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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

    猪德尔塔冠状病毒感染新生仔猪的肠道病理及超微结构变化分析

    侯宇辰曹亚男杜小妹靳俪雅...
    1471-1482页
    查看更多>>摘要：猪德尔塔冠状病毒(Porcine deltacoronavirus,PDCoV)是近年来新发的猪肠道冠状病毒,给养猪业造成了巨大的经济损失.为了解PDCoV感染新生仔猪(Sus scrofa domesticus)的致病性及肠道的病理超微结构变化,本研究对1日龄新生仔猪攻毒PDCoV CHN-GD16-05毒株后的临床表现、剖检与组织病理学变化、组织嗜性、肠道超微结构变化进行观察及分析.结果发现,新生仔猪攻毒PDCoV后第3天出现严重呕吐、腹泻、精神萎靡、嗜睡等临床症状;剖检发现,攻毒仔猪肠道胀气,肠管扩张,肠壁出血变薄甚至透明,肠腔内积聚黄色液体;PDCoV主要感染仔猪的十二指肠、空肠和回肠;荧光定量PCR和蛋白免疫印迹结果显示,空肠中PDCoV核衣壳蛋白(nucleocapsid,N)基因及其蛋白水平均极显著高于十二指肠和回肠(P＜0.01);进一步空肠组织切片的苏木精伊红染色结果显示,PDCoV感染后破坏肠绒毛结构,引起弥漫性的肠绒毛萎缩甚至融合,隐窝上皮细胞增殖及隐窝深度增加;电镜观察也发现PDCoV感染后的仔猪肠绒毛萎缩,肠上皮细胞的微绒毛断裂脱落,细胞间紧密连接被破坏,胞质空泡状细胞增多,线粒体数目减少且体积增大;此外,PDCoV感染刺激宿主的抗病毒相关基因表达,促进干扰素α(interferon α,IFN-α)、IFN-β、IFN-λ和其下游干扰素刺激基因黏病毒抗性蛋白1(myxovirus resistance 1,MX-1)、干扰素刺激基因15(interferon-stimulating gene 15,ISG-15)、干扰素诱导的四肽重复蛋白1(interferon induced protein with tetratricopeptide repeats 1,IFIT1)、2'-5'-寡腺苷酸合成酶1(2'-5'-oligoadenylate synthetase 1,OAS1)、2'-5'寡腺苷酸合成酶样蛋白(2'-5'-oligoadenylate synthetase like,OASL)及炎症因子肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、白细胞介素 1β(interleukin 1β,IL-1β)、IL-6、C-C基序趋化因子配体 20(C-C motif chemokine ligand 20,CCL-20)基因的表达.以上结果表明,PDCoV感染新生仔猪后能够迅速入侵小肠,尤其在空肠上皮细胞中大量复制,导致感染的肠上皮细胞变性坏死进而引起肠绒毛萎缩,造成渗透性腹泻.本研究为阐明PDCoV感染仔猪的致病机制提供理论基础.

    猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)新生仔猪肠道超微结构

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    黄瓜FRK基因家族的鉴定及其表达分析

    马娟娟侯栋黄书超张东琴...
    1483-1493页
    查看更多>>摘要：果糖激酶(fructokinase,FRK)是果糖磷酸化过程中主要的催化酶,在调节植物生长发育过程中起关键作用.为了深入研究黄瓜(Cucumis sativus)FRK基因功能,本研究对黄瓜FRK基因家族及其分子特征进行系统鉴定和分析,并对非生物胁迫下的基因表达模式进行分析,结果显示,黄瓜FRK基因家族有12个成员,分布于7条染色体上;编码氨基酸个数为331～588,分子量为35.63～65.90 kD;系统进化分析将黄瓜FRK基因家族划分为3个亚族,每个亚族中的基因结构和保守基序基本一致;启动子序列主要含有光响应、低温响应、干旱响应、激素响应、防御应激和植物生长发育相关等顺式作用元件.组织特异性表达分析显示,黄瓜部分FRK基因在根、茎、叶、雌花和雄花等组织器官中的表达量均较低或不表达,且黄瓜FRK基因具有组织特异性;非生物胁迫表达分析显示,CsaFRK6、CsaFRK8和CsaFRK12在低温胁迫下显著上调表达(P＜0.05);CsaFRK2、CsaFRK5 和 CsaFRK7 在盐胁迫下显著上调表达(P＜0.05);CsaFRK1～CsaFRK9在干旱胁迫下显著上调表达(P＜0.05),表明黄瓜FRK基因在不同组织器官以及响应非生物胁迫时的表达模式存在差异.本研究为阐明黄瓜的基因功能及响应非生物胁迫提供了参考.

    黄瓜果糖激酶(FRK)非生物胁迫

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    基于InDel标记挖掘与番茄果实性状相关的候选基因

    董洁王娜火顺利李宁...
    1494-1503页
    查看更多>>摘要：番茄(Solanum lycopersicum)作为一年生草本植物,含有丰富的营养物质,随着市场需求的变化,培育高产优质的番茄品种成为育种的主要目标之一.番茄果实种子数、可溶性固形物、横径和纵径对提高其产量和品质具有重要的意义.本研究通过插入/缺失(insertion/deletion,InDel)标记进行番茄果实种子数、可溶性固形物、横径和纵径的QTL定位,基于RNA-seq挖掘候选基因.本研究以果实种子数少、可溶性固形物含量低、横径和纵径小的'小花番茄'为父本,以果实种子数多、可溶性固形物含量高、横径和纵径大的'M82'为母本,通过杂交得到60个家系的F2群体.通过对表型数据的调查,进行相关性和聚类分析.以番茄的基因组信息为基础,挖掘与番茄果实性状相关的候选基因.结果表明,'小花番茄'和'M82'及其杂交的60个家系的F2番茄材料种子数、可溶性固形物含量、纵径和横径的变异系数均大于10%,偏度和峰度显示这4个性状均服从正态分布,种子数与可溶性固形物含量、纵径和横径正相关,可溶性固形物含量与纵径和横径负相关,纵径和横径正相关.25对亲本间多态性InDel标记在62份番茄中,共检测到149个位点.非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means,UPGMA)聚类分析表明,在遗传相似性系数为0.70～0.75时,62份番茄可分为4类.基于25对多态性InDel标记,总计得到5个QTL,挖掘到4个候选基因,并通过RNA-seq分析了候选基因的表达模式,Solyc12g027770同时在种子数和可溶性固形物被定位到.本研究为番茄果实种子数、可溶性固形物和纵径的遗传解析和分子机制研究及分子标记开发提供了参考.

    番茄插入/缺失标记(InDel)果实QTL候选基因

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    豌豆NAC基因家族鉴定及其在干旱胁迫下的响应分析

    刘飞杨亲康何德钏邢宝龙...
    1504-1517页
    查看更多>>摘要：NAC是植物特有的一类重要的转录因子,在植物生长发育及抗逆响应中发挥着重要作用.本研究通过与拟南芥(Arabidopsis thaliana)和大豆(Glycine max)的基因组进行序列比对,在豌豆(Pisum sativum)基因组中鉴定出84个NAC基因,不均匀地分布在7条染色体上,分为13个亚家族,所有亚家族成员的N端均含有高度保守的序列,C端为高度可变的序列,同一个亚家族成员的保守基序类型和数量较相似,且含有特定的保守基序;大多数基因含有3个外显子;分别有29和50个PsNAC基因与拟南芥和大豆基因组存在种间共线性;79个基因至少含有1个与干旱、低温等非生物胁迫相关的作用元件;干旱胁迫表达谱表明,60个PsNAC基因对干旱胁迫具有明显响应,分别有75.0%和81.7%的基因在干旱胁迫的初期和后期出现明显的响应,表明PsNAC基因在豌豆干旱的不同时期均具有重要的作用.其中有5个PsNAC基因在干旱胁迫48h后的地上部或根系具有较高的响应水平.本研究分析了豌豆NAC基因家族成员信息,为鉴定和筛选抗旱基因提供了参考.

    豌豆NAC基因家族生物信息学分析干旱胁迫

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    姜OSCA基因家族的鉴定及表达分析

    龙茶汪淘花河兰吴媛...
    1518-1532页
    查看更多>>摘要：钙通透性阳离子通道蛋白(hyperosmolarity-gate calcium-permeable channels,OSCA)是一种机械敏感性成孔离子通道,能调节渗透胁迫下植物细胞内的Ca2+浓度以及水分运输速率,在植物的高渗应激中起着重要作用.为了解OSCA基因家族在姜(Zingiber officinale)中的结构特征和表达特点,本研究对姜OSCA基因家族进行鉴定与表达分析.结果表明,从姜基因组中鉴定到了38个OSCA基因家族成员,分别定位于14条染色体上.亚细胞定位预测表明,姜OSCA家族成员主要定位于质膜上.启动子顺式作用元件分析显示,38个ZoOSCAs含有茉莉酸甲酯、脱落酸以及干旱等多种于逆境和激素应答响应元件.盐胁迫转录组及干旱处理的荧光定量结果显示,盐胁迫下叶和根茎中分别有18和23个家族成员表达量上调;干旱处理下14个成员中有11个表达量上调,且ZoOSCAs在不同组织中的表达水平不同.本研究可为深入揭示ZoOSCAs的功能和作用机制提供基础资料.

    姜钙通透性阳离子通道蛋白(OSCA)基因家族鉴定表达分析

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    火龙果HpTCP9基因克隆及其在干旱胁迫下的表达分析

    倪芮罗悠悠黄渺蔡骏一...
    1533-1542页
    查看更多>>摘要：TCP(teosinte branched1/cycloidea/proliferating cell factor)是植物特有的转录因子,广泛参与植物的生长发育和应答环境胁迫过程.TCP9是TCP基因家族Ⅰ类成员,在植物应答干旱非生物胁迫中发挥重要作用.火龙果(Hylocereus)具有很强的抗旱性,是研究植物抗旱的理想材料.为探究TCP9基因在火龙果抗旱性中的生物学功能,本研究以红肉火龙果(Hylocereus polyrhizus)品种'大红'为供试材料,利用RT-PCR技术对红肉火龙果HpTCP9基因进行克隆.克隆出的HpTCP9(GenBank No.OR145855.1)基因ORF长729 bp,编码242个氨基酸,分子量为24.86 kD,等电点为5.04,亲水指数为1.021.结构域分析表明,HpTCP9蛋白含有1个典型的TCP保守结构域.蛋白结构预测结果表明,HpTCP9蛋白的氨基酸中α螺旋占比12.40%,无规则卷曲占比66.12%,延伸链占比12.81%,β转角占比8.68%.构建携带GFP标签的pCAMBIA2300-HpTCP9-GFP过表达载体,通过拟南芥(Arabidopsis thaliana)原生质体转化法检测出HpTCP9为核定位蛋白.实时荧光定量PCR分析HpTCP9在干旱处理下的表达模式,结果表明,HpTCP9基因在20%PEG6000模拟干旱处理诱导下显著上调表达,表达量与处理时长呈正相关.综上,HpTCP9属于TCP家族Ⅰ类亚家族成员,具有TCP保守结构域,是定位于细胞核的疏水蛋白,且在火龙果的干旱耐受性方面发挥功能.本研究为深入探究火龙果HpTCP9基因功能提供理论依据.

    红肉火龙果HpTCP9基因克隆干旱胁迫

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    马尾松超氧化物歧化酶(SOD)基因家族鉴定及表达分析

    李燕李良良丁贵杰
    1543-1553页
    查看更多>>摘要：超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是植物抗氧化系统的关键酶,通过清除生物体产生的活性氧来保护植物免受生物和非生物胁迫.马尾松(Pinus massoniana)是具有较强抗旱能力的先锋树种,对其进行高温和干旱响应机制的研究,将有助于深入了解植物的抗逆机制.本研究对马尾松干旱、高温及高温-干旱复合胁迫转录组数据进行挖掘,对马尾松SOD基因家族进行鉴定和生物信息学分析,对高温、干旱以及高温-干旱复合胁迫下的PmSOD基因家族表达模式进行分析.结果显示,共鉴定出8个PmSOD家族成员,包括4个Cu/Zn-SODs(CSDs)、2个Fe-SODs(FSDs)和2个Mn-SODs(MSDs);同一类型的家族成员具有相同的蛋白结构域、相似的亚细胞定位和保守基序.基因表达分析显示,3种胁迫诱导PmSOD基因家族特异性表达,复合胁迫下的PmSOD基因家族表达模式与单一高温或干旱胁迫的表达模式不同;PmCSD1和PmCSD4在各胁迫处理下显著上调表达,提示PmCSD1和PmCSD4可能是马尾松非生物胁迫反应中的关键基因.本研究为深入探讨SOD在马尾松生长和逆境适应中的功能和应用提供基础资料.

    马尾松超氧化物歧化酶(SOD)高温干旱复合胁迫

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    樱黄素通过Nrf2通路抑制脂多糖诱导的奶牛乳腺上皮细胞炎症反应和脂质过氧化

    姚端阳兰政慧王若冰丰艳妮...
    1554-1563页
    查看更多>>摘要：乳房炎对奶牛(Bos taurus)的健康和产奶量产生极大的影响,导致乳制品质量降低,给整个奶牛产业带来了巨大的经济损失.樱黄素(prunetin,Pru)具有抗过敏、抗炎等生物活性.本研究旨在探索樱黄素对脂多糖诱导的奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells,BMECs)炎症反应和脂质过氧化的影响及其机制.将实验分为对照(CK)组、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)(10 μg/mL)组、脂多糖添加樱黄素(10,20,40和80 μmol/L)(LPS+Pru)组和脂多糖加铁死亡抑制剂(ferrostatin-1,Fer-1)(10 μmol/L)(LPS+Fer-1)组,分别检测炎症因子、核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB)和核转录相关因子(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)/Kelch样ECH关联蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1,Keap1)信号通路蛋白的表达水平.结果显示,LPS可引起肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、IL-6和IL-8等炎症因子的基因和蛋白水平显著上调.LPS提高Fe2+、活性氧(reactive oxygen species,ROS)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量.樱黄素可下调TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8基因及其蛋白的表达,上调Nrf2基因及其蛋白表达水平,抑制NF-κB信号通路,降低细胞死亡率.樱黄素还可降低Fe2+、ROS和MDA含量,提高谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)和铁蛋白重链1(ferritin heavy polypeptide 1,FTH1)基因表达水平.上述结果表明,LPS诱导奶牛乳腺上皮细胞的炎症反应和脂质过氧化,樱黄素通过激活Nrf2和抑制NF-κB来抑制脂质过氧化,进而减少LPS诱导的BMECs的炎性反应,从而达到细胞保护作用.本研究为樱黄素减轻LPS诱导的BMECs炎性反应和氧化损伤提供了理论支持,对于保护奶牛乳腺健康提供了新思路.

    奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)樱黄素脂质过氧化脂多糖(LPS)核转录相关因子(Nrf2)核因子κB(NF-κB)

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    江泉黑猪PLAG1基因多态性及其与生长性能的关联分析

    马小燕王文文郑凤玲刘汇鑫...
    1564-1576页
    查看更多>>摘要：多形性腺瘤基因1(plemorphic adenoma gene 1,PLAG1)在调控畜、禽生长发育方面具有重要影响.为探究江泉黑猪PLAG1的单核苷酸多态性及其与生长性能的关系,本研究以277头体重100 kg左右的江泉黑猪为材料,通过Mass ARRAY分子量阵列技术检测其PLAG1基因的突变信息,并将SNP与生长性状进行关联分析.结果显示,在PLAG1基因的5'调控区存在3个SNP,3'调控区存在1个SNP.其中,g.75645278A>T和g.75693827A>G位点的多态信息含量(PIC)均为0.35,呈中度多态(0.25＜PIC＜0.50);g.75686279G>A和g.75686320T>C位点呈低度多态(PIC＜0.25);遗传学分析表明,只有g.75686279G>A位点基因型频率的分布处于哈代-温伯格平衡,其余位点均显著偏离哈代-温伯格平衡(P＜0.05).连锁不平衡分析及生长性状关联性结果表明,g.75645278A>T和g.75693827A>G位点为完全连锁,且与达100 kg体重日龄、胸围和腹围呈极显著相关(P＜0.01).在g.75645278A>T位点中,AA型个体达100 kg体重日龄显著高于TT型和TA型(P＜0.05);TT型和TA型个体胸围和腹围显著高于AA型个体(P＜0.05).用位点g.75686279G>A、g.75686320T>C和g.75693827A>G构建了GCA、GTG、GTA和ATG4种优势单倍型和7种联合基因型.7种联合基因型显著影响达100 kg体重日龄(P＜0.05),极显著影响胸围和腹围(P＜0.01).在胸围、腹围2个性状上,单倍型GCA和ATG存在极显著互作效应(P＜0.01),在体高上存在显著互作效应(P＜0.05).单倍型GTG和ATG在背高性状上存在显著互作效应(P＜0.05).综上所述,PLAG1基因位点的SNP与江泉黑猪的生长性能有显著相关性,g.75645278A>T和g.75693827A>G位点可作为江泉黑猪生长性能的候选分子标记位点.本研究为江泉黑猪的选育工作提供理论支持.

    江泉黑猪多形性腺瘤基因1(PLAG1)SNP生长性能单倍型分析关联分析

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    柯乐猪METTL23基因多态性与繁殖性能的关联性分析

    向进王春源罗华伦吴燕...
    1577-1586页
    查看更多>>摘要：甲基转移酶23(methyltransferase like 23,METTL23)对于猪(Sus scrofa)早期胚胎及组织器官发育过程具有重要促进作用,为了分析METTL23基因SNP位点的遗传效应对繁殖性状的影响,本研究以240头健康的经产柯乐猪母猪为研究对象,采用Sanger测序法对METTL23基因的SNP位点进行筛选鉴定,并利用SPSS 22.0软件分析SNP位点与柯乐猪的繁殖性状指标的关联性.结果表明,在柯乐猪METTL23基因共发现g.4804958G＞T(第1内含子)、g.4805082C＞T(第2外显子)和g.4806821A＞G(第4外显子)3个SNPs位点,均存在3种基因型,其中GT、CC和AA分别为对应突变位点的优势基因型,G、C和A分别为对应突变位点的优势等位基因,多态信息含量均表现为中度多态(0.25＜PIC＜0.50).连锁不平衡分析显示,3个SNPs突变位点间不存在强连锁不平衡效应.关联分析显示,g.4804958G＞T位点对产活仔猪数、初生窝重和断奶仔猪数有显著影响(P＜0.05);g.4806821A＞G位点对初生窝重、初生平均重和断奶仔猪数有显著影响(P＜0.05).双倍型H4H4(GGCCGG)对产活仔猪数、初生窝重、断奶仔猪数、断奶窝重和断奶平均重有极显著影响(P＜0.01).综上,g.4805082C＞T和g.4806821A＞G对柯乐猪繁殖性能有显著影响,双倍型H4H4(GGCCGG)对繁殖性能有极显著影响,METTL23可以作为分子育种辅助标记.本研究为猪的遗传育种提供了理论参考.

    甲基转移酶23(METTL23)柯乐猪多态性关联性分析繁殖性能

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