.05),48 h为极显著水平(P<0.01),表明体外沉默IGF1基因后,会影响成肌细胞增殖能力和抑制成肌细胞增殖相关基因表达.本研究为进一步研究IGF1基因对关岭牛肌肉生长发育的作用及调控机制提供了基础数据.

    关岭牛胰岛素样生长因子1(IGF1)RNA干扰成肌细胞细胞增殖

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    LncRNA TCONS_00153149基因在酉州乌羊皮肤黑色素沉积过程中的作用

    张丽李杰付琳刘丽...
    908-917页
    查看更多>>摘要：长链非编码RNA(long noncoding RNA,LncRNA)是一类长度大于200个核苷酸且不能编码蛋白质的RNA,可通过多种调控途径作用于皮肤恶性黑色素瘤的增殖、侵袭和转移等.为探究酉州乌羊(Capra hircus)LncRNA TCONS_00153149基因在黑色素沉积过程的调控作用及分子机制,本研究以酉州乌羊和渝东白山羊为对象,验证LncRNA TCONS_00153149在不同肤色山羊组织的表达特性,同时分析其在小鼠(Mus musculus)B16-F10黑色素细胞分化阶段的表达特征,通过构建LncRNA TCONS_00153149的慢病毒表达载体,转染B16-F10黑色素细胞,探究LncRNA TCONS_00153149对黑色素沉积的调控作用.结果显示LncRNA TCONS_00153149在酉州乌羊和渝东白山羊不同组织中均有不同程度的表达,且酉州乌羊皮肤组织中的相对表达量极显著高于渝东白山羊(P<0.01);LncRNA TCONS_00153149的表达在黑色素细胞分化前期呈上升趋势,分化第3天相对表达量达到最高,其后呈递减趋势,在分化第7天达到最低,其在第3天的相对表达量极显著高于分化第0、1和7天(P<0.01);转染B16-F10细胞发现,与转空载体组(negative control group,NC)相比,转染LncRNA TCONS_00153149基因的黑色素细胞中,LncRNA TCONS_00153149基因相对表达量极显著提高(P<0.01),黑色素含量显著升高,这些结果验证了LncRNA TCONS_00153149基因对黑色素沉积的显著促进作用.同时,黑色素沉积相关基因酪氨酸酶相关蛋白1(TYRosinase related protein 1,TYRP1)、小眼畸形转录因子(microphthalmia-associated transcription factor,MITF)、酪氨酸酶相关蛋白2基因(TYRosinase-related protein 2,TYRP2)相对表达量显著升高(P<0.05),Agouti信号蛋白(agouti signaling protein,ASIP)相对表达量极显著降低(P<0.01).结合Inta RNA2.0.0软件分析LncRNA TCONS_00153149与色素关键基因的互作结果,本研究推测LncRNA TCONS_00153149基因可能是通过靶向增强黑色素候选基因(TYRP1,TYRP2,MITF,ASIP基因等)的功能,正向调控黑色素的沉积.本研究为明确山羊皮肤着色相关的LncRNA调控理论的研究提供了基础资料.

    长链非编码RNA(LncRNA)黑色素沉积乌质性状酉州乌羊

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    干扰CIDEa基因对奶山羊乳腺上皮细胞脂质合成的影响

    李君孙雨婷郭震楠韩浩园...
    918-925页
    查看更多>>摘要：诱导细胞凋亡DFF45样效应子a(cell death inducing DNA fragmentation factor 45 like effector a,CIDEa)是一类和脂类代谢紧密相关的蛋白,参与调控脂解、脂滴的生长融合和极低密度脂蛋白的成熟.为研究CIDEa基因在奶山羊(Capra hircus)乳腺上皮细胞中的生物学功能,本研究利用qPCR技术检测CIDEa在奶山羊泌乳期和干奶期乳腺组织的表达差异;采用siRNA介导的干扰技术研究CIDEa基因对脂质合成和相关基因表达的影响.结果发现,CIDEa基因在泌乳期乳腺组织的表达量显著高于干奶期(P<0.05).利用siRNA介导的干扰技术,在奶山羊乳腺上皮细胞中转染siRNA,CIDEa基因mRNA水平下调60％～88％(P<0.01);干扰CIDEa,抑制了细胞中脂滴积累,显著降低细胞中甘油三酯含量(P<0.05);CIDEa干扰后,显著上调脂肪酸合酶(fatty acid synthase,FASN)和激素敏感脂酶(hormone-sensitive lipase,HSL)基因的表达(P<0.05),同时促进固醇调节元件结合蛋白1(sterol regulatory element binding proteins 1,SREBP1)基因的表达(P<0.05),并且抑制脂肪酸结合蛋白3(fatty acid-binding protein 3,FABP3)和二酰基甘油酰基转移酶1(diacylglycerol acyltransferase 1,DGAT1)基因的表达(P<0.05).研究结果表明,CIDEa基因在奶山羊乳腺上皮细胞中促进脂滴合成,本研究为进一步研究CIDEa调控奶山羊乳脂合成的作用机制提供理论依据.

    CIDEa基因乳腺上皮细胞siRNA脂质合成甘油三酯

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    藏羊MSTN基因表达及其与产肉性状的关联性分析

    张军霞雷秀存贺娜崔亚杰...
    926-934页
    查看更多>>摘要：肌肉生长抑制素(myostain,MSTN)作为肌肉生长抑制因子,属于TGF-β超家族成员,MSTN突变会引起肌肉过度增长,出现"双肌"表型,该基因对于提高动物肌肉产量及瘦肉率有重要意义.为了分析藏羊(Ovis aries)MSTN基因与产肉性状的关联性,本研究随机选取体重相近、健康无病的6只6月龄藏羊,屠宰后测定了藏羊的屠宰性能、肉品质和肉质营养成分;利用荧光定量PCR检测藏羊MSTN基因在臂三头肌、股四头肌、背最长肌和半腱肌中mRNA的表达量,并对MSTN基因表达量与产肉性状进行关联性分析.结果表明:藏羊所有屠宰性能指标在公羊与母羊之间无显著差异,公羊和母羊的屠宰率分别为51.32％和52.01％,胴体重分别为22.08和20.03 kg.肉品质分析结果表明,除了剪切力在公、母羊之间有显著差异(P<0.05)外,其余指标在公、母羊间差异均不显著.肉质营养成分分析结果中,各指标在公、母羊间差异不显著.其中公羊与母羊的蛋白质含量分别为23.14％和22.17％,粗脂肪含量分别为2.46％和2.87％.MSTN基因在藏羊4种肌肉中均有表达,在各组织间表达未达显著差异水平.对MSTN基因的表达量与屠宰性能和肉品质中各指标的相关性分析结果显示,藏羊MSTN基因在臂三头肌中的表达量与宰前活重呈显著正相关(P<0.05,1.000);在背最长肌中的表达量与红度值呈显著正相关(P<0.05,0.831),与熟肉率呈极显著负相关(P<0.01,-0.958);股四头肌中的表达量与熟肉率呈极显著负相关(P<0.01,-1.000);半腱肌中的表达量与各指标相关性均不显著.可见,MSTN基因与藏羊产肉性状存在相关性,本研究可为MSTN基因对藏羊肉品质调控机理的研究提供理论依据.

    肌肉生长抑制素基因(MSTN)藏羊屠宰性能肉品质基因表达

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