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期刊信息/Journal information
生物工程学报
生物工程学报

杨胜利

月刊

1000-3061

cjb@im.ac.cn

010-64807509

100101

北京朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所B401

生物工程学报/Journal Chinese Journal of BiotechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《生物工程学报》是国内外公开发行的全国性学术期刊, 由中国科学院微生物研究所和中国微生物学会共同主办。主要报道生物工程研究的新发展、新成果、新技术。刊登的内容包括：基因工程、细胞工程、酶工程、生化工程、组织工程、生物信息、生物制药、生物芯片等。栏目设有：综述、研究报告、研究简报、技术与方法等。《生物工程学报》创刊于1985年。20多年来，本刊始终以推动生命技术发展和促进国家经济建设为宗旨，及时报道我国生物工程方面的重要研究成果, 有力地促进了国内在这一领域的学术交流，为科研教学和经济建设发挥了积极的作用。本刊已被美国<CA>,<BA>，<MEDLINE>,及<俄罗斯文摘>、中国生物学文摘、中国科学引文数据库、万方数据库、中国科技期刊光盘版等检索系统收录，是中国自然科学核心期刊。
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    未培养厌氧甲烷氧化古菌来源细胞色素c的异源表达优化

    崔玲炜范晓军郑艳宁
    226-237页
    查看更多>>摘要：细胞色素c是一类在生物体内广泛存在的血红素蛋白,由亚铁血红素和细胞色素c前体组成,在生物电子学、生物医药以及污染物降解等领域具有很大的潜在应用价值.然而,细胞色素c很难通过异源表达而大量获取.对于未培养厌氧甲烷氧化古菌来源的细胞色素c (CytC4),目前尚无成功表达和功能研究.本研究首先通过在CytC4的N端分别引入组氨酸标签和凝血酶位点,同时过量表达可帮助细胞色素c分子成熟的CcmABCDEFGH,成功在大肠杆菌中异源表达了CytC4.接下来又以含有细胞色素c分子成熟系统的奥奈达希瓦氏菌为表达宿主,提高了CytC4的表达量.未培养厌氧甲烷氧化古菌CytC4的异源表达,为其生理功能的探索及生物工程的应用奠定了基础.

    未培养古菌细胞色素c异源表达大肠杆菌希瓦氏菌

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    紫鸭跖草热激转录因子基因家族鉴定及在Cu2+胁迫下表达模式分析

    彭国颖卢山杨坤万玮...
    238-251页
    查看更多>>摘要：热激转录因子(Hsf)是植物中最重要的转录因子家族之一,在植物遭遇热、干旱和重金属等多种非生物胁迫中具有重要的作用.为明确紫鸭跖草Hsf基因家族的结构及功能,从紫鸭跖草全长转录组数据库筛选鉴定出20个SpbHsf基因,并运用生物信息学工具和qRT-PCR进行分析.结果 显示:SpbHsf蛋白均为亲水性蛋白,定位于细胞核的SpbHsf蛋白有12个,所有SpbHsf蛋白二级结构的α螺旋和无规卷曲的含量较高.SpbHsf基因分为3个亚族,各亚族都包含独特的保守基序.全部SpbHsf蛋白含有DBD和HR-A/B结构域.系统进化分析显示,与SpbHsf蛋白同源性最高的是水稻OsHsf蛋白.20个SpbHsf基因在紫鸭跖草根组织中均有表达.相比于对照组,根组织在Cu2+胁迫下,8个SpbHsf基因的表达量显著上调,8个SpbHsf基因的表达量显著下调.研究结果为紫鸭跖草Hsf基因家族的功能验证及表达模式提供了一定的理论参考.

    紫鸭跖草热激转录因子生物信息学表达分析

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    水稻资源芽期和苗期耐盐碱性综合评价及耐盐基因分析

    孙平勇张武汉舒服何强...
    252-263页
    查看更多>>摘要：培育耐盐碱水稻品种是应对全球人口日益增长的重要途径之一.文中以21份耐盐碱性不同的水稻品种(系)为材料,在芽期和苗期设置6个不同盐碱浓度处理,测定了发芽势、发芽率、芽长、根长、根数、芽鲜重和苗鲜总重等指标,以各指标盐害率的平均值作为耐盐碱性的综合评价标准.结果 表明随着盐碱浓度的提升,对种子萌发和生长的抑制越明显.在1％ NaCl加0.25％NaHCO3溶液处理下,发芽率盐害率变异最大,为0％-89.80％.在所有浓度处理下,各性状指标的盐害率都具有相似的变化趋势.筛选到4份综合耐盐碱能力强(大酒谷、日本晴、魔王谷和02428)和7份弱的种质资源.比较了4份耐盐碱强和3份耐盐碱弱的资源耐盐基因序列:OsHAL3和OsRR22基因在7份材料中没有差异,SKC1和DST基因在耐盐碱强和耐盐碱弱的品种之间有明显的变异.研究结果为进一步挖掘水稻耐盐碱基因和培育耐盐碱水稻新品种提供了种质资源和理论基础.

    水稻种质资源盐碱胁迫耐盐基因

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    桃漆酶基因家族鉴定及其与冷害褐变的关系

    王康杨民杰吴思宜刘庆丽...
    264-274页
    查看更多>>摘要：为研究桃果实漆酶(PpLAC)基因家族成员的功能,利用生物信息分析方法对桃果实LAC基因成员进行鉴定,分析不同品种桃果实低温贮藏和外源γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)处理下的表达模式及其与冷害褐变的关系,为桃果实抗冷害褐变机制提供理论依据.研究从桃果实基因组筛选了26个漆酶基因,这些漆酶基因分布于6条染色体上,含有5-7个外显子,基因结构和保守基序较为相似.根据聚类分析结果将桃果实PpLAC基因家族成员分为7个亚族.通过良方水蜜桃、湖景水蜜桃以及外源GABA处理组的转录组测序结果分析,发现PpLAC7、PpLAC9在低温贮藏下表达量呈上升模式,且与褐变指数呈现相同的趋势.GABA处理组减轻桃果实褐变程度,且PpLAC7、PpLAC9的表达也被抑制,推测PpLAC7、PpLAC9可能与桃果实冷害褐变有关.

    桃漆酶家族生物信息分析冷害褐变

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    穗醋栗MYB10基因克隆结构分析及功能验证

    冯秋影刘学杨琳琳付泽元...
    275-286页
    查看更多>>摘要：为探究花色苷合成相关转录因子MYB10在不同颜色穗醋栗果实着色差异的分子机理,通过cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)法从果实花青素含量有较大差异的黑穗醋栗(Ribes nigrum L.)、红穗醋栗(Ribes rubrum L.)和白穗醋栗(Ribes album L.)中分别克隆出MYB10基因,分别命名为RnMYB10 (KY786107)、RrMYB1D(KY786108)和RaMYB10(MW660848).系统发育分析表明,RnMYB10和RrMYB10在进化上具有同源性.实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)结果表明:黑穗醋栗各时期果实中MYB10表达量均高于红穗醋栗且远远高于白穗醋栗.随着果实直径加大颜色加深,RnMYB10和RrMYB10表达量呈现先上升后下降的趋势(在果实转色程度75％时达到最大值),RaMYB10表达量极低,几乎无表达.过表达RnMYB10和RrMYB10的拟南芥呈现紫色叶柄和叶片,过表达RaMYB10的拟南芥无明显变化.说明MYB10基因在穗醋栗果实呈色中发挥重要作用.

    穗醋栗MYB10基因克隆表达量功能验证

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    丛枝菌根真菌通过改变植物基因表达水平和微生物群落结构促进红叶石楠对镉的吸收

    刘琛林义成郭彬李凝玉...
    287-302页
    查看更多>>摘要：作为一种非必需元素,重金属镉(cadmium,Cd)的污染对植物、环境乃至人类健康具有严重影响.利用绿化苗木移栽修复Cd污染土壤具有广阔的应用前景.为了明确丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对红叶石楠(Photinifraseri frase) Cd吸收的促进作用,本研究利用盆栽试验比较了接种扭形伞房球囊霉(Sieverdingia tortuosa)和摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)后红叶石楠的生长和Cd吸收差异,并利用转录组和微生物组测序技术分析了接种对红叶石楠根系基因表达水平和根围微生物群落结构的影响.结果 表明,接种摩西斗管囊霉后,红叶石楠根、茎、叶中Cd浓度相比对照分别增加了57.2％、44.1％和71.1％,全株Cd含量达到182 μg/株.东京基因与基金组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)代谢通路分析结果表明,接种摩西斗管囊霉影响了植物蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路、植物激素信号转导、糖酵解/糖异生和次生代谢产物的生物合成等相关基因的表达.微生物群落结构分析表明,接种扭形伞房球囊霉增加了酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度,而接种摩西斗管囊霉则增加了土壤中绿弯菌门(Chloroflexi)和髌骨细菌门(Patescibacteria)的相对丰度.接种AMF后球囊霉目(Glomerales)丰度显著增加,由对照的23％上升至70％以上.相关性分析结果显示,乙烯反应转录因子、α-氨基己二酸半醛合酶、异淀粉酶和胍丁胺脱氨酶等基因表达与球囊霉目丰度显著负相关,半胱氨酸氧化、热休克蛋白、肉桂酰辅酶A还原酶和脱落酸受体等相关基因表达与髌骨细菌门丰度呈显著正相关.结果 表明,摩西斗管囊霉的接种不仅直接影响了红叶石楠的基因表达水平,促进了红叶石楠对Cd的吸收,而且通过改变红叶石楠根围细菌群落结构,进一步提高了红叶石楠在Cd胁迫条件下的适应性.研究结果为进一步认识植物根系转录组和根围微生物组的相互关系提供了理论依据,并为Cd污染土壤修复提供了一种新的策略.

    丛枝菌根真菌红叶石楠镉土壤修复转录组测序

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    萎凋处理对乌龙茶风味品质形成的转录组分析

    朱晨张舒婷周承哲石碧滢...
    303-327页
    查看更多>>摘要：乌龙茶是一种高香型半发酵茶,因其具有的花果香和鲜醇浓厚口感而广受消费者青睐.在鸟龙茶加工过程中,萎凋是促进乌龙茶风味品质形成的第一道工序.然而,乌龙茶萎凋过程中影响风味品质形成的分子机制尚不明确.利用转录组测序对乌龙茶鲜叶、室内萎凋叶和日光萎凋叶进行分析.结果 表明,从3个样品中共鉴定出10793个差异表达基因.KEGG富集分析显示,差异表达基因主要富集在类黄酮合成、萜类化合物合成、植物激素信号转导和剪接体通路.从这4个富集通路中筛选出12个差异表达基因和4个差异剪接基因进行荧光定量PCR分析,结果表明,检测基因在萎凋处理过程中的表达模式与转录组数据集中的结果一致.对上述富集通路进行深入分析后发现,日光萎凋处理后类黄酮合成基因的转录抑制、萜类化合物合成基因的转录增强、茉莉酸信号转导和可变剪接机制共同参与调控了日光萎凋叶中高花果香和低苦涩味的风味品质形成.研究结果有助于进一步了解日光萎凋处理在乌龙茶风味品质形成中的重要性.

    茶树萎凋风味品质转录组

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    长爪栘[木衣]叶绿体基因组特征系统发育及密码子偏好性分析

    李连星彭劲谕王大玮段安安...
    328-342页
    查看更多>>摘要：长爪栘[木衣](Docynia longiunguis Q.Luo & J.L.Liu)是我国特有的栘[木衣]属植物,具有较高的食药用价值.对其叶绿体基因组进行分析,有助于阐明栘[木衣]属内的系统发育关系,为长爪栘[木衣]资源的开发利用及进一步研究奠定基础.结合其近缘种云南移[木衣]叶绿体基因组数据,在进行全序列比对后,对其系统发育、密码子偏好性等进行分析.长爪栘[木衣]叶绿体基因组序列总长为158914 bp (GenBank登录号为MW367027),总GC含量为36.7％,其中大的单拷贝区(large single-copy,LSC)长度为87020 bp,小的单拷贝区(small single-copy,SSC)长度为19156bp,反向重复区(inverted repeats,IRs)长度为26369 bp.共注释了102个功能性基因,包括72个蛋白编码基因、26个编码tRNA基因和4个编码rRNA基因.构建系统发育树的最佳模型为TVM+F+R2.系统发育分析结果表明,长爪栘[木衣]与栘[木衣](Docynia indica (Wall.) Dcne.)聚为一支,栘[木衣]属物种与苹果属(Malus)聚为一支.对长爪栘[木衣]及近缘种叶绿体基因组序列进行比对分析,trnY(GUA)-psbD、ndhC-trnV(UAC)、accD-psaI、 psbZ-trnFM (CA U)和ndhF-trnL等区域的变异较大,核酸多样性分析则表明有11处Pi值＞0.01的高变区域,且都位于LSC区及SSC区.除长爪栘[木衣]外,其他序列中均有trnH基因位于IRs/LSC区交界处且都没有越过边界.密码子偏好分析显示,长爪栘[木衣]叶绿体基因中异亮氨酸的密码子编码数量最多,达到了1205个.长爪栘[木衣]与山荆子(Malus baccata (L.) Borkh.)、三叶海棠(Malus sieboldii (Regel) Rehd.)、湖北海棠(Malus hupehensis (Pamp.) Rehd.)及木瓜(Chaenomeles sinensis (Thouin) Koehne)的亲缘关系最近;其叶绿体基因密码子更偏好于使用A/T结尾;长爪栘[木衣]叶绿体基因组与其他蔷薇科植物叶绿体基因组在4个边界区域基因分布显示出较大差异,与同属的云南栘[木衣]及栘[木衣]叶绿体基因组差异相对较小.长爪栘[木衣]叶绿体基因组的组装注释、系统发育分析及序列比对分析,为该物种的资源鉴定、开发和利用提供了理论依据.

    长爪栘[木衣]栘[木衣]属叶绿体基因组系统发育IR边界分析密码子偏好性分析

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    萝卜TALE转录因子家族的鉴定与分析

    赵伟李锡香王海平贾会霞...
    343-358页
    查看更多>>摘要：TALE (three-amino acid loop extension)转录因子在植物生长发育及细胞分化过程中起重要作用.在多种植物中均已鉴定出TALE转录因子的家族成员,但是萝卜TALE转录因子家族的研究鲜有报道.文中通过生物信息学手段在象牙白萝卜全基因组中鉴定出了分布于9条染色体上的33个TALE家族基因.研究结果显示,该家族中除与拟南芥KNATM同源的基因Rsa10037940外,其余基因均含有编码HOX保守结构域的序列.这些基因含有4-6个外显子.萝卜的33个TALE基因与拟南芥中的17个同源基因存在共线性关系.33个TALE基因启动子区的顺式元件中包含大量逆境响应元件.表达特性分析显示,该基因家族BELL亚家族内有4个基因在根内表达量较高,KNOX亚家族内有2个基因在薹和愈伤中表达量较高.该家族不同亚型成员之间的蛋白3D结构高度相似.编码蛋白均为弱酸、有亲水性.萝卜TALE基因家族在进化上较为保守,分化上与拟南芥存在一致性,与水稻差异较大.本研究为开展萝卜中TALE转录因子的生物学功能研究提供了重要参考.

    萝卜TALE基因家族基因结构进化分析组织表达

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    茶树CsCCD基因家族全基因组鉴定及乌龙茶LED补光晾青下表达分析

    倪子鑫武清扬杨云邓慧莉...
    359-373页
    查看更多>>摘要：类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase,CCD)家族成员能催化类胡萝卜素裂解生成挥发性芳香物质并参与植物激素的合成.为探究茶树CsCCD基因家族成员生物学功能及基因表达模式,采用生物信息学手段进行了茶树全基因组CsCCD基因家族成员的鉴定,预测分析了其基因结构、保守基序、染色体定位、蛋白的理化性质、进化特性、互作网络、启动子顺式作用元件,并通过RT-qPCR测定了茶树不同叶位、乌龙茶加工过程中光照处理下CsCCD的相对表达量.共鉴定出11个茶树CsCCD基因家族成员,含有1-11个外显子、0-10个内含子不等;平均氨基酸个数为519 aa,平均分子质量为57643.35 Da;聚类分析显示,CCD1、CCD4、CCD7、CCD8和NCED5个亚族各自聚成一类.茶树CsCCD基因家族主要含有胁迫响应元件、激素响应元件、光响应元件与多因素响应元件,且以光响应元件最多(142个).进一步对茶树CsCCD基因在茶树不同叶位及乌龙茶加工过程中LED补光晾青过程的表达模式分析发现,CsCCD1、CsCCD4在成熟叶中表达量高于嫩叶及嫩茎,且随做青次数的增加,表达量呈下降趋势,但LED补光可在做青前期显著促进其基因表达;NCED亚家族成员整体呈现嫩叶表达量高于成熟叶及嫩茎趋势,但在做青过程中表达趋势不一,NCED3的表达水平先升后降,最高可达鲜叶的15倍以上,且在做青后期LED补光可极显著促进其基因表达.茶树CsCCD基因家族成员表达情况受机械力及光照调控,可进一步为优化茶叶加工工艺并提升茶叶品质奠定基础.

    茶树类胡萝卜素裂解双加氧酶基因家族发光二极管晾青

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