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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

    水稻源禽流感病毒H9N2亚型HA蛋白两种纯化方法的建立

    牛香香李雪洋许倩茹李青梅...
    1237-1247页
    查看更多>>摘要：血凝素(hemagglutinin,HA)蛋白是禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)表面的一种糖蛋白,能诱导机体产生中和抗体,也是AIV主要的保护性抗原.已在水稻(Oryza sativa)胚乳中成功表达禽流感病毒H9N2 HA蛋白.为了建立水稻源禽流感病毒H9N2亚型HA蛋白的纯化方法,本研究分别采用两种方法进行HA蛋白的纯化.方法一:将HA蛋白水稻粉末按照质量与体积1:5比例加入到提取液中,室温下搅拌,离心、取上清液,过滤后,首先经Q阴离子层析捕获到HA粗提蛋白,其次利用HA蛋白抗体亲和层析精细纯化HA蛋白,收集洗脱液,检测目的蛋白;方法二:用与方法一同样的方法获得HA粗提蛋白,根据Butyl疏水填料特性,HA粗提蛋白液中加入硫酸铵,搅拌、离心和过滤,进行第2步纯化,将收集到的洗脱液浓缩、换液,再经过SP阳离子层析纯化,收集洗脱液,获得HA蛋白.将两种方法纯化的HA蛋白经过SDS-PAGE和Western blot检测蛋白的纯度,并将HA蛋白送公司测序.结果表明,方法一:Q阴离子层析与HA免疫抗体亲和层析两种组合纯化HA蛋白的纯度约为90％左右.该组合纯化蛋白的方法相对简单,但需要培养和纯化单克隆抗体,此方法适合实验室快速小规模的蛋白纯化;方法二:Q阴离子层析、Butyl疏水层析和SP阳离子层析3种组合纯化的HA蛋白纯度达到90％左右.该方法适合建立HA蛋白的纯化工艺,用于大规模纯化HA蛋白.这两种方法获得的HA蛋白经测序与已知的氨基酸序列一致.本研究首次建立2种从水稻中获得高纯度重组H9N2亚型HA蛋白的方法,为今后制备禽流感H9N2亚型亚单位疫苗提供基础资料.

    转基因水稻HA蛋白离子交换层析疏水层析亲和层析

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    马铃薯SOD基因家族鉴定及其在损伤块茎中的响应

    任映玥姜红马丽李永才...
    1248-1259页
    查看更多>>摘要：超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)基因家族在马铃薯(Solanumn tuberosum)生长发育和逆境胁迫响应中具有重要作用,但是马铃薯SOD基因家族成员的鉴定及其在块茎损伤后的变化鲜有报道.为分析SOD基因家族成员的生物信息学特性,研究各家族成员在马铃薯不同器官的表达差异以及在损伤块茎中的响应,本研究使用GSDS 2.0和PLACE分析StSOD基因结构和顺式作用元件,采用ProtParam、ProtComp 9.0、MEGA7.0、MEME4.11.1分析StSOD蛋白的理化性质、亚细胞定位、进化关系及保守基序,利用qRT-PCR技术检测各家族成员在不同组织中的表达差异及块茎损伤24 h内的表达变化,利用生化方法测定SOD抑制剂二乙基二硫代氨基甲酸钠(diethyldithiocarbamate,DDC)处理对损伤块茎SOD活性以及O2·-和H2O2含量的影响.结果表明,共鉴定出8个SOD基因家族成员,分别含有Cu/ZnSOD结构域、Fe/MnSOD α-发夹结构域和C末端Fe/MnSOD结构域.马铃薯SOD蛋白含152～312个氨基酸,等电点分布在5.28～7.13,亚细胞定位预测包括细胞质、叶绿体和线粒体.StSOD家族成员不均匀分布于12条染色体中的6条.8个SOD家族成员基于其保守结构域的不同分为Cu/ZnSOD、FeSOD和MnSOD亚家族.8个StSODs启动子上分布大量光、环境胁迫和激素响应元件.马铃薯根、茎、叶、芽和块茎中均有StSODs表达,其中StCSD1和StCSD2在块茎中的表达明显高于其他组织;块茎中StSODs均可被损伤诱导表达,StFSD1和StFSD2在损伤早期表达明显,StCSD3在损伤早期和晚期均上调表达,其他SOD成员均在损伤中期显著表达.DDC处理显著抑制损伤块茎的SOD活性、提高O2·-含量、抑制H2O2积累.本研究为深入开展StSOD基因家族在块茎损伤中的功能研究提供参考依据.

    马铃薯超氧化物歧化酶(SOD)基因家族生物信息学表达分析

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    蓖麻RcCIPKs基因家族鉴定与冷胁迫下的表达模式分析

    王晓宇刘栩铭韩孟良李敏...
    1260-1273页
    查看更多>>摘要：植物通过启动一系列信号转导途径来应对外部环境,这些途径通常涉及多种蛋白激酶,CBL特异性结合蛋白(CBL-interacting protein kinases,CIPKs)是其中的重要成员之一.本研究利用序列比对法在蓖麻(Ricinus communis)全基因组范围内进行CIPK基因家族鉴定;利用生物信息学手段对基因家族成员序列结构、理化性质、染色体定位、启动子顺式作用元件、蛋白保守结构域、系统进化关系以及聚类方式进行分析;利用RNA-seq与qRT-PCR对RcCIPKs在冷胁迫下的表达进行分析;利用qRT-PCR分析RcCIPKs的组织特异性表达模式与脱落酸(abscisic acid,ABA)激素诱导下的CIPK表达水平;并在烟草(Nicotiana tabacum)表皮细胞中实现RcCIPK16的亚细胞定位分析.结果显示,成功鉴定到18个RcCIPKs基因家族成员;基因分析发现RcCIPKs可分为外显子富集型与外显子贫乏型两类,定位于16个染色体片段上且呈不均匀分布;大多数RcCIPKs启动子区均含有MYB、MYC与ABA响应元件(ABA response element,ABRE)和乙烯响应元件(ethylene response element,ERE),暗示其响应激素诱导与逆境胁迫.大多数Rc-CIPK蛋白的基序类型与排布顺序基本相同,只有RcCIPK3与RcCIPK4存在不同程度的motif缺失;进化树分析将18个RcCIPKs基因聚为A、B、C、D、E 5类,推测不同类型的CIPK蛋白功能存在差异;RNA-Seq和qRT-PCR结果表明仅有RcCIPK1、RcCIPK12与RcCIPK16受冷胁迫诱导表达.该3个基因的组织特异性分析显示,RcCIPK1、RcCIPK12仅在叶与茎中表达,RcCIPK16仅在叶中表达;且3个基因的表达水平均受ABA激素诱导.亚细胞定位分析初步将RcCIPK16定位于细胞质中.本研究在蓖麻全基因组水平对CIPK基因家族进行鉴定,并分析了其冷胁迫下的表达水平,为进一步创制蓖麻抗冷新种质提供重要的候选基因.

    蓖麻CIPK基因家族冷胁迫表达模式

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    FaMYB10等位基因核苷酸多态性对烟草花青素积累的作用

    王华董静杨媛李茂福...
    1274-1282页
    查看更多>>摘要：花青素是使草莓(Fragaria×ananassa)果实着色的重要色素,FaMYB10是花青素合成调控的关键转录因子.为了明确FaMYB10等位基因的核苷酸多态性在烟草(Nicotiana benthamiana)花青素积累中的作用,本研究通过同源克隆的方法,从草莓果实中分离出FaMYB10的3个等位基因,从草莓红色品种'甜查理'中鉴别出等位基因 FaMYB10a(GenBank No.MW478285)和 FaMYB10b(GenBank No.MG456859),从白色品种'白雪公主'的果实中鉴定出等位基因FaMYB10c(GenBankNo.MG456860).序列分析表明,FaMYB10a和FaMYB10b的开放阅读框长702 bp,编码233个氨基酸,从起始密码子ATG开始在94 bp处存在1个核苷酸多态性位点,FaMYB10a为碱基A,FaMYB10b则为碱基C;FaMYB10c的开放阅读框长710 bp,从ATG开始在491 bp处有8个碱基插入,导致提前终止,编码179个氨基酸.FaMYB10c在开放阅读框中的碱基插入导致与其他2个等位基因在理化性质和蛋白结构上产生差异.利用瞬时转化技术将3个FaMYB10等位基因在烟草叶片中进行过表达,转FaMYB10a和FaMYB10b的叶片过表达区域出现花青素积累的现象,呈现红色表型;而转FaMYB10c 的叶片过表达区域没有出现花青素积累的现象.以上结果说明等位基因FaMYB10a和FaMYB10b核苷酸多态性不影响花青素积累,而等位基因FaMYB10c的核苷酸多态性导致功能改变,最终烟草叶片不能积累花青素.该研究为其他重要基因的功能研究提供借鉴,对于植物性状差异和演化研究提供参考依据.

    FaMYB10等位基因多态性花青素积累烟草

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    低温处理对桃树叶片基因表达及类黄酮合成代谢的影响

    周平林志楷郭瑞颜少宾...
    1283-1294页
    查看更多>>摘要：桃(Prunus persica)是我国重要的经济果树,对农业经济的发展具有重要作用.低温影响桃树生长发育,是桃早春生产的威胁之一.为探究亚热带地区桃树的低温适应及冷驯化机制,本研究对比分析了 4℃48 h低温处理后桃树低需冷量种质'MX14-1'叶片转录表达谱的变化,差异表达基因的GO功能注释和KEGG通路功能富集分析显示,低温胁迫下桃树叶片差异表达基因主要与胁迫应答相关,富集于次生代谢物合成途径,涉及类黄酮、芪类、二苯基庚酮、姜酚和苯丙烷合成、亚油酸代谢等途径.利用qRT-PCR技术对类黄酮代谢相关基因进行分析,结果显示4℃48 h处理后,苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)、肉桂酸4-羟酶(cinnamic acid 4-hydroxylase,C4H)、4-香豆酸辅酶 A 连接酶(4-coumarate:CoA ligase,4CL)、查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)、查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)、类黄酮-3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase,F3H)基因表达显著上调,和转录组测序结果一致.叶片代谢物含量测定表明,低温胁迫桃树叶片中类黄酮代谢相关的黄酮醇及衍生物含量显著增加.4℃48 h处理组和对照同时进行-2℃冷冻处理,结果表明经4℃低温处理桃树叶片中类黄酮物质总量和抗氧化能力显著提高,-2℃冷冻处理时损伤降低.本研究可为进一步探究桃树低温响应与抗寒的分子机制提供参考.

    桃低温基因表达类黄酮代谢

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    丙酸对肉牛肌内前脂肪细胞分化的影响

    万荣周振明孟庆翔
    1295-1302页
    查看更多>>摘要：肌内脂肪是衡量牛肉品质的重要指标,肌内前脂肪细胞的分化对于大理石纹牛肉的形成至关重要.本研究旨在探究丙酸对肉牛(Bos taurus)肌内前脂肪细胞分化的影响,从细胞和分子水平解析肉牛肌内脂肪组织分化的信号机制.采用Ⅰ型胶原酶消化法分离获得牛肌内前脂肪细胞,设计不同剂量丙酸(1,3和6 mmol/L)、胰岛素(10 μg/mL)和地塞米松(0.25 μmol/L)的不同组合分化培养基,诱导培养肉牛肌内前脂肪细胞6 d.细胞内脂肪含量测定和qRT-PCR技术分析表明,丙酸呈剂量依赖性地增加肌内前脂肪细胞胞质内脂肪含量(P＜0.05),1、3和6mmol/L的丙酸均显著升高了肌内前脂肪细胞中PPARγ、C/EBPαmRNA的表达水平(P＜0.05).在丙酸、胰岛素和地塞米松都加入培养基时,培养的细胞胞质内脂肪含量最高,细胞中PPARγ、C/EBPαmRNA的表达水平最高.然而,当分别去掉胰岛素和地塞米松后,培养的细胞胞质内脂肪含量分别下降77％、85％,细胞中PPARγ、C/EBPα mRNA的表达显著降低(P＜0.05).而且,当从分化培养基中去除丙酸时,培养的细胞胞质内脂肪含量也降低了 68％,细胞中PPARγ、C/EBPαmRNA的表达水平也显著降低(P＜0.05).以上结果表明,丙酸刺激肉牛肌内前脂肪细胞的分化可能是通过发挥类似激素(如胰岛素或地塞米松)的第一信使功能,作为信号分子通过信号转导机制达到刺激肌内前脂肪细胞的分化.本研究为阐明肉牛肌内脂肪的沉积机制,实现营养调控模式生产高档牛肉提供基础资料.

    肉牛肌内前脂肪细胞分化脂肪含量丙酸

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    绵羊MTNR1A基因多态性及其单倍型与产羔数的相关性

    王明远朱梦婷邵焱焱杨永林...
    1303-1312页
    查看更多>>摘要：褪黑素受体1A(melatonin receptor 1A,MTNR1A)是影响绵羊(Ovis aries)季节性繁殖和产羔数的重要基因.为研究MTNR1A基因与多胎萨福克羊和中国美利奴羊(新疆军垦型)产羔性状的相关性,利用PCR、测序和限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)技术检测MTNR1A基因外显子2在2个绵羊群体中的基因多态性,通过连锁不平衡分析构建单倍型,应用基因关联分析探究MTN1A基因多态性及单倍型与绵羊产羔性状的关联性.结果表明,2个绵羊品种中MTNR1A基因外显子2区域存在 SNP1(G735A)、SNP2(G753A)和 SNP3(C845A),3个 SNPs 中 SNP1 和 SNP2为同义突变,SNP3为错义突变,导致第282位的丙氨酸突变为天冬氨酸(A282D),且均存在3种基因型,符合哈代温伯格平衡检验,并表现为中度多态.相关性分析显示,SNP1和SNP2位点均与绵羊产羔性状极显著相关(P＜0.01),GG基因型个体产羔数均极显著高于AG基因型与AA基因型个体(P＜0.01);SNP3位点与绵羊产羔数显著相关(P＜0.05),CC基因型个体产羔数显著高于AA基因型个体(P＜0.05);MTNR1A基因存在4种单倍型,不同单倍型极显著影响绵羊产羔数(P＜0.01),单倍型H1(GGC)与绵羊高产羔数极显著相关(P＜0.01).研究结果表明,MTNR1A基因与多胎萨福克羊和中国美利奴羊(新疆军垦型)产羔性状密切相关,MTNR1A基因H1是绵羊高产羔数的主要单倍型,SNP1、SNP2和SNP3位点可以作为绵羊高繁殖力的分子标记用于标记辅助选择育种.

    褪黑素受体1A基因(MTNR1A)单核苷酸多态性单倍型产羔数绵羊

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    溆浦鹅LEPR基因的克隆及表达分析

    曲湘勇柳序邓雨英程浩...
    1313-1321页
    查看更多>>摘要：瘦素受体(leptin receptor,LEPR)是Ⅰ型细胞因子受体超家族的成员,在哺乳动物的采食、能量平衡和繁殖中起关键作用.溆浦鹅(Anser cygnoides)是湖南省优良的地方鹅品种,其肥肝性能优异,具有较高的营养价值.为了探究LEPR基因在溆浦鹅不同组织中的表达特性,本研究采用RT-PCR方法克隆了溆浦鹅LEPR基因(GenBank No.MK055330)全编码序列,并运用生物软件对LEPR蛋白空间结构进行分析.同时采用实时荧光定量PCR对LEPR基因在溆浦鹅不同组织中的表达模式以及LEPR基因在脂肪组织中表达量与肝重、肝体比和血液生化指标的相关性进行了初步研究.结果表明:溆浦鹅LEPR基因CDS区长度为3 468 bp,编码1 155个氨基酸,与其他禽类动物LEPR基因具有较高同源性;系统进化分析发现,溆浦鹅与浙东白鹅(Zhedong white goose)的亲缘关系最近,其次是鸭(Anas platyrhynchos)和鸡(Gallus gallus),与哺乳动物的亲缘关系较远.LEPR基因在溆浦鹅8个组织中均有表达,表达量由高到低依次为睾丸、脾脏、皮脂、肝脏、腹脂、心脏、腿肌、胸肌.LEPR基因在脂肪组织中的表达量与肝重和谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)含量呈显著负相关.本研究可为肝用型鹅的分子遗传研究提供候选基因,为LEPR基因的生物学功能研究提供基础资料.

    瘦素受体基因(LEPR)基因克隆溆浦鹅表达分析

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    基于COⅠ-D-loop-ITS1序列的4个稻田养殖鲤群体遗传多样性研究

    刘志刚卢迈新曹建萌衣萌萌...
    1322-1331页
    查看更多>>摘要：鱼类遗传多样性与其环境适应能力和遗传进化潜能密切相关.为了了解我国华南地区稻田养殖鲤不同地理群体的遗传背景,通过PCR扩增细胞色素氧化酶Ⅰ(cytochrome oxidase subunit Ⅰ,CO Ⅰ)-线粒体控制区(displacement loop region,D-loop)-内转录间隔区(internal transcribed spacer 1,ITS1)串联序列和序列比对,分析了4个鲤(Cyprinus carpio)群体(广东连南(LN),广东乳源(RY),广西金边鲤(JB),广西三江(SJ))的遗传多样性和遗传结构.结果表明:CO Ⅰ-D-loop-ITS1串联序列长度为1 842 bp,共检测到71个变异位点(包括28个单变异位点和43个简约信息位点)和33种单倍型,JB和RY群体的单倍型较多(各为11种),各群体间无共享单倍型.LN群体的单倍型多样性(haplotype diversity,Hd)最高(0.824),JB群体的核苷酸多样性(nucleotide diversity,Pi)最大(0.002 78),SJ群体的单倍型多样性和核苷酸多样性均为最低(Hd=0.662;Pi=0.000 56).遗传差异分析结果表明,SJ与JB群体之间的遗传距离最小(0.004 6),LN与RY群体之间的遗传距离最大(0.008 7),各群体间遗传分化显著(FST(F-statistics)＞0.25,P＜0.01).分子方差分析(analysis of molecular variance,AMOVA)结果表明,群体间变异占总变异的70.65％.个体系统进化树表明CO Ⅰ-D-loop-ITS1序列能够将4个鲤鱼群体的个体完全区分开,优于单个基因的聚类效果.种群系统进化树中SJ与JB群体先聚为一小支,再与RY群体聚为一大支,而LN群体独立聚为一支.综上所述,4个稻田养殖鲤群体单倍型多样性较高,核苷酸多样性较低,群体间分化显著,应作为4个进化显著单元分别进行种质资源保护与利用.本研究揭示了我国华南地区4个稻田养殖鲤鱼群体的遗传结构和亲缘关系,丰富了稻田鲤鱼种群种质资源的基础资料,可为其种质保存、开发与利用奠定理论基础.

    鲤稻渔共作遗传多样性线粒体DNA核DNA

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    LED光质对吉富罗非鱼生长的影响及其生理机制

    翟婉婷衣萌萌王淼卢迈新...
    1332-1341页
    查看更多>>摘要：光照对鱼类的摄食、生长、应激、生殖及内分泌等生理活动起着重要的调控作用.为探究罗非鱼(Oreochromis niloticus)生长适宜的光质环境并揭示光质对其生长影响的机制,本研究以吉富罗非鱼为实验对象(49.2±3.2)g,设置5种LED光质处理组(红光,黄光,蓝光,绿光,白光)和1个黑暗组,并测定了各组罗非鱼的体成分、生长性能、胃消化酶活力和血液免疫酶活力以及皮质醇水平.结果显示:(1)黄光组罗非鱼摄食率(feeding rate,FR)最高、生长最快,增重率(weight gain rate,WGR)和特定生长率(specific growth rate,SGR)显著高于蓝、绿、白光组及黑暗组(P＜0.05),且饵料系数(feed conversion ratio,FCR)显著低于上述4组(P＜0.05),与红光组间无显著差异;绿光和黑暗条件下罗非鱼FR、WGR及SGR最低;(2)黄光组鱼体粗脂肪含量显著高于除蓝光外的其他实验组(P＜0.05),水分含量显著低于绿光、白光组和黑暗组(P＜0.05);(3)红光组胃组织蛋白酶(protease,PES)和淀粉酶(α-amylase,α-AMS)活力均显著高于其他光质处理组(P＜0.05);(4)绿光组血浆皮质醇(cortisol,COR)浓度和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活力显著高于其他光质处理组(P＜0.05);黄光组血清溶菌酶(lysozyme,LZM)活力显著高于其他5组(P＜0.05).上述结果表明,红、黄光促进吉富罗非鱼生长,绿光对其形成胁迫而不利于生长.本研究对生产中提高养殖罗非鱼的福利水平和生产效率具有重要意义,为罗非鱼工厂化养殖的光质环境调控提供了理论依据.

    光质罗非鱼生长应激

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