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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

    拟南芥仅含START结构域蛋白质的生物学功能研究

    刘霞李晓凯常红娟刘彤彤...
    1649-1661页
    查看更多>>摘要：含START(steroidogenic acute regulatory protein-related lipid transfer)结构域的蛋白质广泛存在于生物界,按所含结构域分为两类,其中一类是START结构域和其他结构域并存,另一类是仅含START结构域.拟南芥(Arabidopsis thaliana)中含START结构域的蛋白质共有35个,其中8个仅含START结构域,这些仅含START结构域的亚家族为明确START结构域的功能提供了理想的研究材料.本研究以仅含START结构域的8个成员为研究对象,利用生物信息学方法,结合qPCR技术分析其组织表达特性.结果显示,8个成员中有2个位于1、3、4和5号染色体上,8个成员的START结构域大小和氨基酸序列不完全一致,具有不同的组织表达特异性.为明确仅含START结构域蛋白质的生物学功能,以8个成员的过表达转基因植株和T-DNA插入突变体为材料进行表型分析,发现功能获得和缺失突变体均表现为叶片非对称性生长、卷曲和发育受阻,果荚不再轮生生长、着生次序混乱,有连续着生在茎同侧的现象.本研究结果提示,仅含START结构域的蛋白家族在植物形态建成中具有重要的调控作用.本研究为阐明仅含START结构域蛋白质在调控植物生长发育中的分子机制提供了基础资料.

    START(steroidogenicacuteregulatoryprotein-relatedlipidtransfer)结构域生物学功能拟南芥

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    水稻种子耐贮性全基因组关联分析

    何兮闫蕴韬桂金鑫李彬燕...
    1662-1675页
    查看更多>>摘要：水稻(Oryza sativa)种子耐贮性是粮食安全和用种安全的重要保障,发掘水稻种子耐贮性QTL位点并筛选优异的耐贮单倍型是水稻耐贮性遗传改良的基础.本研究以431份来自全球3000份水稻(3K水稻)资源的核心种质为研究材料,2019和2020年分别在湖南长沙和海南三亚进行分期播种,使得各试验材料成熟期基本保持一致.收获的种子经自然贮藏和人工老化处理后进行耐贮性鉴定,结合基因型数据进行水稻种子耐贮性全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS),以P<1×10-4为阈值,重复检测到14个耐贮性QTL位点,分布在水稻2、3、5、8、9、10、11和12号染色体上,解释的表型变异为5％～24％,qSS3-2和qSS5-2为新QTL.在这14个QTL区间内共挖掘到17个与水稻种子耐贮性相关的候选基因,对qSS5-2区间内的候选基因进行单倍型分析,鉴定到了8种水稻种子耐贮单倍型.本研究结果为水稻耐贮性遗传改良提供理论参考与重要基因资源.

    水稻种子耐贮性全基因组关联分析(GWAS)QTL

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    马铃薯锌转运体基因StZnT2生物信息学及表达特性分析

    尹科赵婧唐勋赵贵宾...
    1676-1686页
    查看更多>>摘要：锌是植物生长发育所必需的微量元素,缺锌或过量锌都会严重影响植物生长,锌转运蛋白对调节植物体内锌稳态具有重要作用.本研究以马铃薯(Solanum tuberosum)栽培品种'大西洋'试管苗为实验材料,克隆得到马铃薯锌转运体2(Solanum tuberosum zinc transporter 2,StZnT2)(GenBank No.XM_006358632.2)基因.结果表明,该基因全长1294 bp,CDS长1011 bp,编码336个氨基酸,蛋白相对分子量为36682.78 kD,理论等电点为5.63,属于疏水性跨膜蛋白,具有典型的ZIP保守结构域;亚细胞定位结果显示该蛋白定位于细胞膜上.同源蛋白比对分析表明,StZnT2基因编码的蛋白质与潘那利番茄(S.pen?nellii)、番茄(S.lycopersicum)和科民茄(S.commersonii)相似度最高.马铃薯在缺乏锌和过量锌培养条件下均表现出植株矮小、根系伸长受到抑制.实时荧光定量PCR分析不同锌浓度胁迫下基因的表达模式,结果表明,StZnT2在缺锌和过量锌胁迫下表达量均上调,且在根中表达水平最高.本研究结果为进一步阐明马铃薯StZnT2基因功能提供理论依据.

    锌马铃薯马铃薯锌转运体2(StZnT2)生物信息学表达模式

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    棉花GhGGB基因互补表达载体的构建及其抗旱性分析

    胡子曜阿尔祖古丽·塔什雷建峰代培红...
    1687-1697页
    查看更多>>摘要：GGB(geranyl geranyltransferase beta)基因编码Ⅰ型蛋白香叶酰基转移酶,参与蛋白异戊二烯化修饰,在植物响应逆境胁迫过程中具有重要的调控作用.为探究棉花(Gossypium hirsutum)GhGGB基因的生物学功能,本研究构建植物互补表达载体pBI101-AtGGBP-GhGGB-AtGGBT并转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)ggb突变体,筛选获得GhGGB转基因株系.检测自然干旱胁迫下GhGGB转基因株系、拟南芥ggb突变体和野生型拟南芥Col-0的表型和生理生化指标.结果显示,以野生型拟南芥Col-0为对照,转基因GhGGB植株对干旱胁迫的敏感性显著增强,而ggb突变体植株则表现出了更强的抗旱性,各组分生理指标的测定结果与表型一致,表明GhGGB基因互补了拟南芥ggb突变体的功能缺失,降低了耐旱性.本研究结果初步表明GhGGB是一个抗旱负调控基因,为棉花抗旱种质培育提供新的基因选择.

    棉花GhGGB互补表达干旱胁迫生理生化指标

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    木豆MYB-related亚家族基因鉴定及干旱胁迫下CcMYB-R48的功能解析

    张修齐董碧莹宋治华杜婷婷...
    1698-1712页
    查看更多>>摘要：木豆(Cajanus cajan)是药食两用的木本豆科植物,含有丰富的活性物质,具有极高的经济价值.包括干旱和病害在内的非生物和生物胁迫是造成木豆减产和品质下降的重要因素,因此,挖掘木豆抗逆关键基因并分析其功能是木豆育种研究的重点.作为MYB(v-myb avian myeloblastosis viral)家族转录因子中的重要成员,MYB-related(MYB-R)亚家族基因被认为在逆境胁迫中发挥着重要作用.本研究通过生物信息学方法,利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)MYB-R亚家族基因在木豆基因组中进行序列比对,筛选出48个CcMYB-R家族基因(CcMYB-R1～CcMYB-R48).转录组数据分析发现,CcMYB-R48基因在脱落酸(abscisic acid,ABA)与茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)胁迫处理下都显著上调表达且表达量较高,说明其可能在木豆的抗逆应答和激素诱导下发挥重要功能.克隆并分析CcMYB-R48基因发现,其具有1个典型的MYB功能域,与拟南芥AT1G19000、AT1G74840同源性较高.实时半定量PCR(semi-quantitative RT-PCR,SqRT-PCR)检测发现,CcMYB-R48在干旱胁迫6和12 h的条件下均显著上调表达,而在高温胁迫6和12 h的条件下则无差异,说明其可能参与木豆抵御干旱的过程.构建CcMYB-R48过表达载体,并利用木豆瞬时转化系统在木豆植株中过表达CcMYB-R48,结果显示,在干旱条件下,过表达植株具有较低的死亡率(19.44％),其电导率、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和过氧化物酶(peroxidase,POD)含量均显著低于对照植株,表明CcMYB-R48能够增强木豆的抗旱能力.本研究对进一步探究木豆CcMYB-R亚家族基因及其抗旱机制,开展分子抗逆育种工作都具有重要意义.

    木豆MYB-related亚家族转录组分析干旱胁迫功能验证

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    葡萄G2-like转录因子家族的鉴定及在穗梗褐变过程中的表达分析

    李志谦邹东方李靖雯叶霞...
    1713-1723页
    查看更多>>摘要：Golden2-like(G2-like)转录因子在植物叶绿体发育、叶绿素积累、光合作用和衰老过程中发挥着重要作用.为探究G2-like转录因子在葡萄(Vitis vinifra)生长发育过程中的功能,本研究利用生物信息学方法鉴定了葡萄中G2-like转录因子家族,在聚类、保守结构域和共线性分析基础上,对其在葡萄不同组织及穗梗褐变过程中的表达量进行了测定.结果显示,在葡萄基因组中共鉴定到43个G2-like转录因子基因,分为6个亚家族,不均匀地分布在葡萄的17条染色体上.葡萄和拟南芥(Arabidopsis thaliana)中存在34对同线基因,5个片段复制和1个随机复制,且存在Myb DNA-binding保守结构域.qPCR结果显示,在葡萄穗梗褐变过程中,VvG1、VvG28、VvG43、VvG2、VvG14、VvG6和VvG24基因的表达与叶绿素含量的变化呈正相关,而VvG27基因的表达与叶绿素含量的变化呈负相关.研究结果表明,G2-like基因可能参与葡萄的器官发育和穗梗褐变过程.本研究为进一步探讨研究G2-like基因功能提供了参考依据.

    葡萄Golden2-like(G2-like)生物信息学器官穗梗褐变

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    刺梨CaM基因的鉴定及其在果实中的表达特点

    赵熳秋南红鲁敏安华明...
    1724-1736页
    查看更多>>摘要：钙调蛋白(calmodulin,CaMs)是植物主要的钙结合蛋白,在植物体内参与广泛的生理过程.本研究从刺梨(Rosa roxburghii)全基因组水平鉴定出2个编码CaM蛋白的基因,分别命名为RrCaM1(GenBank No.ON886228)和RrCaM2(GenBank No.ON886229),均含有4个典型的EF-hand功能域.其中RrCaM1基因含有3个内含子,而RrCaM2基因无内含子,分别定位于3号和4号染色体上.系统发育及共线性分析表明,刺梨CaM与白梨(Pyrus bretschneideri)、草莓(Fragaria vesca)之间的亲缘关系较近,RrCaM1和RrCaM2可分别聚于2个不同的亚类,且RrCaM1和RrCaM2分别与草莓有1个直系同源基因,而RrCaM1与白梨有2个直系同源基因.RNA-Seq与qPCR结果均表明,RrCaM2基因表达量随刺梨果实发育显著下降(P<0.05),RrCaM1则相反.顺式作用元件预测RrCaM1的启动子区包含激素、光等8类响应元件,而RrCaM2缺少响应赤霉素、低温、干旱等的顺式作用元件;外源激素处理的结果证实,2个成员对水杨酸(salicylic acid,SA)、脱落酸(abscisic acid,ABA)和赤霉素(gibberellin,GA3)等外源激素处理呈现不同的表达模式.钙调蛋白抑制剂(chlorpromazine,CPZ)处理显著抑制RrCaM表达并降低了刺梨果实维生素C(ascorbate,AsA)的合成,且与AsA合成相关基因(L-galactose phosphatase,RrGPP)和AsA循环基因(dehydroascorbate reductase,RrDHAR)的表达量呈显著正相关(P<0.05),提示其可能参与了刺梨果实AsA积累的调控.本研究发现,RrCaMs基因家族在刺梨果实发育、AsA积累与激素响应中具有潜在的重要作用,为该基因家族的功能研究提供了参考.

    刺梨钙调蛋白(CaMs)基因表达维生素C(AsA)

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    钩藤不同部位总RNA提取及UrSTR基因的克隆与表达分析

    穆德添万凌云韦树根吴长桥...
    1737-1746页
    查看更多>>摘要：钩藤(Uncaria rhynchophylla)为我国常用大宗中药材之一,主治头痛眩晕、阿尔茨海默和高血压等症,其有效成分主要为萜类吲哚生物碱(terpenoid indole alkaloids,TIAs).异胡豆苷合酶(strictosidine synthase,STR)是TIAs生物合成途径中的关键酶,目前在钩藤中还未见报道.为了寻找参与钩藤TIAs生物合成的STR基因,本研究采用LC-MS法测定钩藤的根、叶片、茎钩、蒴果等不同部位中钩藤碱和异钩藤碱的含量,比较筛选4种总RNA提取方法.全长克隆了1条可能参与钩藤TIAs生物合成的候选基因UrSTR,并进行了生物信息学分析,利用qPCR分析了UrSTR在钩藤不同部位中的表达模式.结果表明:(1)通过LC-MS法测定,钩藤碱与异钩藤碱在钩藤蒴果中含量最高,根中含量最低.(2)改良CTAB法为钩藤不同部位总RNA的最佳提取方法.(3)UrSTR基因全长为1122 bp,编码一条374个氨基酸的肽链,具有跨膜螺旋结构,理论分子量为41.446 kD,理论等电点为7.549,在进化分析中发现,其与阿拉比卡咖啡(Coffea arabica)和中果咖啡(C.canephora)的STR基因聚为一类,亲缘关系较近.(4)qPCR结果显示,UrSTR基因主要在钩藤蒴果中表达,根中的表达量最低.通过分析发现,UrSTR基因的表达量与钩藤碱/异钩藤碱含量的趋势一致,提示UrSTR基因可能是钩藤STR候选基因之一,参与了TIAs的生物合成.本研究为UrSTR基因的功能验证和钩藤生物碱合成途径的解析提供了参考.

    钩藤改良CTAB法单萜吲哚生物碱异胡豆苷合酶

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    基于蛋白组学鉴定猪精子中的性染色体基因表达及其生物学功能

    石咏刘怡冰刘华涛王楚端...
    1747-1762页
    查看更多>>摘要：动物的性别控制在畜牧生产中有着重要意义,性控精液在生产中是控制家畜后代性别比例常用的商品,现有性控精液的商用多集中用于奶牛(Bos taurus),其在奶牛良种扩繁中有重要作用;流式细胞仪分选是主流的性控精液的分选方法,但分选过程中对精子的机械损伤和分选后精子活率降低都不可避免,因此利用免疫学方法分选X/Y精子是理想的方法;随着蛋白质组学技术进步,探索猪精子中的蛋白质组成也成为可能.本研究为了明确猪(Sus scrofa)精子中性染色体上蛋白编码基因并分析其生物学功能,寻找猪精子中可能用于性别控制的抗原,收集10只健康种公猪的精液,利用流式细胞仪去除精浆并把精子分离成X/Y精子,通过Label-free蛋白组学技术对分离的猪精子中的蛋白质表达进行定性、定量分析,将其中分布于性染色体上的表达基因提取出来,并进行生物学功能分析,同时将得到的性染色体上表达的蛋白质通过TMHMM 2.0进行跨膜区预测,利用WoLF PSORT进行亚细胞定位预测,利用SignalP 5.0进行信号肽预测,并对筛选得到的部分抗原进行验证.蛋白质组测序共得到蛋白1925个,肽段13558个,蛋白质对应的基因有2976个,其中有67个性染色体基因表达蛋白质,包括65个X染色体基因和2个Y染色体基因.将性染色体上表达的基因进行GO和KEGG分析发现,其主要参与了精子运动相关的能量产生通路.预测到45个蛋白含跨膜结构,47个蛋白位于细胞质膜上或细胞外,28个蛋白能产生信号肽(secretory signal peptides/signal peptides,Sec/SPI),筛选出脱氧核糖核酸酶1(deoxyribonuclease like 1,DNASE1L1)、ATP酶H+运输辅助蛋白1(ATPase H+transporting accessory protein 1,ATP6AP1)、四跨膜蛋白6(tetraspanin 6,TSPAN6)、NADH:泛醌氧化还原酶亚基A1(NADH:ubiquinone oxidoreductase subunit A1,NDUFA1)、磷酸核糖焦磷酸合成酶2(phosphoribosyl pyrophosphate synthetase 2,PRPS2)、NADPH氧化酶重链亚基(NADPH oxidase heavy chain subunit,GP91-PHOX)、B细胞受体相关蛋白31(B cell receptor associated protein 31,BCA31)、精子顶体相关5(sperm acrosome associated 5,SPACA5)、TIMP金属肽酶抑制剂1(TIMP metallopeptidase inhibitor 1,TIMP1)、过氧化蛋白4(peroxiredoxin 4,PRDX4)和载脂蛋白O样(apolipoprotein O like,APOOL)作为候选抗原,选取ATP6AP1、NDUFA1、PRPS2、GP91-PHOX和TIMP1进行Western blot验证.本研究为探讨猪精子中性染色体上表达的基因和猪精液性别控制的方法提供了参考.

    猪精子蛋白质组学候选基因

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    基于转录组测序的ITGAD基因InDel位点鉴定及其与山羊生长性状的关联性分析

    吴贤锋王金宝刘远池春梅...
    1763-1770页
    查看更多>>摘要：β2整合素αD(β2 integrinsαD,ITGAD)是一种异二聚体细胞表面受体的亚基,在调控脂肪新陈代谢和血糖平衡中发挥重要作用.为了加快山羊(Capra hircus)生长性状选育的遗传进展,为山羊生长性状的标记辅助选择(marker assisted selection,MAS)提供理论依据,本研究利用DNA池技术和高分辨率熔解曲线(high resolution melting,HRM)分析技术,检测了ITGAD基因在3个山羊品种(共355只)的插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)多态性,并分析其与山羊生长性状之间的关联效应.结果表明,检测到1个山羊ITGAD基因第15个内含子的新InDel位点(NC_030832.1:g.15243_15244 ins C),其多态信息含量(PIC)为0.289～0.369,并且该位点在3个品种中都处于哈迪-温伯格平衡状态;在与生长性状的关联分析中,该位点与福清山羊的尻宽和简阳大耳羊的体高、体长和胸围均显著相关(P<0.05),与简阳大耳羊的胸深、胸宽、管围、尻宽和管围指数极显著相关(P<0.01),并且II基因型个体显著优于DD基因型.本研究发现ITGAD基因InDel位点与山羊生长性状有显著的关联效应,为山羊生产性状的分子遗传标记选择提供参考依据.

    山羊β2整合素αD(ITGAD)基因插入缺失(InDel)高分辨率熔解曲线(HRM)生长性状

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