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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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    非洲猪瘟病毒E248R蛋白抑制cGAS-STING介导的天然免疫

    刘银光杨文萍文圆牛庆丽...
    1837-1846页
    查看更多>>摘要：为了探究ASFV E248R蛋白调控cGAS-STING信号通路的机制,利用双荧光素酶报告系统验证ASFV E248R蛋白够剂量依赖性地抑制cGAS-STING和HT-DNA诱导的IFN-β的产生.通过相对定量PCR技术验证,过表达E248R抑制IFNB1、RANTES.IL-6和TNF-αβ基因的转录水平.免疫共沉淀和激光共聚焦试验结果表明,E248R与STING相互作用.通过蛋白印迹试验证实,过表达E248R可抑制STING的表达.研究表明ASFV E248R蛋白通过抑制STING的表达拮抗天然免疫应答.该结果将扩展对ASF免疫逃逸的认知,为疫苗的研制提供新的思路.

    非洲猪瘟病毒E248R蛋白天然免疫cGAS-STING信号通路

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    MSTN基因突变纯合子兔的繁育和表型分析

    尚利青宋绍征张婷严坤宁...
    1847-1858页
    查看更多>>摘要：肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)基因是动物骨骼肌生长的负调控基因.本研究在获得MSTN基因双等位突变原代兔的基础上,培育具有"双肌"表型性状和稳定遗传的MSTN-/-纯合突变兔,建立原代MSTN双等位突变兔繁育纯合子后代的方法.应用CRISPR/Cas9基因编辑技术制备MSTN-/-突变原代兔,原代双等位突变兔与野生型兔配种,产生F1代兔.同一突变系的F1代兔半同胞交配或回交繁殖F2代纯合子兔;后代兔利用基因组DNAPCR扩增产物序列分析和T载体克隆测序鉴定用于筛选纯合子兔;14-19周龄MSTN基因突变兔称量体重.MSTN基因突变兔臀大肌组织切片,统计分析肌纤维横截面积.获得5只MSTN基因突变原代兔,其中3只用于纯合子培育,共获得15只(5种突变子)纯合突变兔(M2-a:3只;M2-b:2只;M3-a:2只;M7-a:6只;M7-b:2只).在14-19周龄,MSTN-/-纯合突变兔体重极显著高于同龄MSTN+/+野生型兔(平均(2718±120)g和(1 969±53)g,P＜0.01,同龄体重提高38.0％);纯合突变兔的臀大肌纤维平均截面积极显著高于野生型兔((3 512.2±439.2)pm2和(1 274.8±327.3)μm2,P＜0.01),也显著高于MSTN+/-半合子兔((3 512.2±439.2)μm2和(2 610.4±604.4)μm2,P＜0.05).本研究成功培育了5 种MSTN-/-基因纯合突变兔,且有明显瘦肉表型.研究表明,应用CRISPR/Cas9基因编辑获得的原代双等位突变兔为非嵌合体突变兔,突变性状遗传后代;原代双等位突变兔后代分离为两个不同突变子,并都呈现"双肌"表型;F1代单等位突变兔通过近交或回交可获得MSTN-/-纯合突变兔.该研究在利用基因编辑技术培育优良家畜品种方面取得了实验进展.

    肌肉生长抑制素繁育突变CRISPR/Cas9新西兰兔

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    东北林蛙瘦素受体叠加转录蛋白基因的克隆及组织表达分析

    吴彤刘婷婷刘依铭赵雪滢...
    1859-1873页
    查看更多>>摘要：瘦素受体叠加转录蛋白(leptin receptor overlapping transcript,LepROT)在免疫调节中发挥多种作用.为了获得两栖类LepROT在抗感染中的作用及其机制的信息,首先采用RT-PCR技术克隆东北林蛙的 LepROT基因并进行生物信息学分析;再分别构建嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila,Ah)与细菌脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)东北林蛙的感染模型,获得组织病理解剖变化特征,并应用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测LepROT基因的变化规律及其对核转录因子NF-κB信号通路的影响.结果表明,LepROT基因长度为396 bp,编码131个氨基酸残基,与两栖类同源性在93.74％以上,与哺乳类同源性在86.39％以上,在各个物种中相对保守;感染Ah、LPS后,基因LepROT、NF-κB、IKKα和IKKβ的相对表达量均显著上调(P＜0.01),并且不同组织的表达量上调的时间规律不同,推测东北林蛙可能通过LepROT启动NF-κB信号通路发挥抗感染作用,为进一步扩展两栖类LepROT的生物学功能的研究提供了证据.

    LepROT基因NF-κB信号通路嗜水气单胞菌细菌脂多糖东北林蛙

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    典型功能层带-填埋场覆盖层中四氯化碳代谢机制及功能微生态响应

    王永琼邢志林陈尚洁苏夏...
    1874-1888页
    查看更多>>摘要：垃圾填埋场是四氯化碳(carbon tetrachloride,CT)污染的重要来源,明晰覆盖层功能层带中CT的转化机制对其污染控制尤为重要.本研究通过构建模拟覆盖层系统,开展了CT沿程生物降解及微生态研究.覆盖层理化特性分析表明,长期生物氧化使覆盖层形成了稳定存在的厌氧层(＞45 cm)、缺氧层(15-45 cm)和好氧层(0-15 cm)功能层带,各特征层带氧化还原电位、微生物群落结构差异显著,为CT降解提供了生物资源和有利条件.降解结果显示,CT在厌氧层和缺氧层脱氯产生氯仿(chloroform,CF)和二氯甲烷(dichloromethane,DCM)及氯离子(Cl-),副产物在30 cm处浓度最大,好氧层中CF和DCM迅速发生好氧降解;CT降解速率为13.2-103.6 μg/(m2.d),随填埋气通量增大而增大.多样性测序结果表明,不同层带功能菌属差异显著,中慢生根瘤菌(Mesorhizobium)为好氧层CT潜在降解菌属,硫杆菌(Thiobacillus)和间孢囊菌(Intrasporangium)为厌氧层和缺氧层潜在功能菌属;覆盖土中6种脱氯菌属和18种甲烷氧化菌分别负责CT厌氧转化和CF与DCM的好氧降解,缺氧层可同时发生厌氧脱氯和好氧转化过程.降解机理分析可知,通过调控手段实现包气带的厌氧层-缺氧层-好氧层稳定存在对全氯代烃的无害化去除十分重要,增大缺氧层范围可强化全氯代烃去除.研究结果为填埋场中氯代污染物的去除提供了理论指导.

    填埋场覆盖层特征功能层带四氯化碳缺氧区功能微生物

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    微生物电解池耦合厌氧消化过程中产甲烷代谢通量与微生物的关系

    刘洪周杨思霞王楠刘海波...
    1889-1902页
    查看更多>>摘要：为探究微生物电解池耦合厌氧消化(MEC-AD)产甲烷代谢通量与微生物的关系.实验以电压为扰动因子,采用代谢通量分析(MFA)的方法,得到微生物群落与产甲烷通量的响应关系.结果表明:电压扰动后产甲烷通量和产氢通量均发生显著变化,而电压扰动对产乙酸通量的影响较小,其中0.6 V扰动时产甲烷通量最大为0.522±0.051,较对照组1.0 V的0.295±0.013和1.4 V的0.395±0.029分别提高了77％和32％.另外,平均有15.7％±2.9％的H2(通量)用于还原CO2产甲烷和乙酸,平均有27.7％±6.9％的乙酸(通量)转化为CH4.毛螺旋菌(Lachnospiraceae)的丰度对乙酸通量有显著影响,产CH4通量与理研菌属(Petrimonas)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)、拟杆菌属(Blvii28)、假单胞菌属(Acinetobacter)的丰度呈正相关,与梭菌属(Tuzzerella)、球形螺旋菌属(Sphaerochaeta)的丰度呈负相关.而影响产H2通量和产CH4通量的物种具有相似性,多为拟杆菌、梭菌、假单胞菌和厚壁菌.此外,物种种间互作关系也是影响MEC-AD产甲烷通量的重要因素.

    电解电压代谢通量分析微生物电解池甲烷代谢网络

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    用于水环境重金属监测的微生物电化学传感器构建与运行效果分析

    刘晓晓叶菲魏传超赵明杰...
    1903-1914页
    查看更多>>摘要：本研究旨在开发基于微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)的微生物电化学传感器对水环境重金属污染进行实时在线监测.构建微生物电化学传感器,采用错流式布水方式、优化外阻值及外循环速率等参数,在最优参数下分析重金属模拟废水浓度对电压的抑制情况.结果表明,当外阻值为130Ω、外循环速率为1.0mL/min时,MFC电化学传感器的性能最优.在此条件下对 1-10 mg/L 的 Cu2+、0.25-1.25 mg/L 的 Cd2+、0.25-1.25 mg/L 的 Cr6+和 0.25-1.00 mg/L 的 Hg2+均有响应,60 min内输出电压最大抑制率分别可达92.95％、73.11％、82.76％和75.80％,线性相关系数均大于0.95,且有较好的生物学重复性.该MFC电化学传感器具有良好的重金属检测性能,可为实现水环境重金属污染实时在线监测技术的实际应用提供理论依据.

    微生物燃料电池微生物电化学传感器参数优化电压抑制率生物学重复性

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    镉胁迫下植物促生菌密歇根克雷伯氏菌TS8和Lelliottia jeotgali MR2对拟南芥生长及镉富集的影响

    陈粮白艳刘书铭刘红梅...
    1915-1928页
    查看更多>>摘要：为了研究镉胁迫下植物促生菌密歇根克雷伯氏菌(Klebsiella michiganensis)TS8和Lelliottia jeotgali MR2对拟南芥(Arabidopsis thaliana)生长及镉富集的影响,文中以野生型拟南芥为试验材料,将其种植在不同镉浓度的土壤基质中,并施入MR2和TS8菌悬液.低浓度镉处理组(LC)为购买的基质营养土,初始镉浓度为14.17 mg/kg,高浓度处理组(HC)为在购买的基质营养土上额外喷洒200 mg/kg Cd2+.结果表明,相比对照组,不同浓度镉胁迫下喷施MR2菌悬液均可显著促进拟南芥的生长,而TS8和MR2_TS8混合菌液仅在高浓度镉胁迫下表现出一定的促生效果.但值得关注的是,不同浓度镉胁迫下TS8菌悬液可显著降低拟南芥的地下部对重金属镉的富集(60％和59％),并有效提高地上部对重金属镉的富集(234％和35％).此外,单菌和混合菌均能显著提高土壤中可还原态镉向酸可提取态镉转化,促进植物吸收,降低土壤总镉含量.因此,针对不同环境下,合理配施植物促生细菌在提高作物产量或修复土壤镉污染中具有一定的应用价值.

    植物促生菌镉胁迫拟南芥转化和迁移

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    谷子光敏色素基因光周期、非生物胁迫响应特性及关键自然变异位点鉴定

    贾小平张博何占祥李剑峰...
    1929-1945页
    查看更多>>摘要：比较分析光敏色素基因家族成员对光周期、非生物胁迫响应模式并鉴定其有利自然变异类型,为全面了解光敏色素基因家族在光周期调控谷子生长发育及应对非生物胁迫中的作用机制、开展关键性状的分子辅助选择奠定基础.文中利用RT-PCR技术从超晚熟谷子农家种'毛粟,中克隆了3个光敏色素基因SiPHYA、SiPHYB和SiPHYC;在进行生物信息学分析后,利用荧光定量PCR技术研究了3个基因的光周期调控模式及对聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)模拟干旱、自然干旱、脱落酸(abscisic acid,ABA)、高温、NaCl五种非生物胁迫的响应特性;最后检测这3个基因在160份谷子材料的突变位点,通过单倍型分析确定基因的功能效应.结果表明,获得了基因SiPHYA、SiPHYB和SiPHYC包含完整编码区的cDNA序列,长度分别为3 981、3 953、3 764 bp,其中基因SiPHYB和SiPHYC具有较近的进化关系.基因SiPHYA、SiPHYB和SiPHYC均受光周期调控,但光周期对SiPHYB、SiPHYC昼夜表达模式的影响要强于SiPHYA;短日照条件临近抽穗SiPHYA、SiPHYB表达水平显著低于长日照,暗示其在谷子长日照抑制抽穗中发挥作用.SiPHYB和SiPHYC共同响应PEG模拟干旱、自然干旱、ABA、高温4种胁迫;SiPHYA和SiPHYB以不同方式响应盐胁迫,SiPHYC没有参与谷子盐胁迫响应过程.基于160份谷子材料重测序数据发现基因SiPHYB高度保守,基因SiPHYA含有两个错义突变:单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)7 034 522C→T,SNP7 036 657G→C,导致延迟抽穗、增加株高.基因SiPHYC含有一个错义突变(SNP5 414 823G→T),导致短日照缩短抽穗期,长日照延长抽穗期,对株高、穗长的增加作用不受光温环境影响.光周期对基因SiPHYA、SiPHYB和SiPHYC具有不同的调控作用,除了盐胁迫,SiPHYB和SiPHYC共同响应多种非生物胁迫,相比参考基因型,SiPHYA、SiPHYC突变延迟抽穗、增加株高和穗长.

    谷子光敏色素基因非生物胁迫表达分析单倍型

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    香蕉MaNHX5关键耐盐氨基酸位点的鉴定及验证

    徐亚滕梦鑫乔飞江行玉...
    1946-1952页
    查看更多>>摘要：为提高香蕉NHX基因的耐盐性,从巴西蕉(Musaacuminata L.AAA group)中克隆到一个MaNHXs基因家族的MaNHX5基因,利用生物信息学方法预测了MaNHX5关键耐盐氨基酸位点和突变前后蛋白质结构的变化,通过定点突变技术将MaNHX5蛋白的276位丝氨酸(S)成功突变为天冬氨酸(D),利用AXT3盐敏感突变酵母进行功能回补试验.结果表明,将突变后的MaNHX5基因转入AXT3盐敏感突变酵母,200 mmol/L NaCl处理下,突变酵母耐盐性显著提高.由此推测MaNHX5蛋白的Ser276对香蕉Na+跨液泡膜运输起重要作用.

    香蕉NHX基因耐盐性定点突变

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    虎杖叶绿体基因组结构与变异分析

    孙孟涛张峻鑫黄体冉杨明峰...
    1953-1964页
    查看更多>>摘要：虎杖(Reynoutria japonica Houtt.)为蓼科(Polygonaceae)蓼族(Polygoneae)虎杖属(Reynoutria Houtt.)植物,是一种传统的中草药,具有利湿退黄、清热解毒、散瘀止痛、止咳化痰的功效.本研究采取高通量测序技术获得5个虎杖品种的叶绿体全基因组序列,并与NCBI已公布的蓼族何首乌(Fallopia multiflora)和金线草(Antenoron filiforme)等植物的叶绿体全基因组序列进行了基因组学和系统发育分析.通过基因组学分析发现,5种虎杖的叶绿体基因组大小有163 376 bp和163 371 bp两种情况,并呈现出典型的环状四分体结构,85 784 bp的一条较长的单拷贝区(large single-copy region,LSC),18 616 bp 的一条较短的单拷贝区(small single-copy region,SSC),还有两条长度一致的反向重复区,分别为IRa区和IRb区相间隔分布.通过注释得到161个基因,其中蛋白编码基因106个,rRNA编码基因10个,tRNA编码基因45个.总GC含量为36.7％,其中LSC、SSC和IR区域的GC含量分别为34.8％、30.7％和42.7％.对比不同虎杖品种叶绿体的全基因组分析发现,trnk-UUU、rpoC1、petD、rpl16、ndhA、rpl12基因的编码区发生了变异.系统发育分析显示,虎杖5个品种聚为一枝,处在已知11种蓼族材料最原始的位置,与何首乌构成姐妹群.

    中草药叶绿体全基因组基因组学分析环状四分体

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