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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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    大白菜NHX基因家族的鉴定与表达分析

    王雪花韩佳马济中杨曦婷...
    552-565页
    查看更多>>摘要：Na+/H+逆向转运蛋白(Na+/H+antiporter,NHX)基因家族在植物响应盐胁迫中发挥重要作用.本研究鉴定了大白菜NHX基因家族成员,并分析了大白菜NHX基因(Brassica rapa ssp.Pekinensis NHX,BrNHXs)响应高温、低温、干旱和盐胁迫等非生物逆境的表达模式.结果表明,在大白菜中共鉴定到9个NHX基因家族成员,分布在大白菜的6条染色体上,其氨基酸数目在513-1 154aa之间,相对分子量集中在56 804.22-127 856.66 kDa,等电点位于5.35-7.68之间.该基因家族成员主要存在于液泡中,基因结构完整,外显子的数目介于11-22之间.大白菜NHX基因家族编码的蛋白质二级结构都具有α-螺旋、β-转角和不规则卷曲结构,其中α-螺旋发生频率较高.实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)分析显示,该基因家族成员在高温、低温、干旱和盐胁迫下均有不同程度地响应,且在不同时间表达差异显著.以BrNHX02和BrNHX09对这4种胁迫的响应最为显著,表达量在处理72 h时均显著上调,可作为候选基因进一步验证其功能.

    NHX基因家族亚细胞定位荧光定量胁迫大白菜

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    绿豆VrWOX基因家族鉴定及表达分析

    郭旭张慧莹王铮李帅...
    566-585页
    查看更多>>摘要：WOX(WUSCHEL-related homebox)基因家族是植物特有的一类转录因子,是同源盒(homeobox,HB)转录因子超家族中的重要成员.WOX基因在植物干细胞调节及生殖发育过程中具有重要作用,其功能已在多个植物物种中鉴定.然而绿豆(Vigna radiate)VrWOX基因家族信息尚不清楚.本研究通过同源比对和聚类分析,在绿豆基因组中鉴定了42个VrWOX基因.VrWOX基因在绿豆染色体中分布不均,其中7号染色体含有的VrWOX数量最多.VrWOX基因分为古老进化支(19个VrWOX)、中等进化支(12个VrWOX)和年轻进化支(WUSCHEL进化支,11个VrWOX)3个亚类.种内和种间共线性分析发现,Vr WOX基因共有12个重复事件,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtWOX有15个同源基因对,与菜豆(Phaseolus vulgaris)PvWOX有22个同源基因对.VrWOX基因在基因结构、保守基序等方面存在很大差异,因而可能存在功能差异.VrWOX基因启动子区域含有不同种类和不同数量的顺式作用元件,导致VrWOX基因在不同组织中表现出不同的基因表达模式.本研究对VrWOX基因家族信息和表达模式进行了分析,为绿豆VrWOX基因功能和调控网络的解析奠定了一定的理论依据.

    绿豆VrWOX基因家族共线性分析基因表达

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    沉默GmATG10导致大豆免疫反应的激活

    周涛叶梅燕刘天瑶兰胡娇...
    586-602页
    查看更多>>摘要：自噬途径是真核生物中普遍存在的物质降解及循环利用的保守机制,在真核生物的生长发育以及免疫反应等方面起着至关重要的作用.而ATG10在自噬体(autophagosomes)的形成过程中起着非常重要的作用.为探讨大豆(Glycine max)ATG10在免疫防御反应中的功能,本研究采用大豆豆荚斑驳病毒(bean pod mottle virus,BPMV)诱导的基因沉默技术(virus-induced gene silencing,VIGS)成功地在大豆中同时沉默ATG10的两个同源基因(GmATG10a和GmATG110b);通过黑暗诱导的碳饥饿处理以及GmATG8积累水平的Western blotting分析证明,同时沉默GmATG10a/10b可导致大豆叶片出现自噬缺陷;抗病性鉴定与激酶分析证明沉默GmATG10a/10b可通过负调控GmMPK3/6激活而参与免疫反应,是大豆免疫反应的负调控因子.

    ATG10病毒诱导的基因沉默自噬免疫反应

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    ACC氧化酶基因AhACOs对花生耐盐性的影响

    黄建斌周文杰房磊孙明明...
    603-613页
    查看更多>>摘要：ACC氧化酶(ACC oxidase,ACO)是催化乙烯合成的关键酶之一,乙烯参与植物的盐胁迫反应过程,而盐胁迫严重影响花生产量.本研究通过对AhACOs基因的克隆及功能验证,探究AhACOs在花生盐胁迫响应中的生物学功能,为花生耐盐品种的选育提供基因资源.以花生耐盐突变体M29的cDNA为模板扩增得到基因AhACO1和AhACO2,与植物表达载体pCAMBIA super 1300重组后,通过农杆菌介导的花粉管注射法将重组质粒转化到花育22号中.收获后切取籽仁远胚端部分子叶,利用PCR检测筛选阳性籽仁.利用qRT-PCR分析AhACOs基因表达量,通过毛细管柱气相色谱法检测植株的乙烯释放量.阳性籽仁和对照籽仁种植21d后浇盐水,观察其表型变化.结果发现,盐胁迫后,转基因植株生长状况好于对照组花育22号,并且其叶绿素相对含量SPAD(soil and plant analyzer development)值和净光合速率(net photosynthesis rate,Pn)均高于对照组花生.另外,AhACO1和AhACO2转基因植株的乙烯释放量分别为对照组花生的2.79倍和1.87倍.这些结果表明AhACO1和AhACO2可显著提高花生的耐盐能力.

    花生ACC氧化酶ACO基因盐胁迫乙烯

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    番木瓜果糖-2,6-二磷酸酶CpF2KP基因克隆和蛋白表达纯化

    左丽萍曾秋霞赵晓兵杨丽媛...
    614-624页
    查看更多>>摘要：番木瓜是岭南四大名果之一,在我国东南部地区广泛种植,因其具有食用和药用双重价值,因此深受人们的青睐.果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酯酶(fructose-6-phosphate,2-kinase/frructose-2,6-bisphosphatase,F2KP)是一个独特的双功能酶,具有激酶功能域和酯酶功能域,能催化生物体内糖代谢的重要调节物果糖-2,6-二磷酸(Fru-2,6-P2)的合成和降解.为了研究番木瓜中编码该酶的基因 CpF2KP的功能,得到目的蛋白尤为重要.本研究从番木瓜基因组中提取到CpF2KP基因的编码序列(coding sequence,CDS)序列,该基因CDS全长2 274 bp.将该基因CDS全长扩增之后选用pGEX-4T-l载体进行原核表达.对载体pGEX-4T-1用EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ进行双酶切,利用基因重组的方式将扩增序列构建到原核表达载体上.经过诱导条件探索,SDS-PAGE结果显示GST-CpF2KP重组蛋白的大小约为110 kDa,诱导CpF2KP蛋白表达的最适条件为:异丙基 β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside,IPTG)浓度为 0.5 mmol/L,温度 28℃.对诱导后的CpF2KP蛋白进行纯化,得到了纯化的单一目的蛋白.此外,检测了该基因的组织表达特性发现该基因在种子中表达量最高,在果肉中表达量最低.该研究为进一步深入揭示番木瓜CpF2KP蛋白的功能及研究该基因参与的生物学过程提供了重要基础.

    番木瓜CpF2KP原核表达蛋白纯化

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    资阳香橙砧木CjSPL基因家族鉴定及表达模式分析

    彭洪娴邱洁雅惠秋玲徐媛媛...
    625-639页
    查看更多>>摘要：鳞片启动子结合类蛋白squamosa promoter binding protein-like,SPL)家族是一类参与调控植物生长发育以及响应环境胁迫的重要转录因子,但在柑橘等多年生果树中的研究较少.本研究以柑橘一种重要的砧木——资阳香橙(Citrus junos Sieb.ex Tanaka)为材料,基于plantTFDB转录因子数据库和甜橙基因组数据库鉴定并克隆出资阳香橙15个SPL家族基因,命名为CjSPL1-CjSPL15.序列分析表明,CjSPLs的开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为393-2 865 bp,编码130-954个氨基酸;系统进化树将15个CjSPLs分为9个亚家族;基因结构和保守结构域分析预测出20个不同的保守motif和SBP基本结构域;启动子顺式作用元件分析预测出20种启动子元件,其中包含植物生长发育、非生物胁迫及次生代谢物相关元件.通过实时荧光定量 PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)分析了CjSPLs在干旱、盐和低温胁迫下的表达模式,较多CjSPLs在胁迫处理后显著上调表达.本研究为后续深入研究柑橘及其他果树SPL家族转录因子功能提供参考.

    资阳香橙SPL基因家族非生物胁迫表达模式

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    核桃JrGI基因克隆及表达分析

    袁星刘金明郭彩华亢超...
    640-652页
    查看更多>>摘要：GI(GIGANTEA)基因是生物节律钟关键输出基因,克隆核桃JrGI基因,并分析其在不同组织及不同时间的雌花芽表达情况,旨在为研究核桃JrGI基因的功能奠定基础.采用RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)技术从'新新2号'叶片中克隆获得JrGI基因全长序列,对其进行生物信息学分析、烟草亚细胞定位及表达分析.结果表明,JrGI基因全长为3 516 bp,编码1 171个氨基酸,分子量为128.60 kDa,等电点(isoelectric point)为6.13,属于亲水性蛋白;系统进化分析表明JrGI蛋白与胡杨GI蛋白亲缘关系最近.烟草亚细胞定位显示JrGI蛋白位于细胞核中.对'新新2号'雌花芽不同时间段JrGI、JrCO和JrFT基因进行RT-qPCR(real-time quantitative PCR)分析,结果表明在形态分化临界期的雌花芽中表达量最高,推测JrGI在此时间对雌花芽的分化起到重要作用.另外,JrGI 基因在'新新2号'各组织中均有表达,且在叶片中表达量最高,推测JrGI基因在核桃叶片发育过程中也发挥重要功能.

    '新新2号'GI基因基因克隆表达分析

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    比利时杜鹃花黄烷酮3-羟化酶基因克隆及功能分析

    蒋宝鑫吴泽航杨国霞吕思佳...
    653-669页
    查看更多>>摘要：黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase,F3H)是植物花青素(anthocyanin)合成过程中的关键酶.本研究以红色比利时杜鹃花(Rhododendron hybridum Hort.)不同发育时期的花瓣为实验材料,利用反转录 PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)和 cDNA 末端快速克隆(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术对比利时杜鹃花黄烷酮 3-羟化酶(Rhododendron hybridum Hort.flavanone 3-hydroxylase,RhF3H)基因进行克隆,并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR技术对不同发育时期花瓣RhF3H基因表达量进行分析;构建pET-28a-RhF3H原核表达载体对RhF3H蛋白进行制备和纯化;构建pCAMBIA1302-RhF3H过表达载体,通过农杆菌介导法进行拟南芥遗传转化研究.结果表明,比利时杜鹃花RhF3H基因全长为1 245 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)为1 092 bp,编码363个氨基酸,含有Fe2+结合基序和2-酮戊二酸结合基序的双加氧酶超家族.系统进化分析表明,比利时杜鹃花RhF3H蛋白与越橘F3H蛋白亲缘关系最近;实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析表明,在不同发育时期花瓣中,红色比利时杜鹃花RhF3H基因的表达水平呈先上升后下降的趋势,在初开期表达量最高;原核表达结果表明,构建原核表达载体pET-28a-RhF3H诱导蛋白大小约为40 kDa,与理论值相近;成功获得转基因RhF3H拟南芥植株,PCR鉴定和β-葡萄糖苷酸酶(β-glucuronidase,GUS)染色证明RhF3H基因整合到拟南芥植株基因组中.qRT-PCR、总黄酮和花青素含量分析显示,相对于野生型,RhF3H在转基因拟南芥植株中显著高表达,其总黄酮和花青素含量也显著增加.本研究为探究杜鹃花RhF3H基因功能提供一定的理论基础,对杜鹃花花色的分子机理有重要的研究价值.

    比利时杜鹃花黄烷酮3-羟化酶基因克隆生物信息学分析原核表达转基因拟南芥植株

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    红锥叶绿体基因组特征及系统发育分析

    薛光宇邓智文朱雪萍吴俊多...
    670-684页
    查看更多>>摘要：为确定红锥(Castanopsis hystrix)叶绿体基因组的结构组成情况,判定其在锥属中的进化位置及与同锥属叶绿体基因组的区别,为锥属物种鉴定、遗传多样性分析和资源保护提供相关依据.使用Illumina HiSeq 2500测序平台对红锥叶绿体基因组进行测序,通过生物信息学分析方法进行序列组装、注释和特征分析,并利用R、Python、MISA、CodonW和MEGA 6等生物信息学软件对其基因组结构和数目、密码子偏好性、序列重复、简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)位点和系统发育进行分析.结果表明红锥叶绿体基因组大小为153 754 bp,呈现四分体结构;共拥有130个基因,包含85个编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因;通过密码子偏好性分析,平均有效密码子数为55.5,说明其密码子随机性强、偏好性低;通过SSR及长重复片段分析,检测到45个重复序列及111个SSR位点;与近缘种比较,发现其叶绿体基因组序列高度保守,尤其蛋白质编码序列相似度极高;此外,系统发育分析发现红锥与海南锥聚为一支,关系密切.本研究得到了红锥的叶绿体基因组基本情况与系统发育位置,为红锥的物种辨别、天然种群遗传多样性与功能基因组学提供前期研究铺垫.

    红锥叶绿体基因组密码子偏好性系统发育

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    草菇VvLaeA调控球孢白僵菌的生长发育

    陈金峰
    685-694页
    查看更多>>摘要：食用真菌草菇[Volvariella volvacea(Bull.ex.Fr.)Sing.]VvLaeA在调控真菌发育方面的功能并不清楚.本研究在对草菇VvLaeA进行生物信息学分析基础上,通过聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)的方法将超量表达启动子Vvgpd和草菇VvlaeA基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)进行融合,并将融合片段克隆入pK2(bar)载体.采用农杆菌介导的转化方法将重组载体pK2(bar)-OEVvlaeA转入球孢白僵菌中进行表达,测定转化子的菌株发育情况.结果表明,草菇VvLaeA与其他真菌的蛋白同源性较低;和野生型相比,转化菌株的菌落直径显著增大,色素减少,分生孢子产量和萌发率均显著下降,对胁迫反应的敏感性增强.进一步研究发现,转化菌株分生孢子的细胞壁结构成分发生改变,和分生孢子发育相关基因的表达被显著下调.提示草菇VvLaeA能提高球孢白僵菌菌株的生长速率,而负调控色素沉积和分生孢子发育,这为草菇基因功能鉴定提供了启示.

    球孢白僵菌草菇VvlaeA分生孢子

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