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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

    小麦TaPR1基因启动子分析及其调控因子的筛选

    申松松王丽珊冯燕崔钟池...
    1227-1235页
    查看更多>>摘要：病程相关蛋白1(pathogenesis-related protein 1,PR1)是植物重要的抗逆防御蛋白,小麦(Triticum aestivum)TaPR1基因受小麦叶锈菌(Puccinia triticina,Pt)诱导表达,参与小麦对叶锈病的防御反应.本课题组前期利用基因克隆方法成功获得TaPR1启动子序列,命名为pTaPR1,其中900 bp序列(pTaPR1900)具有较强的活性.本研究进一步对pTaPR1的序列组成和可能的调控因子进行分析.根据PLACE和PlantCARE数据库初步分析,pTaPR1序列中包含核心元件TATA-box、CAAT-box及大量光反应元件,还包含脱落酸应答元件和响应低温诱导的MYB结合位点.利用酵母单杂交技术(yeast one-hybrid,Y1H)筛选,共获得12个可能与pTaPR1900结合的转录因子;利用Y1H回复验证,初步证实U-box E3泛素连接酶、花粉蛋白、甘氨酸A3蛋白和重金属伴生异戊二烯基植物蛋白与pTaPR1900互作.本研究为深入探讨TaPR1转录调控机制提供理论参考.

    小麦病程相关蛋白1(TaPR1)启动子顺式作用元件酵母单杂交(Y1H)转录因子

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    马铃薯StCYS6基因响应盐胁迫和致病疫霉侵染的初步研究

    赵鼎王路遥舒海东李子豪...
    1236-1249页
    查看更多>>摘要：培育耐盐碱和抗晚疫病的马铃薯(Solanum tuberosum)是马铃薯产业发展的重要需求之一.为初步解析马铃薯响应盐胁迫和晚疫病的病原—致病疫霉(Phytophthora infestans)侵染的机制,本研究通过转录组测序筛选响应盐胁迫和致病疫霉侵染的关键基因.结果显示,对于育苗块培养4周后的马铃薯组培苗,用100 mmol/L NaCl处理1周后,致病疫霉在叶片上的侵染面积显著增大,即盐胁迫使马铃薯对致病疫霉的抵抗能力显著减弱;转录组测序发现,盐胁迫条件下3 780个马铃薯基因表达发生显著变化,其中半胱氨酸蛋白酶抑制子6(cystatin 6,CYS6)基因显著下调表达.qRT-PCR结果进一步证明,StCYS6基因在盐胁迫处理的马铃薯叶片中下调表达,而在致病疫霉侵染后上调表达;StCYS6基因在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)叶片中瞬时表达可显著提升植株对致病疫霉的抗性.失活突变体的瞬时表达结果显示,StCYS6蛋白促进烟草对致病疫霉的抗性并不依赖于其半胱氨酸蛋白酶抑制子活性.对StCYS6转基因马铃薯植株进行耐盐性和致病疫霉抗性分析,结果显示,马铃薯叶片的萎蔫程度显著降低,即StCYS6能够显著提升马铃薯耐盐能力;但是,StCYS6转基因马铃薯植株对致病疫霉的抗性没有明显改善.本研究获得可增强马铃薯耐盐能力的候选基因StCYS6,为培育抗逆马铃薯新品种提供基础资料.

    马铃薯盐胁迫致病疫霉半胱氨酸蛋白酶抑制子6(CYS6)

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    草莓MYB基因家族的鉴定及在果实不同着色期的表达分析

    梁卫王海丰勇青张澳宁...
    1250-1273页
    查看更多>>摘要：果实着色主要由花青素等黄酮类化合物决定,MYB类转录因子在花青素调控中起着重要的作用.为探究草莓(Fragaria vesca)MYB基因家族对草莓果实着色的作用,本研究通过对拟南芥(Arabidopsis thaliana)和草莓基因数据库的MYB基因家族序列进行同源比对,鉴定出草莓MYB基因家族成员114个.通过生物信息学分析软件对草莓MYB基因家族进行染色体定位、理化性质、亚细胞定位和二级结构分析,确定基因的命名和主要表达的位置;通过共线性、基因结构、启动子顺式作用元件预测等对基因家族进行划分并预测其功能.结果表明,MYB家族成员主要在细胞核中表达;除了FvMYB7外其余都为亲水蛋白;114个成员中有107个蛋白之间存在相互作用;有1个高频密码子的相对同义密码子使用度大于2.0,表明草莓MYB基因中存在极强偏好性的密码子;根据系统进化树可将114个成员分为3个亚族;除FvMYB72不含有任何作用元件,其他成员均含有光、非生物胁迫、激素、分生组织响应元件.qRT-PCR分析表明,大多数成员均在S3时期(50%着色期)相对表达量高,但FvMYB33、FvMYB57、FvMYB75在S4时期(完全着色期)表达量较高;组织特异性表达谱结果表明,只有FvMYB33在果皮中特异性表达,且其花青素含量在S4时期最高;推测FvMYB33为调控草莓果实着色的主要基因.本研究为MYB基因家族在草莓果实着色中的作用机制提供了参考.

    MYB基因家族花青素qRT-PCR生物信息学分析

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    矮牵牛Ph4CL13基因的功能鉴定及分析

    缪云锋胡旭浩林彬茹钟诗蔚...
    1274-1283页
    查看更多>>摘要：花青苷是影响植物花瓣着色的主要色素.根据课题组前期矮牵牛(Petunia hybrida)转录组数据筛选出在花蕾着色期高表达的4香豆酰辅酶A连接酶13(4-coumarate CoA ligase 13,Ph4CL13)基因,推测其与花青苷合成有关.为研究Ph4CL13在花青苷合成中的功能,本研究以矮牵牛'紫罗兰'作为材料,通过矮牵牛基因组筛选并克隆得到长度为1 653 bp的Ph4CL13(Peaxi162Scf00089g00045.1)cDNA片段.系统发育树分析显示,Ph4CL13与草莓(Fragaria×ananassa)Fa4CL-1和Fa4CL-2亲缘关系较近.qPCR分析Ph4CL13在矮牵牛花开放不同阶段的表达模式发现,Ph4CL13在矮牵牛花蕾着色期高表达,推测Ph4CL13可能参与花青苷合成从而影响矮牵牛花色.通过病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术沉默Ph4CL13,结果显示,Ph4CL13沉默后矮牵牛花色变白,花青苷水平较对照显著降低;qPCR 分析结果显示,沉默 Ph4CL13 后使其下游多个花青苷合成相关基因查尔酮合成酶(chalconesynthase,CHS)、查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)、黄烷酮-3-羟化酶(flavanone-3-hydroxylase,F3H)、二氢黄酮醇还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)、黄酮醇合成酶(flavonoid synthase,FLS)的转录被抑制,表明Ph4CL13在矮牵牛花蕾着色期的花青苷合成阶段发挥重要作用,且编码花青苷合成酶的基因间可能存在复杂的反馈机制.本研究初步揭示了Ph4CL13在花青苷合成中的作用,为后续深入解析其在花色形成中的分子机制提供参考.

    矮牵牛花青素苷4香豆酰辅酶A连接酶(4CL)病毒介导的基因沉默(VIGS)

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    锦绣杜鹃热激转录因子基因RpHSFC1a的克隆及功能分析

    申建双胡玥李雪芹程和丰...
    1284-1296页
    查看更多>>摘要：杜鹃花(Rhododendron)具有极高的观赏价值、经济价值和药用价值,而目前栽培的大多数杜鹃优良品种的耐热性较差,温度的升高会严重影响其正常生长发育.热激转录因子(heat stress transcription factors,HSFs)在植物热激应答或耐热性调控中起核心作用.本研究克隆了锦绣杜鹃(Rhododendron×pulchrum)RpHSFC1a(GenBank No.OQ628046)和八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase)基因RpPDS(GenBank No.OQ628048),以RpPDS为报告基因,烟草脆裂叶病毒(Tobacco rattle virus,TRV)为载体,构建锦绣杜鹃病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)体系,并对RpHSFC1a基因的生物信息学及其在响应高温胁迫中的功能进行了分析.通过表型观测、PCR和qPCR方法检测发现,TRV病毒可以侵染并在锦绣杜鹃叶片中复制和转移,当RpPDS基因被抑制表达后,锦绣杜鹃叶片会出现黄化现象,表明TRV病毒介导的基因沉默体系可以在锦绣杜鹃中应用.RpHSFC1a基因的CDS共891 bp,编码296个氨基酸,编码蛋白具有HSF_DNA-bind superfamily保守结构域.RpHSFC1a蛋白预测为亲水蛋白和跨膜蛋白.系统发育分析表明,RpHSFC1a蛋白与君迁子(Diospyros lotus)HSFC1同源性最高,为75.8%.热胁迫下,RpHSFC1a基因显著高表达,RpHSFC1a基因沉默株系叶片的叶绿素参数Fv/Fm、PIABS和ETo/RC显著小于对照组;而DIo/RC显著高于对照组.表明RpHSFC1a基因的低表达可导致PSⅡ光能利用的能力降低,进而降低了锦绣杜鹃抵御高温胁迫的能力,推测RpHSFC1a基因参与锦绣杜鹃响应高温胁迫的调控.本研究可为杜鹃耐热性的研究提供理论参考,也为提高杜鹃高温胁迫耐受能力提供基因资源.

    锦绣杜鹃病毒诱导的基因沉默(VIGS)热激转录因子(HSFs)叶绿素荧光基因功能分析

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    东方百合'西伯利亚'LoNAC48基因的克隆、表达及功能分析

    胡晓聪王可孙亮
    1297-1306页
    查看更多>>摘要：国产百合(Lilium spp.)种球培育周期长、品质差,是导致我国百合种球长期依赖进口的重要因素.植物特异性转录因子NAC在调节植物生长发育、抗性建立等方面发挥着重要作用,在百合中挖掘、鉴定并研究NAC转录因子基因用于转基因技术改良植物性状,是解决上述问题的一种策略.本研究在百合转录组数据库中筛选到1个携带NAC结构域的基因转录本,基于PCR技术克隆并鉴定其为LoNAC48基因(GenBank No.PP078617).生物信息学分析表明,LoNAC48基因包含1个长度为777 bp完整的开放阅读框,编码258个氨基酸,属于不稳定的疏水性蛋白;进化树分析显示,其与岷江百合(Lilium regale)LrNAC48高度同源;亚细胞定位结果表明,LoNAC48属于核转录因子.组织表达分析表明,LoNAC48基因在鳞茎、根、花等组织器官中均有表达,其中叶片中表达量最高;不同逆境响应结果表明,LoNAC48基因的表达易受低温、高温、干旱、盐、过氧化氢胁迫的影响,在低温、盐与过氧化氢胁迫下,与对照相比,12 h时表达量均显著上调,干旱胁迫24h时表达量显著降低,且在盐胁迫与过氧化氢胁迫条件下,LoNAC48的表达模式几乎是一致的.通过转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)株系表型分析显示,过表达LoNAC48基因可显著促进拟南芥生长并增加叶片面积.以上结果表明,LoNAC48基因具备抗逆和调控植物生长发育双重功能.本研究为百合分子辅助育种,改良百合性状提供了基因资源.

    百合LoNAC48基因克隆生物信息学分析功能分析

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    薰衣草LibHLH75基因的克隆、表达及功能初步分析

    买尔孜亚古丽·阿不来克木张佳俊严中建廖燕...
    1307-1315页
    查看更多>>摘要：薰衣草(Lavandula)是重要的芳香作物,其精油品质的差异主要由芳樟醇和乙酸芳樟酯等萜烯类化合物的含量不同而引起.对薰衣草中可能参与调控精油主要成分生物合成的相关基因进行研究,可为培育薰衣草优异种质提供基因资源.碱性螺旋-环-螺旋(basic Helix-Loop-Helix,bHLH)转录因子家族在植物的生长发育和次生代谢等方面发挥着重要的作用,本研究以'杂花'薰衣草(Lavandula×intermedia)为材料,克隆了薰衣草LibHLH75基因(GenBank No.OR019688),其开放阅读框为831 bp,编码276个氨基酸,其蛋白与一串红(Salvia splendens)bHLH75-like蛋白和芡欧鼠尾草(S.hispanica)bHLH75蛋白的亲缘关系最近.qRT-PCR分析表明,LibHLH75基因在薰衣草不同组织及花冠的不同开花期均有表达,其在花萼和花蕾期的表达量最高.亚细胞定位和转录激活活性鉴定结果表明,LibHLH75基因编码的蛋白定位在细胞核内,且具有转录激活活性.本研究初步分析了LibHLH75基因的功能,为进一步揭示bHLH转录因子在薰衣草萜类化合物生物合成过程中的分子调控机制提供了理论依据.

    '杂花'薰衣草LibHLH75转录因子基因克隆表达模式转录激活

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    二穗短柄草RING Finger基因家族的鉴定及表达分析

    曾德二张丽萍倪馨悦徐丽...
    1316-1328页
    查看更多>>摘要：RING finger蛋白通常具有E3泛素连接酶活性,在调节植物生长发育和响应生物和非生物胁迫过程中具有重要作用.然而,目前对于二穗短柄草(Brachypodium distachyon)RING finger基因家族的研究非常有限.本研究利用生物信息学方法系统对二穗短柄草RING finger基因家族进行了系统分析,通过qPCR对其在干旱、盐和脱落酸(abscisic acid,ABA)胁迫处理下的表达进行了初步分析.结果表明,在二穗短柄草基因组中共鉴定到了666个RING finger基因,在5条染色体上不均匀分布,并发生了39次基因间的复制.系统进化分析将RING finger基因家族划分为9个亚族,每个亚族的成员同源性较高,并含有相似的保守结构域和基序.物种间的共线性分析显示,RING finger基因家族源自基因组复制,基因片段重复和串联重复在其扩张和进化中起关键作用.水稻(Oryza sativa)和二穗短柄草有303对RING finger共线性基因,而拟南芥(Arabidopsis thaliana)和二穗短柄草只有48对,在二穗短柄草基因组内则共有39对RING finger共线性基因.组织表达谱显示,共547个RING finger基因在二穗短柄草不同组织中表达,39.8%的基因在二穗短柄草雄花中高度表达.基因差异表达分析显示,29个RING finger基因可能参与到干旱、盐和ABA胁迫的应答反应.qPCR结果显示,共有26个RING finger基因在干旱胁迫中显著上调表达(P＜0.05),3个RING finger基因下调表达;27个RING finger基因参与盐胁迫的上调表达,2个下调表达;在ABA胁迫下,15个RING finger基因上调表达,9个RING finger基因下调表达,5个RING finger基因表达水平和对照持平.本研究为揭示RING finger基因家族的功能、进化及其在调节干旱胁迫中的作用机制提供了理论依据.

    二穗短柄草RINGFinger基因家族遗传进化干旱胁迫

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    生物钟基因BMAL1过表达对山羊子宫内膜上皮细胞凋亡的影响

    李超徐皓东郭怡莹刘薇...
    1329-1341页
    查看更多>>摘要：生物钟作为一种内源性计时系统,在调控哺乳动物行为活动与生理功能等方面发挥重要作用.为探究核心生物钟基因脑肌类芳香烃受体核转位蛋白1(brain and muscle arnt-like protein 1,BMAL1)在山羊子宫内膜上皮细胞(goat endometrial epithelial cells,GEECs)凋亡过程中的作用,本研究以24月龄山羊子宫组织为材料克隆BMAL1基因的CDS序列,通过生物信息学方法分析、预测该基因及其编码蛋白的理化性质,利用qPCR技术检测其在山羊不同组织以及同步化后的GEECs中的表达变化;应用流式细胞术、qPCR与Western blot技术检测BMAL1基因过表达对GEECs凋亡的影响.结果显示,BMAL1基因的表达在各种组织以及不同时间点呈现显著的昼夜差异.山羊BMAL1基因的CDS全长1 881 bp,在哺乳动物中保守性较高,其编码蛋白可以通过与昼夜运动输出周期蛋白(circadian locomotor output cycles kaput,CLOCK)、核受体亚家族1D成员1(nuclear receptor subfamily 1,group D,member 1,NR1D1)和酪蛋白激酶1δ(casein kinase 1δ,CSNK1D)等蛋白互作参与调控多种生理功能.流式细胞术结果表明,BMAL1过表达显著抑制了GEECs的凋亡(P＜0.05).qPCR和Western blot结果表明,BMAL1过表达导致促凋亡基因B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白(BCL-2-associated X protein,BAX)和肿瘤抑制基因P53在mRNA和蛋白的表达水平显著下降,抑凋亡基因B细胞淋巴瘤-2(B cell lymphoma-2,BCL-2)的表达显著升高(P＜0.05).本研究为解析反刍动物生物钟系统的分子调控机制和进一步探究山羊BMAL1基因的生物学功能提供了基础.

    生物钟脑肌类芳香烃受体核转位蛋白1(BMAL1)山羊子宫内膜上皮细胞(GEECs)细胞凋亡

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    Hippo信号通路下游关键因子YAP和TEAD-1在牦牛胎盘发育中的表达与定位

    钱文洁杜培岩李一娟周应聪...
    1342-1352页
    查看更多>>摘要：Yes相关蛋白(Yes-associated protein,YAP)和TEA转录因子1(TEA domain transcription factor 1,TEAD-1)是Hippo信号通路的核心因子,在调控细胞增殖和器官生长方面发挥重要作用.为检测YAP和TEAD-1在牦牛(Bos grunniens)胎盘不同发育时期的表达,探究Hippo信号通路在调控胎盘生长发育方面的生理作用,本研究采集妊娠牦牛胎盘组织样品,以胎儿头臀距为依据,将其分为不同发育阶段(＜2月龄,3月龄,4月龄,＞5月龄),采用qRT-PCR、Western blot和免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)技术对YAP和TEAD-1的表达情况进行了检测分析.结果显示,在牦牛胎盘组织中,YAP和TEAD-1主要表达于胎儿绒毛膜滋养巨细胞、柱状滋养细胞和母体子宫肉阜隐窝上皮细胞.随着妊娠的进行,YAP和TEAD-1 mRNA及其蛋白在牦牛胎盘组织中的表达量有明显的变化,且YAP和TEAD-1的变化趋势基本一致.这种协同表达特性及其表达量与胎盘发育阶段的相关性,提示YAP和TEAD-1可能通过Hippo信号通路参与了牦牛胎盘发育的调控,并在胎盘组织生理功能的发挥和妊娠维持方面发挥重要作用.研究结果为阐明牦牛胎盘发育及妊娠调控机制提供理论依据.

    牦牛胎盘Yes相关蛋白(YAP)TEA转录因子1(TEAD-1)

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