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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

    绵羊布鲁氏杆菌抗性基因IRF3上游调控区克隆及其基因编辑单克隆细胞株的筛选

    王媛媛叶丽君朱妍妍陈玉欣...
    1555-1566页
    查看更多>>摘要：布鲁氏菌病(Bruollosis)是对羊养殖业危害最严重的传染病之一,在山羊(Capra hircus)中,干扰素调节因子3(interferon regulatory factor 3,IRF3)基因调控区的突变对抵抗布鲁氏杆菌(Brucella)的感染起到一定抑制作用.绵羊与山羊的IRF3基因高度同源,可通过基因编辑技术在绵羊(Ovis aries)中引入相同类型的IRF3突变,获得IRF3基因编辑的绵羊单克隆细胞株,并为后续利用体细胞核移植技术制备具有抗布鲁氏菌病的基因修饰绵羊提供供体细胞.本研究利用CRISPR/Cas9及先导编辑(prime editing,PE)技术对绵羊IRF3基因的上游开放阅读框(upstream open reading frame,uORF)进行编辑.首先根据NCBI数据库绵羊的IRF3参考序列设计引物,经过IRF3克隆和测序获得湖羊的IRF3序列;在此基础上设计靶向的小向导RNA(small guide RNA,sgRNA)及先导编辑向导RNA(primer editing sgRNA,pegRNA)序列,并将其构建到表达载体上,结合CRISPR/Cas9或PE表达载体转染湖羊胎儿成纤维细胞株,经单克隆细胞筛选,成功利用CRISPR/Cas9获得2株IRF3-uORF靶点位置精准缺失10 bp的阳性单克隆细胞株.而利用PE技术未获得IRF3-uORF精确编辑的单克隆细胞株.本研究为结合体细胞克隆技术在个体水平上获得抗布鲁氏菌病绵羊育种新材料和探究与IRF3相关抗病的机制提供新思路.

    CRISPR/Cas9先导编辑(PE)干扰素调节因子3(IRF3)布鲁氏杆菌绵羊

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    玉米脂氧合酶家族基因的鉴定及禾谷镰刀菌侵染与茉莉酸甲酯处理下的表达分析

    李薇张玮煜刘英姿马文骁...
    1567-1577页
    查看更多>>摘要：脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)是植物体内重要的氧化还原酶,广泛参与植物生长和发育,响应生物与非生物胁迫等过程.目前,玉米(Zea mays)LOX家族成员及其在茉莉酸(jasmonic acid,JA)信号通路中的作用均未明确.为明确玉米LOX家族成员及其功能,本研究利用生物信息学方法,对玉米LOX家族基因进行了鉴定,分析了其系统进化、保守基序、组织表达特异性以及生物与非生物胁迫下的表达规律;利用qRT-PCR技术,检测了玉米LOX家族基因在禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)侵染和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理下的表达规律.结果发现,玉米基因组中包含13条LOX基因,可分为9-LOX、13-LOX TypeⅠ和13-LOX TypeⅡ3类,并且全部包含保守的脂氧合酶基序;玉米LOX家族基因在不同组织与生物和非生物胁迫下的表达水平呈现显著差异(P＜0.05);禾谷镰刀菌侵染和MeJA处理后,13条玉米LOX家族基因的表达量均显著上调(P＜0.05),表明玉米LOX家族基因在玉米生长发育以及响应不同生物与非生物胁迫过程可能具有重要功能.本研究为深入了解玉米LOX家族基因的功能及其作用机制提供参考依据.

    脂氧合酶(LOX)茉莉酸甲酯(MeJA)生物信息学玉米

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    割手密GRAS基因家族鉴定及表达分析

    黄翠霖林萍萍赵新旺张木清...
    1578-1594页
    查看更多>>摘要：甘蔗(Saccharum officinarum)是重要的糖料和生物能源作物,其产量受到各种生物胁迫和非生物胁迫的影响.割手密(S.spontaneum)是甘蔗栽培育种过程中的重要亲本之一.GRAS(GAI-RGA-SCR)转录因子在植物光形态建成、种子萌发、根系生长及防御应答等过程中起重要调控作用.本研究利用GRAS结构域的隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)配置文件,从割手密基因组中鉴定出173个GRAS基因家族成员,分布于割手密30条染色体.利用最大似然法进行系统发育分析,结果显示,173个割手密GRAS家族基因可分为8个亚家族;基因结构分析显示,GRAS家族基因在C端含有至少1个保守的GRAS结构域,61.2%的GRAS家族基因存在至少1个内含子;GRAS家族基因上游2000 bp序列启动子顺式作用元件分析显示,所有GRAS启动子区域存在应答生物和非生物胁迫的顺式作用元件,表明其可能涉及多种逆境胁迫的调控过程.转录组数据分析显示,割手密GRAS家族成员在茎和叶的不同发育时期存在较大的表达差异,qRT-PCR验证9个基因在成熟茎叶组织的表达,其结果与转录组数据一致,推测GRAS家族成员在割手密生长发育调控中发挥不同作用;胁迫分析表明,SsPAT1.8-1和SsDELLA6-2受甘蔗梢腐病病原菌胁迫诱导表达;SsPAT1.8-2、SsPAT1.9、SsPAT1.10、SsDELLA2、SsSCR2、SsDELLA1-2、SsSCL3.1-2和SsHAM9受甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,ScMV)胁迫诱导表达;SsSCL3.2-1受干旱胁迫诱导表达.以ScMV侵染抗病品种'B48',qRT-PCR检测结果显示,SsSCR2在+1叶中上调表达,SsHAM9在+1和-3叶中均上调表达,SsLISCL11-1在-3叶中下调表达.上述结果提示,GRAS家族基因可能在甘蔗对不同胁迫的响应中发挥调节功能.本研究为进一步解析甘蔗GRAS家族基因的功能提供基础资料,为甘蔗抗逆育种提供潜在的基因资源.

    甘蔗GRAS(GAI-RGA-SCR)基因家族表达分析逆境胁迫

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    基于水杨酸和茉莉酸拮抗作用的烟碱合成调节研究

    李寒蔡凯高维常李想...
    1595-1609页
    查看更多>>摘要：在烟叶生产中,我国烟叶的烟碱含量不同程度偏高,致使烟叶的化学成分不协调,影响了烟叶的工业可用性,造成烟叶大量库存积压.因此,有效降低烤烟烟叶中的烟碱含量已成为了烟叶生产的重要议题.本研究基于打顶等机械损伤可通过激活茉莉酸(jasmonic acid,JA)信号途径以刺激烟株烟碱的合成为切入点,探究利用水杨酸(salicylic acid,SA)和JA在信号传导中的拮抗作用调节烟株烟碱的合成,揭示SA拮抗JA信号调节烟碱合成的可能途径.以'云烟87'(Nicotiana tabacum cv.'Yunyan 87')为实验材料,待烟草生长至盛花期时,对其进行打顶、采叶等机械损伤处理,分析机械损伤处理后根施SA对烟碱合成相关基因的表达、烟株总氮和烟碱含量的影响;并对经JA、SA、JA+SA处理的烟苗根系进行转录组学分析.结果表明,多重机械损伤能够进一步诱导烟碱合成相关基因的表达,促进体内氮素向烟碱合成途径的转化;SA能拮抗JA信号,抑制烟碱合成相关基因的表达,阻碍体内氮素向烟碱合成途径的转化,降低烟株的烟碱含量;转录组学的共表达网络分析中,14个分别隶属于bHLH、AP2-EREBP和WRKY家族的转录因子不仅能被SA显著诱导,而且其表达模式与烟碱合成相关基因呈负相关关系;启动子元件分析显示,烟碱合成相关基因的启动子区域广泛分布着能被bHLH、AP2/ERF和WRKY识别的顺式作用元件,为bHLH、AP2-EREBP和WRKY转录因子参与SA拮抗JA信号途径,并通过靶向结合启动子区域以抑制烟碱合成相关基因的转录提供了可能.本研究为有效调节烟碱合成、改良烟叶质量提供了参考.

    烟草烟碱茉莉酸水杨酸拮抗

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    杉木OFP基因家族的表达模式及亚细胞定位

    应威洋胡现铬黄华宏林二培...
    1610-1622页
    查看更多>>摘要：卵形家族蛋白(OVATE family protein,OFP)是植物特有的一类调控植物形态建成和次生壁发育的转录因子,目前在杉木(Cunninghamia lanceolata)中尚未见该基因家族的相关报道.本研究基于全长转录组数据,鉴定杉木OFP基因家族成员,进行序列和进化树构建分析,并检测其在不同组织和器官中的表达模式及编码蛋白的亚细胞定位情况.结果显示,鉴定到6个杉木OFP基因,均包含典型的OVATE结构域且不含内含子,分散于5个亚组中.实时荧光定量PCR显示,6个ClOFPs的表达模式不尽相同,其中ClOFP1在杉木幼叶中的表达量最高,在茎中的表达量呈现随木质化程度提高而下降的趋势;ClOFP2在雌球花中的表达量最高,ClOFP3在根中的表达最高且2个基因在低木质化茎(S1)中的表达量较在其他茎中高;ClOFP4在雌、雄球花和叶片中的表达量普遍较高;ClOFP5在雄球花中的表达量最高,且在茎中的表达量随木质化程度提高而上升;ClOFP6在茎段、雌球花中的表达量相对较高.此外,所有ClOFPs基因在叶片中的表达呈现随叶片成熟程度增加而减弱的趋势.亚细胞定位结果显示,ClOFP1蛋白定位在细胞壁上,ClOFP2/3蛋白定位在细胞膜上,ClOFP4/5/6蛋白定位在细胞核中,表明杉木ClOFPs基因很可能具有不同的调控途径.因此,ClOFPs基因在杉木的球花、叶和茎等器官的发育以及木质素合成方面具不同的调控作用.研究结果为深入研究杉木器官形态建成和木材形成提供理论依据,同时也为杉木分子育种提供潜在的基因资源.

    杉木卵形家族蛋白(OFP)基因家族基因克隆表达模式亚细胞定位

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    PDK1、HIF-1α及VEGF在不同年龄牦牛肺脏中的表达差异

    张伊阳陈树吾李斯佳李睿...
    1623-1631页
    查看更多>>摘要：丙酮酸脱氢酶激酶1(pyruvate dehydrogenase kinase 1,PDK1)低氧下可由缺氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor 1α,HIF-1α)诱导并参与调控糖酵解反应,同时可上调HIF-1α的靶基因血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表达,促进肺组织结构的重塑.为了揭示PDK1、HIF-1α及VEGF因子在不同年龄牦牛(Bos grunniens)肺脏中的表达分布特点,探讨其在牦牛肺脏适应高原低氧环境可能的调控作用,本研究通过采集新生、6月龄、3岁、6岁健康牦牛的肺脏组织,运用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色、免疫组织化学染色、光密度分析、qRT-PCR和蛋白免疫印迹的方法,对不同年龄组牦牛肺脏组织中PDK1、HIF-1α及VEGF的分布以及表达量的差异性进行研究.HE染色结果显示,随着年龄的增长,终末细支气管管壁平滑肌增厚.免疫组化和光密度分析结果显示,PDK1、HIF-1α及VEGF主要分布在不同年龄牦牛肺终末细支气管及其分支的单层纤毛柱状上皮以及伴行动脉、肺泡壁上.qRT-PCR结果显示,PDK1和HIF-1α基因的相对表达量在6岁组表达量最高,3岁组表达次之.VEGF基因的相对表达量在4个年龄组均差异性不显著.Western blot结果显示,PDK1蛋白在6岁组的表达量显著低于新生、6月龄和3岁组(P＜0.05),HIF-1α和VEGF蛋白在6岁组的表达量显著高于新生、6月龄和3岁组(P＜0.05).PDK1的蛋白表达量会随着年龄的增长先上升后下降,HIF-1α和VEGF则呈现升高的趋势,推测PDK1、HIF-1α及VEGF蛋白在低氧下可调节肺内葡萄糖代谢和血管重塑过程.综上,PDK1、HIF-1α及VEGF可能在牦牛肺脏发育过程中起重要作用,并参与调控牦牛适应高原低氧环境.本研究为不同年龄牦牛高原低氧适应性机制的比较研究提供了基础资料.

    牦牛肺脏丙酮酸脱氢酶激酶1(PDK1)缺氧诱导因子1α(HIF-1α)血管内皮生长因子(VEGF)

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    牦牛繁殖周期不同阶段子宫中EGF、EGFR及HIF-2α的表达与定位研究

    龙敏崔燕王彪庞鑫...
    1632-1640页
    查看更多>>摘要：表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)及其受体(epithelial growth factor receptor,EGFR)可在一定程度上调节子宫内膜上皮细胞生长和存活,低氧诱导因子-2α(hypoxia inducible factor-2α,HIF-2α)是调节子宫内部环境及动物适应低氧环境的主要因子之一,三者均可影响子宫的发育及功能的正常发挥.本研究以不同时期牦牛(Bos grunniens)子宫为研究对象,采用免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)方法对EGF、EGFR及HIF-2α在牦牛子宫内的表达进行定位检测;利用qPCR和Western blot方法检测并分析EGF、EGFR以及HIF-2α在牦牛不同时期子宫中mRNA和蛋白水平的表达差异,探究其参与牦牛生殖发育的分子机制.IHC结果显示,EGF、EGFR和HIF-2α在3个时期子宫中均主要分布在牦牛子宫内膜上皮的胞质、子宫腺、血管内皮细胞、淋巴细胞;qPCR结果显示,EGF在黄体期的相对表达量显著高于卵泡期和妊娠期(P＜0.05),EGFR和HIF-2α在卵泡期相对表达量显著高于黄体期和妊娠期(P＜0.05);Western blot结果显示,EGF、EGFR和HIF-2α在妊娠期相对表达量显著高于卵泡期和黄体期(P＜0.05).综上所述,EGF、EGFR与HIF-2α在子宫中广泛分布,且三者在不同时期的表达存在差异,提示其可能在牦牛生殖过程中子宫的生理活动中发挥着重要作用.本研究进一步阐明EGF、EGFR和HIF-2α从发情到妊娠过程中在牦牛子宫中的表达变化,为研究其在低氧环境下牦牛繁殖周期不同阶段子宫内膜发育机制中的作用提供了基础资料.

    牦牛子宫表皮生长因子(EGF)表皮生长因子受体(EGFR)低氧诱导因子-2α(HIF-2α)

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    转录因子ID1对绵羊卵泡颗粒细胞增殖和凋亡的影响

    张配颖宋鹏琰周荣艳付强...
    1641-1650页
    查看更多>>摘要：DNA结合抑制因子1(inhibitor of DNA binding 1,ID1)在机体内广泛存在,影响细胞的增殖和凋亡.为揭示转录因子ID1在绵羊(Ovis aries)卵泡颗粒细胞增殖和凋亡过程中的作用,本研究构建了真核过表达载体pcDNA3.1-ID1,设计合成了ID1 RNA干扰片段(siID1),将分离培养的绵羊卵泡颗粒细胞进行卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone,FSH)处理,24 h后利用qRT-PCR检测ID1基因表达.结果显示,FSH处理细胞后,ID1基因表达量极显著降低(P＜0.01).进一步将pcDNA3.1、pcDNA3.1-ID1、siID1和siNC(siID1的阴性对照)转染颗粒细胞,采用CCK-8法检测转染5d内颗粒细胞的增殖,转染48h后,采用JC-1试剂盒检测颗粒细胞的凋亡,并利用qRT-PCR检测增殖与凋亡相关基因的表达变化.结果显示,过表达ID1的颗粒细胞存活率降低,JC-1绿色荧光增强,增殖相关基因周期蛋白依赖性激酶2(cyclin dependent kinase 2,CDK2)、周期蛋白依赖性激酶4(cyclin dependent kinase 4,CDK4)和细胞周期素D2(cyclin D2,CCND2)的表达量显著降低(P＜0.05),凋亡相关基因B淋巴细胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2,Bcl2)的表达量显著降低(P＜0.05),Bcl2相关X蛋白(Bcl2-associated X protein,Bax)基因表达量显著升高(P＜0.05),胱天蛋白酶3(caspase-3,Casp3)基因表达量极显著升高(P＜0.01);抑制ID1表达颗粒细胞存活率升高,JC-1绿色荧光减弱,增殖相关基因CDK2和CCND2的表达量极显著升高(P＜0.01),CDK4基因表达量显著升高(P＜0.05),凋亡相关基因Bcl2的表达量极显著升高(P＜0.01),Bax基因表达量显著降低(P＜0.05).综上所述,转录因子ID1抑制了绵羊颗粒细胞的增殖且促进了颗粒细胞的凋亡,本研究结果为探讨ID1在卵泡颗粒细胞中的生物学功能及揭示其在卵泡发育中的作用提供了基础资料.

    DNA结合抑制因子1(ID1)绵羊颗粒细胞增殖凋亡

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    双峰驼GP2的原核表达、抗体制备及其在回肠中的表达

    刘柯江李沛轩张睿王亭玮...
    1651-1658页
    查看更多>>摘要：糖蛋白2(glycoprotein 2,GP2)是由粘液腺和分泌细胞产生的一种糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins,GPI-APs),能够摄取肠腔内的病原菌,对维持机体的稳态具有重要意义.为获得抗双峰驼(Camelus bactrianus)GP2的抗体并研究GP2在双峰驼回肠中的表达情况,将双峰驼GP2基因(GenBank No.XM_045521202.1)连接至pET-28a,构建重组质粒pET-28a-GP2,再转入大肠杆菌(Escherichia coli)感受态细胞BL21(DE3)中诱导表达,优化诱导条件后,通过SDS-PAGE和Western blot验证.用已获得目的蛋白制备兔抗双峰驼GP2多克隆抗体,并通过ELISA和Western blot检测效价及其特异性,最后采用免疫组织化学染色方法了解其在回肠中的表达情况.结果表明,GP2蛋白的大小约为 65 kD,最佳诱导条件为 0.5 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside,IPTG)6 h,主要以包涵体的形式表达.经ELISA和Western blot检测,抗体效价为1∶2.56×105,能特异性识别重组蛋白GP2.免疫组织化学染色结果显示,GP2主要在回肠的滤泡相关上皮表达,并且在微皱褶细胞的细胞膜上表达.本研究为GP2的后续研究提供了参考,同时丰富了黏膜免疫的相关理论,解决了目前市场上没有商品化抗体的问题,为开发新型药物提供抗体支撑.

    双峰驼糖蛋白2(GP2)原核表达抗体制备回肠

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    维生素E通过抑制氧化应激缓解鹅卵泡颗粒细胞凋亡

    皇甫奕雯宋莉娜侯丽娥张扬...
    1659-1670页
    查看更多>>摘要：氧化应激介导的鹅(Anser cygnoides)卵泡颗粒细胞(granulosa cells,GCs)凋亡影响鹅产蛋性能.本研究旨在探讨抗氧化剂维生素E(vitamin E,VE)对鹅卵泡GCs凋亡的缓解作用.通过添加H2O2(100 μmol/L)建立鹅卵泡GCs氧化应激模型,并在体外检测氧化应激对鹅卵泡GCs凋亡的影响.在该模型中分别添加4种不同浓度的原花青素、白藜芦醇、没食子酸和VE,筛选出最佳缓解剂及最适浓度.进一步采用ELISA、qPCR和免疫荧光检测等技术探讨最佳缓解剂VE对氧化应激介导的鹅卵泡GCs凋亡的作用.结果表明,100 μmol/L H2O2处理12h极显著促进鹅卵泡GCs凋亡(P＜0.01);4种不同抗氧化剂中,40 μmol/L VE对氧化应激模型的缓解作用最佳(P＜0.01),添加后可减少细胞乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)的释放量(P＜0.05),降低氧化应激相关基因超氧化物歧化酶1(superoxide dismutase 1,SOD-1)、SOD-2、过氧化氢酶(catalase,CAT)表达量、环氧化酶 2(cyclooxygenase,COX-2)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量(P＜0.05);细胞增殖活力显著上升(P＜0.05)且呈剂量依赖性,抗凋亡基因B细胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)的表达量显著上升(P＜0.05),促凋亡基因半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(cysteinyl aspartate specific proteinase 3,Caspase3)、Caspase9和肿瘤抑制基因肿瘤蛋白p53(tumor protein p53,p53)的表达量显著下降(P＜0.05),细胞凋亡数显著降低(P＜0.05).本研究表明,在氧化应激诱导条件下,鹅卵泡GCs存在明显的凋亡,添加VE可抑制氧化应激缓解鹅卵泡GCs凋亡,本研究可为提高鹅的产蛋性能提供参考.

    维生素E氧化应激凋亡鹅卵泡颗粒细胞

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