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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

    谷子SiPHYA和SiPHYB基因对光质、光周期和非生物胁迫的响应

    杜晓芬沈蒙蒙王智兰韩康妮...
    983-994页
    查看更多>>摘要：光敏色素是一类红光/远红光受体,调控植物种子萌发、株高、开花和避荫性.为探究谷子(Setaria italica)光敏色素A(phytochromes A,PHYA)和光敏色素B(PHYB)基因对光质、光周期和非生物胁迫的响应模式,本研究采用RT-PCR克隆得到SiPHYA(Seita.9G113600)和SiPHYB(Seita.9G427800)的cDNA序列,SiPHYA编码区长度为3 396 bp,编码1 131个氨基酸;SiPHYB编码区长度为3 507 bp,编码1 169个氨基酸.利用MEGA-X软件构建多物种进化树,谷子SiPHYA和SiPHYB分别与玉米(Zea mays)ZmPHYA和ZmPHYB亲缘关系最近.通过在线网站植物转录调控图谱(plant transcriptional regulatory map,PlantRegMap,http://plantregmap.gao-lab.org/index.php)预测SiPHYA和SiPHYB启动子区结合转录因子情况,结果显示,29个家族共计109个转录因子可结合到SiPHYA启动子区,27个家族共计93个转录因子可结合到SiPHYB启动子区.最后利用qRT-PCR研究其在谷子不同组织器官及不同光质、光周期和逆境处理下的表达模式.结果表明,SiPHYA和SiPHYB在谷子的根、茎、叶和幼穗中均有表达,且都在旗叶中表达量最高;不同光质处理下,SiPHYA和SiPHYB在'衡谷12号'和'长农35号'中响应模式有所不同.其中,'衡谷12号'中SiPHYA在黑暗下表达量最高,而'长农35号'中SiPHYA在远红光下表达量最高,SiPHYB在'衡谷12号'和'长农35号'中均表现为白光下表达量最高,红光下表达量最低;长日照条件下,SiPHYA在'衡谷12号'和'长农35号'中均表现出相似的昼夜节律变化,SiPHYB在'长农35号'中表现出昼夜节律变化,但在'衡谷12号'中无昼夜节律变化;短日照条件下,SiPHYA和SiPHYB在'衡谷12号'和'长农35号'中均无昼夜节律变化;SiPHYA和SiPHYB对高盐、高热、低温和干旱均有响应,但响应模式有所不同.本研究为深入挖掘SiPHYA和SiPHYB在谷子生长发育和非生物胁迫中的功能机制提供线索,并为其在谷子分子遗传改良中的应用提供依据.

    谷子光敏色素光质光周期逆境胁迫表达分析

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    基于BSA-seq和植物激素联合分析筛选番茄耐热基因

    姜悦畅段金虎李毅丰毛秀杰...
    995-1007页
    查看更多>>摘要：高温影响番茄(Solanum lycopersicum)的生理和激素代谢,番茄耐热相关基因的定位可以为后续基因克隆和功能分析提供理论依据和技术支持.本研究以电导率为鉴定指标,通过对苗期2个番茄品系进行高温耐热鉴定,以耐热品系CH与不耐热品系DH及其F1代自交构建成的F2代分离群体为材料,对亲本CH与DH进行植物激素检测,F2代分离群体采用混合分离群分析法(bulked sergeant analysis,BSA)进行重测序,通过二者联合分析筛选出与番茄耐热相关的候选基因.结果表明,通过植物激素差异代谢物筛选及KEGG注释获得了4个与植物非生物胁迫相关的代谢通路,分别为甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢途径,氨基酸的生物合成途径,色氨酸代谢途径和氨酰-tRNA生物合成途径;通过BSA-seq测序,在3号染色体上获得了1个大小为6.32 Mb的候选区间,其中包括752个候选基因,结合差异代谢通路,最终在候选区域代谢通路内筛选出5个与番茄耐热相关的候选基因,分别为D-甘油酸3-激酶(D-glycerate 3-kinase,DG3K)、羟基丙酮酸还原酶(hydroxypyruvate reductase,HYDR)、脯氨酰-tRNA合成酶(prolyl-tRNA synthetase,PARS2)和磷酸核酮糖-3-差向异构酶(ribulose phosphate 3-epimerase,RPE)、醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH);通过qPCR对候选基因进行表达量分析,候选基因DG3K、PARS2和RPE在高温胁迫3h后表达量极显著增加(P＜0.01),推断这3个候选基因可能在调控番茄耐热能力上起到重要作用.本研究对分子辅助选育番茄耐热品系具有重要意义.

    番茄耐热鉴定植物激素混合分离群分析(BSA)

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    番茄β-BAM基因家族全基因组鉴定及其盐胁迫和外源植物生长调节剂下的表达分析

    李贤国陈兆龙王泽鹏戴麒...
    1008-1019页
    查看更多>>摘要：β-淀粉酶(β-amylase,BAM)广泛参与植物体内各种生物学过程的调控,并响应激素与非生物胁迫等多种外界刺激.本研究通过生物信息分析,在番茄(Solanum lycopersicum)中鉴定出8个SlBAM成员,并进行了理化性质、基因结构、系统进化、共线性等分析;使用qPCR对SlBAM基因在盐胁迫和果实发育下的表达模式进行分析.结果表明,SlBAM均具有典型的Glyco_hydro_14结构域,多数SlBAM呈酸性,且都为亲水蛋白.系统发育分析显示,SlBAM可分为6个类群,相同类群具有相似的基因结构及基序分布.顺式作用元件组成表明,大部分SlBAM的表达可能与植物激素、非生物胁迫和光反应等相关.共线性分析结果显示,番茄与拟南芥BAM基因家族有一定的同源性,与马铃薯(Solanum tuberosum)亲缘关系更近.qRT-PCR分析发现,SlBAM基因主要在叶中表达,在根和茎中表达量较低.在盐胁迫下,SlBAM2、SlBAM4和SlBAM6表达上调(P＜0.05),SlBAM1和SlBAM3表达下调(P＜0.05).当外源激素2,4-油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBS)浓度为0.1 mol/L时,绿熟期番茄的所有SlBAM基因都显著上调(P＜0.05).在α-萘乙酸(1-naphthaleneacetic acid,NAA)影响下,除SlBAM6外的所有SlBAM基因都表达上调,只有SlBAM6表达下调.本研究为进一步揭示番茄BAM基因家族在响应非生物胁迫及其在果实发育中的功能提供了参考依据.

    番茄β-淀粉酶(BAM)生物信息学盐胁迫外源激素

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    葡萄纤维素合酶超家族基因鉴定及其表达分析

    胡玲玲徐涛杨杰龚丽丽...
    1020-1036页
    查看更多>>摘要：果实硬度是鲜食葡萄品质的重要指标之一,对葡萄(Vitis vinifera)的商品性和市场价值有极大影响.细胞壁的结构与成分是导致葡萄果实硬度差异的重要因素,纤维素合酶(cellulose synthase/cellulose synthase-like,CesA/Csl)超家族是编码参与合成植物细胞壁中纤维素和半纤维素的关键酶,对果实硬度有着潜在作用.然而葡萄CesA/Csl超家族尚未得到系统鉴定.为探究葡萄CesA/Csl超家族在不同硬肉和软肉葡萄品种中的表达模式,本研究运用生物信息学方法,在全基因组水平鉴定葡萄CesA/Csl超家族基因,构建了系统发育进化树,并对基因的理化性质、结构及其品种表达特性等进行了分析.结果表明,葡萄CesA/Csl家族共有67个成员,在15条染色体上不均等分布;系统发育树分析显示,葡萄CesA/Csl家族成员被分为6个亚族,在进化中较为保守;该家族成员所编码的蛋白主要分布在质膜上,其氨基酸长度为128～1 406 aa;转录组分析结果发现,硬肉和软肉葡萄的成熟期果实中存在显著差异表达的CesA/Csl家族基因,这可能是导致果实硬度差异的关键基因.此外,在同一品种的不同发育时期,VvCesA4和VvCslB5的表达存在显著差异,可能调控果实生长发育过程中的硬度变化.通过qRT-PCR与不同品质果实硬度关联性分析发现,VvCesA4负向调控果实硬度,VvCesA2和VvCesA6正向调控果实硬度.上述结果表明,CesA/Csl超家族在葡萄硬度差异中发挥不同的调控作用.本研究为深入挖掘CesA/Csl超家族调控葡萄果实硬度的机制提供理论依据.

    纤维素合酶(CesA/Csl)基因生物信息学基因表达果实硬度葡萄

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    桂花OfMYB12基因参与类黄酮合成的功能分析

    张慧莲王艺光钟诗蔚邓金萍...
    1037-1048页
    查看更多>>摘要：MYB转录因子广泛参与植物生长发育,对植物次生代谢具有重要调控作用.本课题组前期通过转录组测序(RNA-Seq)技术筛选出与桂花(Osmanthus fragrans)类黄酮合成相关的基因OfMYB12.本研究进一步从桂花'堰虹桂'(O.fragrans'Yanhonggui')的花芽克隆出OfMYB12 基因(GenBank No.WMD01176),该基因ORF全长为1 026 bp,编码341个氨基酸;亚细胞定位结果表明该基因定位于细胞核中.多序列比对和系统发育树分析表明,OfMYB12基因属于典型的R2R3转录因子,且与拟南芥(Arabidopsis thaliana)中的原花青素AtMYB56激活因子亲缘关系最近.组织特异性结果分析表明,OfMYB12基因在桂花不同组织中均表达,并且在花瓣中表达量最高;在白花矮牵牛'米歇尔'(Petunia hybrida'Mitchell')中异源过表达OfMYB12,结果发现,转基因花瓣中的总黄酮含量显著高于对照组(P＜0.05),并且在类黄酮合成通路上的相关基因(PhCHS(Petunia hybrida chalcone synthase),PhF3H(P.hybrida flavanone 3-hydroxylase),PhFLS(P.hybrida flavonol synthase))的表达量显著升高.基于以上结果,推测OfMYB12基因可能参与类黄酮次生代谢生物合成的调控.本研究结果为桂花类黄酮合成分子机制探索及桂花品质改良提供了理论依据.

    桂花花瓣OfMYB12基因总黄酮

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    杜鹃花属映山红、马银花与羊踯躅三亚属间杂交亲和性研究

    高佳佳肖政董彬赵宏波...
    1049-1060页
    查看更多>>摘要：我国的杜鹃花属(Rhododendron)资源丰富,且栽培历史悠久,运用杂交育种技术可以极大丰富杜鹃花品种资源.杜鹃花属中映山红亚属(subgen.Tsutsusi)、马银花亚属(subgen.Azaleastrum)和羊踯躅亚属(subgen.Pentanthera)同属于被毛杜鹃进化枝,为探究三亚属植物间杂交亲和性以及杂交障碍的发生阶段,本研究以映山红亚属的映山红(R.simsii)、锦绣杜鹃(R.pulchrum)及8个栽培品种、马银花亚属的马银花(R.ovatum)、羊踯躅亚属的羊踯躅(R.molle)及2个栽培品种为研究对象,从花柱长度比、花粉萌发、花粉管生长、子房和胚胎发育等角度分析亚属间杂交亲和性.结果表明,映山红、马银花、羊踯躅三亚属间存在明显的单向不亲和现象,所有组合花粉均能在柱头大量萌发,映山红亚属×羊踯躅亚属、马银花亚属×羊踯躅亚属、马银花亚属×映山红亚属花粉管大量到达花柱基部,能坐果;反交花粉管大部分在花柱中部停止生长,少量到达花柱基部,且不能坐果.马银花亚属×羊踯躅亚属、马银花亚属×映山红亚属胚发育比映山红亚属×羊踯躅亚属慢,蒴果开裂时间晚,各杂交方向的成熟种子多数胚发育不完全.上述研究结果表明,三亚属间杂交障碍出现在花粉管生长、双受精和胚发育阶段.本研究探讨了杂交亲和性发生规律,为杜鹃花属各亚属间杂交育种提供参考.

    杜鹃花属杂交亲和性荧光镜检胚发育

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    红花CtWRI1基因克隆与功能分析

    李佳奇任滢蓥刘沙刘鸿业...
    1061-1070页
    查看更多>>摘要：红花(Carthamus tinctorius)是兼具药用和油用价值的经济作物,解析红花籽油脂合成的分子机制对红花遗传育种具有重要意义.WRINKLED1(WRI1)基因在植物油脂合成过程中发挥着重要的调控作用.为解析红花籽油脂积累的分子机制,本研究结合早期转录组数据,以'豫红花3号'为实验材料,利用同源序列法克隆获得红花CtWRI1基因的cDNA序列(GenBank No.OP785157),对其进行生物信息学及表达模式分析,并通过烟草(Nicotiana tabacum)遗传转化对其功能进行研究.结果显示,CtWRI1基因的CDS全长为1 128 bp,编码375个氨基酸.保守结构域预测显示,CtWRI1蛋白包含2个保守的AP2/ERF结构域.进化树分析结果表明,CtWRI1蛋白序列与向日葵(Helianthus annuus)和莴苣(Lactuca sativa)的亲缘关系最近.CtWRI1基因在种子发育过程中具有较高的表达,且在发育10d的种胚中达到最高.CtWRI1基因转化烟草后,可诱导烟草脂肪酸合成基因的表达,并且转基因烟草种子油脂含量显著增加.本研究为深入研究红花籽油脂合成的分子机制提供了理论基础.

    红花CtWRI1基因克隆转基因烟草含油量

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    山羊PPP3CA基因拷贝数变异及其与生长性状的关联分析

    白洋洋杜书增李信朱海鲸...
    1071-1080页
    查看更多>>摘要：蛋白磷酸酶3催化亚基α(protein phosphatase 3 catalytic subunit alpha,PPP3CA)在动物生长发育过程中发挥着重要作用.本研究旨在探究PPP3CA基因在山羊(Capra hircus)不同组织中的表达、拷贝数变异及其对不同品种山羊生长性状的遗传效应.收集11只陕北白绒山羊的心、肝、脾、肺、肾、肌肉、大脑、卵巢、输卵管和睾丸组织,检测PPP3CA基因在不同组织中mRNA的表达水平.在306只陕北白绒山羊和110只贵州黑马羊群体中,利用qPCR技术,检测不同品种山羊PPP3CA基因存在的拷贝数变异(copy number variation,CNV),采用单因素方差分析PPP3CA基因CNV位点与山羊生长性状之间的关联性,并利用生物信息学对CNV位点进行连锁不平衡分析及转录因子预测.结果表明,PPP3CA基因mRNA在肺中表达量最高,脾、输卵管、睾丸、心、肝、肾、肌肉和大脑等组织中表达次之.PPP3CA基因中共检测到3个CNV位点.在陕北白绒山羊群体中CNV1和CNV2位点与山羊的胸围性状显著相关(P＜0.05);CNV3位点与胸宽、胸深和胸围性状均显著相关(P＜0.05).在贵州黑马羊群体中,CNVI、CNV2和CNV3位点与山羊生长性状均无显著相关性.PPP3CA基因的CNV位点间不存在连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)单倍型区块,但可能存在SPT23、SIP4和YOX1转录因子的结合位点.综上所述,在陕北白绒山羊群体中,PPP3CA基因的CNV1、CNV2和CNV3位点可以作为分子标记用于山羊的生长性状选育.

    山羊蛋白磷酸酶3催化亚基α(PPP3CA)生长性状拷贝数变异

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    PPARγ激活和抑制状态下调控IFNβ表达的互作蛋白鉴定与分析

    马卓媛杨玢陈云龙樊港...
    1081-1092页
    查看更多>>摘要：过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptor γ,PPARγ)在肺泡巨噬细胞中特异性高表达,具有代谢和免疫调控作用.在先天免疫诱导产生Ⅰ型干扰素过程中,PPARγ究竟与哪些互作蛋白共同参与该过程的调控目前尚不清楚.本研究利用慢病毒载体系统构建了稳定过表达PPARγ-3×Flag的野猪(Sus scrofa)肺细胞系(wild boar lung cell line,WSL).以该细胞为模型,通过荧光定量PCR检测发现,添加PPARγ激动剂罗格列酮能显著降低双链DNA模拟物Poly(dA:dT)刺激诱发的干扰素β(interferon β,IFNβ)表达水平;相反,添加PPARγ抑制剂T0070907能显著提高Poly(dA:dT)刺激引起的IFNβ表达水平.进一步利用抗Flag蛋白的免疫磁珠富集沉淀调控上述过程的PPARγ-3×Flag蛋白复合物,将细胞质蛋白和细胞核蛋白富集的PPARγ-3×Flag复合物分别消化成肽段,利用液相色谱-串联质谱联用(liquid chromatograph-tandem mass spectrometer,LC-MS/MS)进行检测分析.结果发现,在添加PPARγ激动剂的条件下,与PPARγ特异互作的胞质蛋白有101个,胞核蛋白有95个;在添加PPARγ抑制剂的条件下,与PPARγ特异互作的胞质蛋白有24个,胞核蛋白有14个.GO和KEGG分析表明,与PPARγ特异互作的胞质蛋白和核蛋白均与翻译调控相关.本研究为深入探究PPARγ调控IFNβ表达机制提供了新线索.

    过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)干扰素β(IFNβ)免疫沉淀-质谱联用先天免疫翻译调控

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    基于基因组信息的大蒲莲猪遗传多样性和群体结构变化分析

    张鑫张婷王怀中杨晴...
    1093-1101页
    查看更多>>摘要：由于系谱错误、留种不均衡和杂种个体混入等原因,地方猪保种过程中可能会出现群体近交系数增速过快、个体间亲缘关系不明等问题.为分析大蒲莲猪(Sus scrofa)保种群的遗传多样性和群体结构,监测保种群2017～2022年期间基因组信息变化情况,本研究利用高密度SNP芯片对110头大蒲莲猪全基因组SNP进行扫描,对比分析了2017年和2022年大蒲莲猪保种核心群样本的遗传多样性、近交系数、系统发生树以及与引进猪的关系.结果表明:1)2022 年大蒲莲猪样本的观察杂合度(observe heterozygosity,HO)(0.356 vs 0.292)、期望杂合度(expected heterozygosity,HE)(0.342 vs 0.285)和遗传距离(0.270 vs 0.233)均高于2017年样本,血缘同源(identity by descent,IBD)比例(0.108 vs 0.127)和基于纯合性片段(runs of homozygosity,ROH)计算的基因组近交系数FROH(0.108 vs.0.163)低于2017年样本,系统发生树结构与2017年样本相似但家系间的均衡性增加,说明2022年核心群的遗传多样性比2017年有所提高,群体结构有所改善.2)2022年样本的HO和HE比值(1.041 vs.1.025)高于2017年样本,与引进品种的主成分分析(PCA)中,2022年样本比2017年样本更偏向于引进品种猪,说明大蒲莲猪中混有一定的其他群体血缘,且2022年大蒲莲猪群体中其他品种的血缘比2017年有所增加.本研究分析了大蒲莲猪群体变化趋势,为大蒲莲猪进一步的保种与科学利用提供参考依据.

    大蒲莲猪高密度SNP芯片遗传多样性群体结构

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