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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

    酉州乌羊五个组织的权重基因共表达网络分析

    陈灿灿蒋婧孙晓燕李杰...
    1450-1463页
    查看更多>>摘要：酉州乌羊(Capra hircus)是地方特色山羊遗传资源,研究其特色性状形成机制具有重要意义.本研究收集酉州乌羊心脏、肝脏、背最长肌、前唇、皮肤(每个组织各3个样本)共计15个样本的转录组数据进行分析,采用权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)软件包构建共表达网络,并对特异性模块中的基因进行GO和KEGG富集分析.结果显示,心脏和肝脏各鉴定出1个特异表达模块,其中心脏特异性蓝色模块内基因主要富集到柠檬酸循环信号通路和各种代谢过程,肝脏特异性黄色模块内基因主要富集到过氧化物酶、氨基酸代谢过程和化学致癌等功能;宝石绿模块内基因主要富集到蛋白质结合等功能,绿色模块内基因主要富集到磷脂酰肌醇结合等功能,棕色模块内基因主要富集到细胞蛋白质代谢等生物学过程.通过CytoHubba插件算法,将宝石绿、蓝色和棕色模块中连通性靠前的10个基因定义为核心基因;利用qRT-PCR方法验证3个模块内6个核心基因的组织表达,结果表明,ADCY9和ADCY6基因在心脏和背最长肌表达量较高,AKT2和MAPK3基因在前唇组织高表达,CAMK2G和CAMK2B基因在背最长肌高表达,与转录组测序结果基本一致.上述结果对于深入开展酉州乌羊功能基因的生物信息学研究具有参考价值.本研究为我国地方山羊遗传资源特色性状的挖掘及开发利用提供基础资料.

    酉州乌羊权重基因共表达网络分析(WGCNA)富集分析核心基因

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    鸡IL-17基因的克隆、序列分析及密码子优化提高表达水平

    孙鹏朱爱臣梁天王明迪...
    1464-1476页
    查看更多>>摘要：白细胞介素-17(interleukin-17,IL-17)是T细胞诱导炎症的早期启动因子,可促进促炎性细胞因子的释放和刺激炎症反应,同时IL-17也能够抵抗某些病原,因此具有生物佐剂作用.鸡(Gallus gallus)的IL-17是否具有生物佐剂作用尚不清楚.为探讨鸡IL-17的生物佐剂作用,需要制备鸡IL-17的重组蛋白.为此本研究通过RT-PCR扩增了鸡的IL-17cDNA序列,利用生物学软件对其基因序列及氨基酸序列进行比较分析.为提高鸡IL-17基因在真核细胞中的表达水平,依据人(Homo sapiens)和鸡偏爱的密码子对IL-17基因进行密码子优化,分别构建了野生型和密码子优化的真核表达载体,并在人胚胎肾(human embryonic kidney,HEK)293T细胞进行了表达.实验结果显示,扩增的鸡IL-17基因序列与GenBank的相比有2个碱基的差异和1个存在于信号肽序列中氨基酸的突变,所以未改变成熟鸡IL-17蛋白质氨基酸的序列,表明鸡的IL-17基因存在着多态性.生物信息学分析表明,鸡IL-17基因含有1个典型的信号肽序列以介导鸡IL-17的分泌表达,同时蛋白中含有1个N-糖基化位点.通过在HEK 293T细胞的瞬时表达,证明密码子优化可明显提高鸡IL-17的表达水平,表达水平由野生型IL-17基因的13µg/T75细胞培养瓶提高到密码子优化的IL-17基因的45µg/T75细胞培养瓶,提高了3.5倍,同时优化后的重组蛋白可以刺激淋巴细胞的增殖和诱导鸡成纤维细胞产生IL-6.本研究表明密码子优化可明显提高IL-17基因在真核细胞中的表达并且优化表达的IL-17蛋白仍具有生物活性.这为进一步研究鸡IL-17的生物佐剂作用提供了有利条件.

    鸡白细胞介素-17(IL-17)密码子优化真核表达

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    兰州熊蜂产卵工蜂血淋巴的蛋白质组学分析

    董捷黄敏婕吴杰韩蕾...
    1477-1487页
    查看更多>>摘要：熊蜂出现工蜂卵巢发育并产卵的现象预示着蜂群发展的衰败,工蜂的劳动分工由产卵前的积极采集转变为专职产卵,将对蜂群的采集力和授粉效果造成不利影响.为了探究工蜂产卵的调控机制,本研究利用非标记(label-free)定量蛋白质组学技术,对兰州熊蜂(Bombus lantschouensis)产卵与未产卵工蜂血淋巴中的差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs)进行鉴定和比较,并对DEPs进行GO分类和KEGG通路富集分析,利用qRT-PCR对随机选取的6个DEPs进行转录水平的验证.结果显示,产卵与未产卵工蜂血淋巴共鉴定得到370个DEPs,其中在产卵工蜂上调表达的蛋白有212个,下调表达的蛋白有158个;GO功能注释发现DEPs富集最多的条目为代谢过程(61个DEPs),其次是催化活性(60个DEPs)和结合功能(50个DEPs),其中富集在解毒、免疫和抗氧化活性功能的DEPs均呈上调趋势;KEGG通路富集分析显示,DEPs显著富集于能量代谢密切相关的糖酵解/糖异生、碳代谢、脂肪酸氧化、乙醛酸和二羧酸代谢通路,以及蛋白合成相关的细胞外基质受体互作、核糖体和蛋白酶体代谢通路,与昆虫生长发育相关的Notch和Hippo信号通路上也有DEPs显著富集;随机挑选的6个DEPs在转录水平的变化趋势与蛋白质组学结果一致.本研究为深入探讨兰州熊蜂工蜂产卵调控的分子机制提供基础资料,为实现人工抑制工蜂产卵现象提供一定的理论指导.

    兰州熊蜂血淋巴差异表达蛋白(DEP)产卵工蜂KEGG通路非标记定量蛋白质组学

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    复合诱变改善枯草芽胞杆菌表面活性素的抗菌能力

    李光月胡文锋李雪玲
    1488-1500页
    查看更多>>摘要：与化学表面活性剂相比,表面活性素具有毒性低、环境友好和降低表面张力等特性,在农业、食品、医药和化妆品等领域具有良好的应用前景,但生产上存在产量低和成本高的问题.本研究采用紫外、化学和航天诱变多种诱变方法,对出发菌株枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)YUAN.0进行选育和诱变,以血平板、氯化十六烷基吡啶-溴百里酚蓝(cetylpyridinium chloride-bromothymol blue,CPC-BTB)比色法和高效液相色谱法筛选相结合,选育得到1株稳定遗传的复合诱变菌株FHYB201030;对出发菌株(YUAN.0)和突变菌株(FUYB201030)分别进行全基因组测序,收集FHYB201030诱变菌发酵液并进行分离纯化,对获得的表面活性素进行产量测定和体外抑菌活性检测.结果显示,FHYB201030的表面活性素产量相比YUAN.0提高了16.8倍,产量高达353 mg/L.YUAN.0全基因组由1条5209013 bp的完整环状染色体和1条299348 bp的完整环状质粒组成.通过初步分析FHYB201030的重测序数据发现,复合诱变处理致使该菌株CDS出现450个SNP突变位点,主要涉及28个基因序列.复合诱变处理不仅提高了枯草芽胞杆菌的产量,且会影响该菌株的生长周期并提高表面活性素的抗菌能力.相对于YUAN.0,相同浓度的FHYB201030合成的表面活性素(40 mg/L)对细菌和真菌的抑制效果均有增强,并且对指示菌的生长具有明显抑杀作用.综上所述,通过复合诱变手段可以有效地提高枯草芽胞杆菌产表面活性素的能力以及表面活性素的活性,本研究为表面活性素的进一步研究和应用提供了依据.

    表面活性素复合诱变全基因组抗菌

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    菱形节杆菌BFL-3分离鉴定及耐盐碱机理研究

    卢雨欣颜宏白亚妮梁建强...
    1501-1512页
    查看更多>>摘要：耐盐碱微生物资源能促进土壤养分循环,提高植物保水耐盐能力,因此在盐碱土改良领域有重要应用意义.课题组前期分离得到一株耐盐碱细菌菌株BFL-3,为明确该菌株的遗传进化关系、耐盐碱程度及机理,本研究对BFL-3进行了形态学观察和16S rRNA序列分析,采用光密度法研究了BFL-3在不同pH及NaCl胁迫下的生长特性.利用二代测序技术对BFL-3进行全基因组测序分析,并对其进行比对注释,通过qPCR验证BFL-3在含5％NaCl、pH 9的培养基中耐盐碱相关基因的表达.结果显示,菌株BFL-3为菱形节杆菌(Arthrobacter rhombi),其对NaCl的耐受范围为0.5％～10％,对pH的耐受范围为5～10;全基因组测序分析最终获得35条支架(Scaffold)序列,总序列长度为3476199 bp,G+C摩尔百分含量为69.15％,编码基因数量为3170个,含有tRNA基因50个,rRNA基因7个.基因注释显示,菌株BFL-3在氨基酸和碳水化合物代谢途径富集大量基因,同时在离子转运蛋白相关途径富集一定数量的基因,表明BFL-3可能采用相容溶质积累和离子平衡两种策略来响应盐碱胁迫.qPCR验证显示,BFL-3在培养基含5％NaCl、pH值9的条件下,海藻糖合成酶(trehalose synthase,treS)、二氨基丁酸-2-酮戊二酸转氨酶(diaminobutyrate-2-oxoglutarate transaminase,ectB)、谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,gdhA)、甜菜碱/L-脯氨酸ABC转运透性酶(glycine betaine/L-proline ABC transporter permease,proW)、Trk系统钾离子转运蛋白(Trk system potassium transporter,trkA)、胆碱ABC转运透性酶(choline ABC transporter permease,opuBD)表达量均上调,分别是对照的11.0、6.2、6.0、13.1、7.4和6.3倍(P＜0.01),说明菌株BFL-3通过在胞内合成积累海藻糖、四氢嘧啶、谷氨酸等相容性物质并调控离子平衡来缓解盐碱胁迫的压力.本研究结果明确了BFL-3的耐盐碱特性,初步探索了该菌株的盐碱耐受机理,为进一步利用该菌株修复盐碱地提供科学依据.

    菱形节杆菌BFL-3耐盐碱性全基因组测序

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    灰葡萄孢Homeodomain家族基因的鉴定与表达分析

    李白魏雅迪刘英姿曹宏哲...
    1513-1521页
    查看更多>>摘要：Homeodomain家族基因在病原菌的分生孢子发育、致病过程以及胁迫响应过程中发挥重要作用.本研究利用生物信息学方法,在全基因组水平上对灰葡萄孢Homeodomain家族基因进行鉴定,并对其蛋白理化性质、系统进化关系、保守结构域及其在病菌分生孢子发育时期和侵染时期的表达规律进行分析;同时,利用qPCR技术,检测灰葡萄孢Homeodomain家族基因在NaCl、刚果红处理后的表达情况.结果发现,灰葡萄孢基因组中共包含14个Homeodomain家族基因,系统进化分析将其分为4个亚家族;灰葡萄孢Homeodomain家族基因均含有Homeodomain家族典型的SANT结构域,部分基因在分生孢子的不同发育时期和侵染时期上调表达,在NaCl和刚果红处理后Homeodomain家族基因表达水平存在明显差异,表明灰葡萄孢Homeodomain家族基因在病菌生长发育、侵染过程以及响应胁迫方面发挥重要的作用,本研究为阐明灰葡萄孢Homeodomain家族基因的功能及其作用机制提供了理论依据.

    灰葡萄孢Homeodomain家族基因生物信息学分析表达分析

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    单细胞转录组测序在植物组织发育研究中的应用

    苗龙汪文辉何艮华李佳佳...
    1522-1533页
    查看更多>>摘要：单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术能够揭示同一组织中异质细胞的表达谱,在细胞发育轨迹研究中发挥重要作用.目前,拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)以及玉米(Zea mays)等植物中已经逐步开展单细胞转录组研究,但相比动物细胞,植物中单细胞转录组应用尚处于起步阶段.本文阐述了植物单细胞转录组测序常用技术及其在组织发育机制、植物细胞动态发育轨迹、细胞间分化方向与互作关系等研究中的应用,讨论了单细胞转录组测序技术应用在植物中存在的问题和挑战,并对其发展前景进行展望,为利用单细胞转录组测序技术探究植物组织发育机制提供参考.

    单细胞转录组测序植物组织发育轨迹

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    m6A甲基化调控哺乳动物配子成熟和胚胎发育的研究进展

    张梦雅闫业联汪薪刘秋晨...
    1534-1546页
    查看更多>>摘要：配子成熟和胚胎发育是决定哺乳动物繁殖的关键因素,配子成熟和胚胎发育过程受到多种表观遗传信息的调控.N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenine,m6A)是专指发生在RNA腺嘌呤上第六位N原子上的内源性甲基化修饰,是哺乳动物mRNA中最丰富的内部修饰,影响着RNA代谢的多个方面.m6A在哺乳动物配子成熟和胚胎发育中起着重要的作用.m6A修饰异常损害配子成熟、性激素合成、生育能力和早期胚胎发育.本文围绕m6A修饰相关酶及其对哺乳动物配子成熟和早期胚胎发育调控的研究进行综述,以期为深人探究m6A调控哺乳动物配子成熟和胚胎发育的机制提供参考.

    m6ARNA甲基化哺乳动物配子成熟胚胎发育

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    增强VIGE诱导靶基因突变的拟南芥Cas9表达株系筛选

    彭静麦尔哈巴·海散陈林羊卡米燃·买吐送...
    1547-1554页
    查看更多>>摘要：植物病毒介导的基因编辑(virus-mediated gene editing,VIGE)体系可以快速筛选出高效的单向导RNA(single guide RNA,sgRNA)用于植物目标基因的靶向编辑,为定向创制遗传突变体材料提供了基因编辑工具.为了在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中筛选出能高效敲除目标基因的VIGE受体材料,本研究以拟南芥AtBRI1(brassinosteroid insensitive 1)和AtGL2(GLABRA 2)基因为靶标,利用基于棉花叶皱缩病毒(Cotton leaf crumple virus,CLCrV)介导的VIGE系统,探究了以不同组织特异性Cas9超表达(Cas9-OE)株系作为VIGE受体对这2个基因的编辑效率.Qpcr检测了Cas9-OE株系中Cas9基因的表达量,发现Cas9基因在不同组织特异性Cas9-OE株系中稳定遗传表达.利用农杆菌(Agrobacterium)介导的瞬时转化法将CLCrV-AtU6-26::AtBRI1-sgRNA和CLCrV-AtU6-26::AtGL2-sgRNA接种不同组织特异性Cas9-OE植株叶片.突变检测结果表明,3种组织特异性Cas9-OE株系作为VIGE受体均可以实现AtBRI1和AtGL2基因的靶向编辑,在这2个基因靶序列区域出现了不同碱基插入、替换和缺失的突变类型,证明了这3种组织特异性Cas9-OE株系作为VIGE受体的有效性.进一步对每一株接种CLCrV-AtU6-26::AtBRI1-sgRNA和CLCrV-AtU6-26::AtGL2-sgRNA的单株进行突变检测,突变分析结果显示,ProCDC45::Cas9和ProYao::Cas9对AtBRI1和AtGL2基因的编辑效率相对较高,编辑效率为50％～81.25％,表明ProCDC45::Cas9和ProYao::Cas9转基因拟南芥可作为理想的VIGE受体用于拟南芥基因编辑的研究.本研究为进一步提升拟南芥中VIGE系统的基因编辑效率和高效创制拟南芥突变体材料提供了参考.

    病毒介导的基因编辑(VIGE)拟南芥棉花叶皱缩病毒(CLCrV)组织特异性Cas9超表达株系(Cas9-OE)突变体

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