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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

    鸡RIPK2基因慢病毒干扰载体的构建及稳定低表达RIPK2的HD11筛选

    孙红艳陈婷宏吴钰湘孙长花...
    1031-1042页
    查看更多>>摘要：前期通过高通量测序发现,受体互作丝氨酸苏氨酸激酶2(receptor interacting serine/threonine kinase 2,RIPK2)介导的NOD/RIPK2信号通路在鸡(Gallus gallus)免疫炎症反应过程中显著性富集.为研究RIPK2在鸡巨噬细胞系(chicken macrophage cell line,HD11)中免疫炎症的功能,本研究采用慢病毒(Lentivirus)介导的RNA干扰技术,建立了稳定干扰RIPK2基因表达的HD11.根据鸡RIPK2基因的序列,设计了3个RNA干扰靶点序列和1个阴性对照序列,连接到pLVshRNA-EGFP(2A)Puro干扰载体,瞬时转染HD11.利用qRT-PCR技术检测各靶点对RIPK2的干扰效率,将干扰效率最佳的重组载体进行慢病毒包裹.利用包裹干扰载体的慢病毒感染HD11,采用qRT-PCR及Western blot检测不同实验组中RIPK2及NOD/RIPK2信号通路下游关键基因:核因子-κB激酶复合物抑制剂(component of inhibitor of nuclear factor kappa B kinase complex,IKKα)、因子-κB激酶亚单位β抑制剂(inhibitor of nuclear factor kappa B kinase subunit beta,IKKβ)、核因子κB亚单位1(nuclear factor kappa B subunit 1,NFκB)和白细胞介素1β(interleukin 1 beta,IL1β)的表达量变化.同时构建了RIPK2过表达载体(pcDNA3.1-RIPK2),并以此载体开展RIPK2基因的拯救实验.构建了3条靶向RIPK2的慢病毒干扰表达载体RIPK2-shRNA1(小发卡RNA1,short hairpin RNA 1)、RIPK2-shRNA2和RIPK2-shRNA3,其中RIPK2-shRNA1和RIPK2-shRNA3重组质粒对RIPK2基因的干扰效率分别为(77.4±0.61)％和(90.21±0.68)％.将RIPK2-shRNA3重组质粒进行慢病毒包裹,获得病毒滴度为2×108 TU/mL;将RIPK2-shRNA3慢病毒转染HD11,干扰组RIPK2 mRNA和蛋白表达水平较对照组显著性降低(P<0.05),NOD/RIPK2信号通路下游关键基因IKKα、IKKβ、NFκB和IL1β的表达量发生了显著下调(P<0.05);干扰组转染RIPK2过表达载体(pcDNA3.1-RIPK2)后RIPK2的表达水平能够恢复.本研究成功构建了靶向鸡RIPK2的shRNA慢病毒表达载体,可有效沉默RIPK2基因在HD11中的表达,并且稳定表达RIPK2-shRNA3的HD11可干扰NOD/RIPK2信号转导,为进一步分析RIPK2参与的NOD/RIPK2信号通路的功能研究提供理论依据.

    鸡受体互作丝氨酸苏氨酸激酶2(RIPK2)基因小发卡RNA(shRNA)慢病毒载体鸡巨噬细胞系(HD11)

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    玉米LEA-2基因家族的全基因组鉴定和ZmLEA53功能的初步验证

    王国瑞鲁晓民张鹏钰曹丽茹...
    1043-1057页
    查看更多>>摘要：胚胎发育晚期丰富蛋白-2(late embryogenesis abundant proteins-2,LEA-2)基因家族在植物生长发育和逆境胁迫中起重要作用.为了探究玉米(Zea mays)LEA-2家族蛋白对干旱胁迫的响应,本研究对玉米、高粱(Sorghum bicolor)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)中的LEA-2进行蛋白序列比对,对ZmLEA-2家族基因进行了基因结构、保守基序的分析,及其在染色体上的位置及玉米种间的共线性分析,同时进行了玉米、高粱和拟南芥中LEA-2基因的共线性分析;依据转录组数据对ZmLEA-2家族基因进行了表达模式分析,并对ZmLEA53的功能进行了初步验证.结果表明:玉米中共鉴定出81个ZmLEA-2基因,在10条染色体上不均匀地分布;系统进化树分析表明,81个ZmLEA-2基因可分为7组,同一组基因间具有相似的基因结构及保守基序个数和排序.表达模式分析显示,81个ZmLEA-2基因呈现不同的表达模式.干旱胁迫下,ZmLEA53、ZmLEA7和ZmLEA64等基因表达量上升,复水后表达量下降,推测这些基因参与了玉米耐旱性调控.ZmLEA53的过表达可以提高酵母(Saccharomyces)菌株在干旱(PEG)、盐和高温胁迫下的生存率.研究结果为探索ZmLEA-2基因家族功能及解析其在干旱胁迫响应中作用途径提供参考.

    玉米胚胎发育晚期丰富蛋白-2(LEA-2)干旱酵母菌株

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    绿豆开花相关基因VrFT2a的克隆及表达分析

    于静静李蒙鑫蔡德宝刘嘉斐...
    1058-1068页
    查看更多>>摘要：绿豆(Vigna radiata)是我国主要的杂粮作物,开花时间对绿豆产量、品质和生育周期具有重要影响.FLOWERING LOCUS T(FT)基因在植物开花途径中扮演着重要的角色,是植物开花调控网络的关键基因.为探讨FT家族同源基因在绿豆光周期开花中的调控作用,本研究从光敏感型绿豆品种'新郑'中克隆获得了VrFT2a(GenBank NO.XM_014651110)基因的全长cDNA序列,并对其基因序列、编码蛋白特征及其在不同组织及不同光周期下24 h内的表达模式进行了分析.结果显示,VrFT2a基因的启动子区域存在9个光响应元件,cDNA全长531 bp,编码176个氨基酸,其中第27～162位氨基酸为高度保守的磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidylethanolamine-binding protein,PEBP)家族结构域;编码蛋白属于非分泌性亲水蛋白且无信号肽,亚细胞定位于细胞膜和细胞核.系统发育分析显示,VrFT2a蛋白与多个物种FT蛋白的氨基酸序列具有较高的一致性,且与GmFT2a、AtFT蛋白具有相似的蛋白结构域及促进植物开花的FT保守氨基酸位点(Tyr85/Gln140).qRT-PCR结果显示,VrFT2a在绿豆不同组织中均有表达且在三出复叶中表达量最高;VrFT2a表达受到日照长短的影响,在长、短日照下均表现出昼夜节律性,且显著受到短日照的特异性诱导;推测VrFT2a基因可能参与了绿豆光周期开花调控途径.本研究为进一步解析FT家族基因参与绿豆开花调控通路的分子机制提供理论参考.

    绿豆光周期调控绿豆FT2a基因(VrFT2a)表达分析

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    海岛棉响应枯萎病抗性的GbUGT73C1基因的克隆和生物信息学分析

    邓晓娟陆小双张梦洁韩万里...
    1069-1077页
    查看更多>>摘要：枯萎病(Fusarium wilt)严重危害海岛棉(Gossypium barbadense)生长发育,目前相关报道中鲜见来自海岛棉自身的抗病基因.前期基于海岛棉接种枯萎病菌(Fusarium oxysporum)后的转录组数据,筛选鉴定出抗性相关的尿苷二磷酸葡萄糖糖基转移酶73C1基因(uridine diphosphate glycosyltransferase 73C1,UGT73C1).本研究通过对海岛棉基因组进行查找,获得UGT73C1的CDS全长,从高抗枯萎病海岛棉品种'06-146'中克隆出该基因,对其进行生物信息学分析,并利用抗病材料'06-146'和感病材料'新海14'接种枯萎病菌,进行基因表达分析.结果显示,GbUGT73C1基因CDS全长1486 bp,编码476个氨基酸,编码蛋白为疏水、脂溶性、不稳定蛋白,无跨膜结构,无信号肽,具有GT-B(glycocyltransferase-B)结构,属于糖基转移酶GT-B型超级家族.预测GbUGT73C1蛋白定位在细胞质中,分子系统进化关系预测显示与海岛棉和雷蒙德氏棉(G.raimondii)亲缘关系最近.GbUGT73C1基因在抗病品种'06-146'中迅速表达、且表达水平极显著高于感病品种(P<0.01),表明海岛棉抗枯萎病材料'06-146'是通过更快速、更高量表达GbUGT73C1基因来抵御枯萎病侵染的.该研究为深入研究GbUGT73C1基因响应海岛棉抵御枯萎病作用机制提供参考,为棉花抗病分子育种提供重要基因资源.

    海岛棉枯萎病糖基转移酶基因克隆生物信息学

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    不同贮藏条件对芹菜叶绿素含量的影响及相关基因表达分析

    贾敏朱胜琪王雅慧谭杉杉...
    1078-1086页
    查看更多>>摘要：芹菜(Apium graveolens)是重要的叶菜类蔬菜,具有很高的营养价值和多种药用功能.采后芹菜贮藏过程中的叶绿素含量是评价芹菜品质的重要指标之一.采后不同贮藏条件对芹菜叶绿素含量的影响及其分子机制尚不清楚.本研究以'四季小香芹'和'六合黄心芹'为实验材料,设置室温(25℃)、低温(4℃)和室温黑暗(25℃)3个不同的贮藏条件,分别测定0、6、24、30、48和54 h的芹菜叶片叶绿素含量,并通过荧光定量PCR检测叶绿素代谢相关基因(AgMPE,AgPPH,AgPAO,AgCAO,AgNOL和AgHCAR)的表达水平.结果显示,低温条件下叶绿素a和叶绿素b含量的均值最高;除24和30 h以外,叶绿素总积累量均在低温贮藏时最高;室温黑暗条件下总叶绿素含量高于室温条件;AgCAO基因的转录水平随贮藏时间的增加发生显著的变化,且与叶绿素b的积累模式一致.研究结果表明,低温贮藏条件抑制了芹菜叶绿素的降解,能够更好地保持芹菜叶绿素含量,维持芹菜的营养品质和感官品质.本研究为探究采后芹菜叶绿素的积累规律及相关基因的调控模式提供了参考.

    芹菜低温叶绿素基因表达贮藏

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    黄麻CAMTA1基因的克隆、表达及其与AP2/ERF类转录因子相互作用的分析

    张高阳邓接楼徐建堂张超...
    1087-1095页
    查看更多>>摘要：钙调蛋白转录因子(calmodulin-binding transcription factor,CAMTA)在植物生长发育、响应生物和非生物逆境胁迫过程中发挥重要调控作用.黄麻(Corchorus capsularis)是一种十分重要的草本韧皮纤维经济作物,为研究黄麻中CAMTA在干旱逆境响应中的作用,本研究以圆果黄麻'黄麻179'为材料,根据黄麻基因组测序的CAMTA基因序列(Cc.02G0003260)设计引物,用RT-PCR技术克隆获得CAMTA基因,命名为CAMTA1(GenBank No.OK415793).序列分析表明,CAMTA1基因包含13个外显子,12个内含子,其开放阅读框为3051 bp,编码1个含1016个氨基酸的蛋白质,具有CAMTA类蛋白所具有的CG-1结构域、TIG结构域、ANK重复序列以及IQ基序.通过蛋白序列比对发现CAMTA1与锦葵科植物的CAMTA蛋白质同源性较高.qPCR分析表明CAMTA1基因在根、茎、叶和果皮中均有表达,在干旱胁迫诱导后6.0 h时叶片中的CAMTA1基因表达量达到最高.荧光素酶蛋白互补实验表明,CAMTA1能与另一类逆境响应转录因子AP2/ERF相互作用,共同调控植物的生长发育及响应生物与非生物胁迫.研究结果为进一步阐明CAMTA1基因参与植物干旱响应的分子机理提供参考.

    黄麻钙调蛋白转录因子(CAMTA)干旱胁迫蛋白互作

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    桃纤维素合成酶(CesA/Csl)基因超家族成员鉴定及表达分析

    张兴珍康同洋暴茹刘鑫丽...
    1096-1111页
    查看更多>>摘要：纤维素合成酶基因超级家族包括纤维素合成酶(cellulose synthase,CesA)和类纤维素合成酶(cellulose synthase-like,Csl)基因家族,参与纤维素、半纤维素和果胶等多糖的生物合成,在植物细胞壁的形成中起着重要作用.本研究在桃(Prunus persica)基因组中鉴定出36个PpCesA/Csl基因家族成员,分别编码394～1527个氨基酸,蛋白质平均分子量为44.85～171.80 kD,内含子数量为4～16,包含20个不同的基序.PpCesA/Csl蛋白的亚细胞定位具有多样性,可在叶绿体、高尔基体、细胞膜、细胞质及线粒体中定位.系统进化分析表明,PpCesA/Csl分为7个亚族(CesA,CslA,CslB,CslC,CslD,CslE和CslG).所有PpCesA/Csl蛋白都含有7个跨膜结构域,其中27个成员含有纤维素合成酶结构域PF03552,9个成员含有糖基转移酶家族2结构域PF00535;另外,除PpCesA2外其他8个PpCesA亚族成员均含有锌指结构域zf-UDP,除PpCslD1外其他4个CslD亚族成员均含有锌指结构域zf-RING_4.PpCesA/Csl蛋白的主要保守活性位点是天冬氨酸D、D、D残基,其次是QxxRW基序.通过qPCR分析PpCesA6、PpCesA8、PpCslD2、PpCslE7、PpCslG1在不同组织、果实不同发育期和贮藏期的表达特性.结果显示,PpCesA6和PpCslG1在生殖器官花和果实中表达量较高,PpCesA8在果实和新梢中表达量较高,而PpCslD2在果实和根以及PpCslE7在根和花中表达量较高.在果实发育期,PpCesA6、PpCesA8和PpCslD2均在盛花后65 d达到表达峰值;而PpCslE7和PpCslG1分别在盛花后80 d和盛花后35 d出现表达量高峰.在果实贮藏期,PpCslD2和PpCslE7在两品种中均呈现上调表达趋势,而PpCesA8呈下调表达趋势;PpCslG1在'秦王'果实的贮藏前期高表达,而在'沙红'果实贮藏期表达量极低.本研究为桃和蔷薇科其他植物CesA/Csl基因的进一步功能研究提供了基础资料.

    桃纤维素合成酶超家族果实表达模式

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    闽楠NF-Y基因家族鉴定及其响应干旱胁迫的表达分析

    韩双韩潇李翼贝张毓婷...
    1112-1127页
    查看更多>>摘要：核因子Y(nuclear factor Y,NF-Y)是一种广泛存在于真核生物中的转录因子,参与植物的生长发育以及生物和非生物胁迫响应过程.闽楠(Phoebe bournei)是我国南方重要的经济用材树种,水分匮缺严重影响其生长和木材积累,挖掘闽楠抗旱响应因子将为提高其抗旱性提供支持.本研究对闽楠NF-Y(PbNF-Y)基因家族进行全基因组鉴定和生物信息学分析,并利用qPCR技术分析PbNF-Ys的组织表达特异性及干旱胁迫下的表达模式.结果显示,在闽楠全基因组范围内共鉴定出40个PbNF-Y,分为3个亚家族,不均匀分布于11条染色体;PbNF-Ys蛋白分子质量在10774.45(PbNF-YB11)～39576.26 D(PbNF-YA2)之间,均为亲水性蛋白;启动子顺式作用元件分析发现,PbNF-Ys启动子区域存在生长素、赤霉素及茉莉酸甲酯等激素响应元件、光响应元件、生长发育相关响应元件和干旱胁迫相关元件;采用qPCR方法对根、茎和叶片进行组织表达分析,结果显示,PbNF-Ys的表达具有明显的组织特异性.干旱胁迫后表达模式分析发现,17个PbNF-Y在干旱胁迫后表现不同程度的上调表达,16个PbNF-Y表达下调,7个PbNF-Y表达没有显著变化.本研究为闽楠NF-Y基因家族生物学功能和进化的深入研究提供参考依据.

    闽楠NF-Y转录因子基因家族表达分析抗旱

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    MSTN基因突变通过SMAD2/SMAD3-CDKN1C调控牛肌肉卫星细胞增殖分化

    高丽谷明娟杨苗苗刘云鹏...
    1128-1139页
    查看更多>>摘要：肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)基因是肌肉发育的负调控因子,可调控细胞增殖.为探讨该基因突变在调控肌肉卫星细胞(muscle-derived satellite cells,MDSCs)增殖分化中的作用机制,本研究以分离培养的MSTN基因突变型和野生型蒙古牛(Bos taurus)MDSCs为研究对象,对其增殖及分化过程中的细胞周期和基因表达变化进行检测.EdU增殖实验结果显示,MSTN基因突变型肌肉卫星细胞增殖指数(0.78±0.06)显著高于野生型细胞(0.57±0.04),表明MSTN基因突变的细胞增殖加快.当加入诱导液向成肌分化诱导时,MSTN基因突变细胞在诱导1 d后出现分化的肌管,而野生型细胞在诱导2 d后开始分化;利用流式细胞术进一步分析成肌诱导对细胞周期的影响,发现MSTN突变型(MSTN mutant,MT)细胞在诱导1 d后细胞周期开始停滞在G1/S期,野生型(wild type,WT)细胞在诱导2 d后细胞周期出现停滞,这些结果表明,当细胞被诱导分化时,MSTN突变细胞先于野生型细胞退出细胞周期而进入分化状态.通过qPCR和Western blot对细胞周期相关基因和蛋白的表达进行检测,结果显示,在MSTN基因突变细胞中,CyclinA表达显著上调(19.5倍),而细胞周期蛋白依赖激酶抑制因子1C(cyclin-dependent kinase inhibitor 1C,CDKN1C)的表达被显著抑制(0.9％),提示CyclinA和CDKN1C在MSTN基因突变调控肌肉卫星细胞增殖分化的过程中可能具有重要作用.通过JASPAR数据库进行在线预测,发现MSTN信号通路中关键转录因子SMAD2/SMAD3可能与CDKN1C基因的启动子结合;进一步的ChIP-qPCR实验结果显示,SMAD2/SMAD3可与CDKN1C启动子直接结合,并促进CDKN1C基因表达.上述结果提示,MSTN基因突变可能通过下调SMAD2/SMAD3转录因子与CDKN1C启动子的结合,从而抑制CDKN1C基因表达,进而上调CyclinA-CDK2表达,最终促进DNA合成和细胞周期进程.本研究为MSTN基因突变促进肌肉发育发掘了新的作用机制,为制备肌肉发达的基因编辑动物提供了参考依据.

    肌肉生长抑制素基因(MSTN)突变肌肉卫星细胞增殖细胞周期蛋白依赖激酶抑制因子1C(CDKN1C)SMAD2/SMAD3

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    黔北麻羊CYP17A1、CYP19A1基因组织表达、功能预测及与产羔数的关联性分析

    张艳陈祥周志楠付开斌...
    1140-1152页
    查看更多>>摘要：细胞色素P450c17(cytochrome P450c17,CYP17A1)及细胞色素P450芳香化酶(cytochrome P450arom,CYP19A1)对卵泡发育、排卵、主要生殖激素分泌及合成均有重要作用,并影响动物的繁殖性能.本研究以健康黔北麻羊(Capra hircus)为研究对象,利用qPCR检测CYP17A1、CYP19A1基因的组织表达,以PCR直接测序法筛选SNP突变位点,通过建立一般线性模型分析SNPs对黔北麻羊不同胎次产羔数的影响;分析了CYP17A1、CYP19A1基因在各组织中的表达规律及SNPs与产羔数之间的关联性.结果显示,CYP17A1基因在单、多羔个体卵巢均表达最高,且极显著高于垂体、下丘脑、子宫、输卵管(P<0.01);CYP19A1基因在多羔卵巢及子宫表达较高,且均极显著高于对应单羔组织(P<0.01).CYP17A1基因编码区共检测出7个SNPs,g.59G>C、g.128G>A、g.129A>G、g.164T>C均位于第1外显子,g.2045G>A位于第2外显子,g.4387G>A和g.4456C>T位于第6外显子;关联性分析表明,CYP17A1基因SNPs与黔北麻羊产羔数均不相关.CYP19A1基因编码区第9外显子检测出一个变异位点g.48818C>A,其AA基因型的产羔数显著高于CA基因型(P<0.05),与CC基因型产羔数差异不显著.结果表明,黔北麻羊CYP17A1、CYP19A1基因在多羔个体卵巢组织中均表达最高(P<0.01);CYP17A1基因SNPs与黔北麻羊产羔数之间不相关,CYP19A1基因g.48818C>A位点AA基因型150只羊中仅存在4只,因样本量少,还需验证.本研究为进一步探究CYP17A1、CYP19A1基因变异与动物繁殖繁育之间的关系提供了基础数据.

    黔北麻羊细胞色素P450c17(CYP17A1)细胞色素P450芳香化酶(CYP19A1)产羔数SNP

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