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生物技术通报
生物技术通报

路铁刚

月刊

1002-5464

biotech@caas.cn

010-82109925，82109903

100081

北京海淀区中关村南大街12号

生物技术通报/Journal Biotechnology BulletinCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊客观报道国内外生物技术领域基础研究成果及其在农、林、牧、渔及医药、食品、轻工、环保领域中的应用和产业化趋势。内容包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程、蛋白质工程以及生物工程的应用、研究现状和新的实验技术与方法等。
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    植物脱落酸及其受体基因PYL9的作用研究进展

    陈应娥梁巧兰
    1-11页
    查看更多>>摘要：脱落酸(abscisic acid，ABA)是一种植物体生长发育所必需的植物激素，参与调节种子的萌发和休眠、根生长、气孔关闭、叶片衰老和脱落等重要过程。其功能的发挥主要是通过一系列信号转导来实现的，而其信号转导的第一步取决于与其受体的结合，PYR1类似蛋白9(PYR1-like protein 9，PYL9)作为其主要受体之一，位于ABA信号通路中的上游，在感应ABA信号后，通过抑制2C型蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2C，PP2C)活性进而激活蛋白激酶(SNF2-related protein kinase，SnRK2)的活性，促进下游基因表达，开启ABA信号通路，通过影响植物体内脱落酸信号转导、细胞代谢、植物体内生理生化反应等发挥重要作用，来调控植物抗逆境胁迫和生长发育。本文主要从植物生长中ABA的调节作用、与不同激素信号间的相互作用、合成和代谢途径、信号转导组成及作用、脱落酸受体PYL9的结构、功能特征和PYL9在响应逆境胁迫中发挥的重要作用及其存在的问题等方面进行了综述，并对其应用前景进行了展望，以期为今后开展脱落酸受体基因PYL9功能的系统研究及其在植物抗病毒防御反应机理等方面提供理论依据。

    脱落酸PYL9基因功能逆境胁迫调控机制

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    抗菌肽的数据库辅助设计

    邵长轩张少华邓浩然于伟康...
    12-19页
    查看更多>>摘要：抗菌肽(antimicrobial peptides，AMPs)是一类广泛存在于自然界，具有广谱抗菌活性的多肽类物质，其因独特的抗菌作用机制被视为传统抗生素的新型替代药物。近几十年来，研究人员在AMPs方向进行了大量工作，但AMPs的开发与应用仍然存在诸多限制，包括生物体内提取困难、生产成本高、全身细胞毒性和生理条件下的不稳定性。因此，研究者们以天然AMPs为模板进行衍生肽设计，以期开发出新的具有强效力和低毒性的AMPs药物。但试验性肽的设计及筛选过程复杂耗时、工作量大、迭代成本高。随着计算方法的不断进步，可公开访问的数据库提供了大量的AMPs数据。这些数据库为开发和构建新型抗菌药物提供了宝贵的资源。本文对现有的AMPs数据库和数据库辅助设计方法进行了综述，以期对AMPs的药物开发提供参考。

    AMPs数据库数据库筛选肽预测肽设计

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    变构转录因子生物传感器构建策略及在食品安全中的应用进展

    周子莹宋晓东刘洋儿吴一凡...
    20-33页
    查看更多>>摘要：随着合成生物学的兴起，基于转录因子的生物传感器逐渐从体内传感过渡到体外传感。这类传感器以其高安全性、强稳定性、快速响应等特点，在各个检测领域发挥着作用，特别是在食品安全领域。目前，关于变构转录因子(aTF)生物传感器的综述多侧重于体内构建全细胞生物传感器。本文在汲取前人研究基础上，专注于探讨体外构建aTF生物传感器，例如利用无细胞转录翻译体系和兼容性缓冲液体系作为反应载体。本文详细综述了基于aTF体外生物传感器的构建策略及在食品安全检测中的应用进展。首先，系统阐述了 aTF生物传感器的构建，包括aTF分子识别机制，等温扩增与CRISPR-Cas两种信号放大策略、光学与电化学两种信号输出方式，以及兼容性缓冲液和无细胞两种传感体系的运用。其次，重点总结了 aTF生物传感器在检测重金属离子、农兽药残留、食品添加剂以及食源性病原体等食品污染物方面的应用进展。最后，深入探讨了 aTF生物传感器所面临的挑战，展望其未来发展趋势，以期进一步拓展其在新领域的应用潜力。

    变构转录因子生物传感器食品安全构建策略体外生物传感

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    不同玉米转化体通用PCR检测体系建立

    王晶张晓磊白玉盛宇欣...
    34-44页
    查看更多>>摘要：[目的]为解决不同转化体扩增体系和反应条件不统一问题，建立通用PCR检测体系，进而提升转化体鉴定效率。[方法]通过收集国内外转基因材料的转化体特异性PCR鉴定方法，比较其扩增体系和反应条件的差异，选择其中使用频率最高的参数作为通用参数。利用不同玉米转基因材料，验证转化体特异性通用PCR定性检测方法。[结果]建立通用普通PCR扩增体系:总体积25。0μL、25 mmol/L MgCl2溶液1。5 µL、2。5 mmol/L dNTPs混合溶液2。0 μL、靶标和内参上下游引物终浓度0。4 μmol/L、Taq DNA 聚合酶 0。025 U/μL、25 mg/L DNA 模板 2。0 μL，LOD 0。1％;反应条件:94℃预变性 5 min、94℃变性 30 s、58℃退火 30 s，72℃延伸30 s、共进行35次循环、72℃终延伸7 min。通用实时荧光PCR定性鉴定扩增体系:总体积20。0 μL、25 mmol/L MgCl2溶液2。0μL、dNTPs混合溶液(各2。5 mmol/L)1。6 µL、靶标和内参上下游引物和探针终浓度0。4 μmol/L、Taq DNA聚合酶0。04 U/μL、25 mg/L DNA模板2。5 μL，LOD 0。1％;反应条件为95℃预变性5 min、95℃起始变性15 s、60℃退火延伸60 s、40个循环。[结论]不同转化体材料可以利用本研究建立的通用PCR扩增体系和反应条件进行检测。

    转化体聚合酶链式反应扩增体系反应条件玉米

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    转基因玉米浙大瑞丰8特异性定性PCR检测方法研究

    田锦张月秋张华陈子言...
    45-52页
    查看更多>>摘要：[目的]浙大瑞丰8是杭州瑞丰生物科技有限公司开发的抗虫转基因玉米，于2021年12月获得生产应用安全证书。研究浙大瑞丰8的特异性PCR检测方法，为市场监管和产业化推广提供技术支持。[方法]以浙大瑞丰8转化体外源基因插入端侧翼序列为靶标，在5'端(右侧翼)和3'端(左侧翼)分别设计特异性引物，以与玉米内标准基因zSSIIb 一致的标准反应体系和反应程序，对左侧翼和右侧翼各20对引物进行了筛选，得到了特异性高、稳定性好的候选引物，通过改变退火温度和引物浓度这两个关键参数，初步建立了浙大瑞丰8转化体PCR检测方法。[结果]筛选到的浙大瑞丰8PCR扩增引物RF 8-RB-R4/F1可特异性扩增目标片段265 bp，建立了与玉米内标准基因zSSIIb一致的标准反应体系和反应程序，实现了批量检测的高通量。[结论]建立的特异性定性PCR检测方法稳定性及适应性好，对拷贝数分数为0。1％(约20个拷贝)能稳定检出，可精准、特异地检测出浙大瑞丰8转化体。

    转基因玉米浙大瑞丰8定性PCR技术特异性检测

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    基于ITS Sanger测序的香蕉杂交和自交后代的鉴定

    曾鸿运许林兵吴元立黄秉智...
    53-60页
    查看更多>>摘要：[目的]以核糖体内部转录间隔区(internal transcribed spacer，ITS)为分子标记，鉴定新创制的杂交和自交香蕉子代，为香蕉育种和遗传研究奠定基础。[方法]提取亲本及其疑似后代的DNA，PCR扩增和Sanger测序，利用软件"DNAMAN"和"SnapGene"进行序列比对，分析ITS的多态性，从而确定杂交和自交后代。当疑似子代植株的ITS序列与亲本相比，在一个或多个碱基位点上显示出差异时，该植株被归类为阳性植株;反之，若未发现此类差异，则判定其为假阳性植株。[结果]以'广粉1号'栽培蕉和'天野BB1号'野生蕉、'粉杂1号'栽培蕉自交以及'尖苞片蕉1号'和'尖苞片蕉2号'共3个组合的疑似后代为材料，通过性状观察，发现只有部分子代植株与亲本存在某些差异，无法准确判断杂交和自交是否成功;而利用前期建立的香蕉ITS Sanger测序法，发现其与亲本的ITS存在显著差异并有一定联系，说明这些材料都是阳性植株。[结论]'广粉1号'和'天野BB1号''粉杂1号'自交以及'尖苞片蕉1号'和'尖苞片蕉2号'的疑似后代均为阳性植株。ITS Sanger测序法可用于香蕉杂交和自交后代的鉴定。ITS Sanger测序法对相同杂交或自交组合产生的不同子代也有一定的基因分型效果。

    香蕉种质资源杂交自交分子鉴定ITS

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    重组腺相关病毒瞬时表达系统的理性设计及其高效生产工艺的建立

    李蕊蕊那道远王洪林赵亮...
    61-71页
    查看更多>>摘要：[目的]探究关键病毒基因和辅助基因对rAAV生产的影响以指导病毒基因表达框的理性设计和工艺优化，实现rAAV生产效率的提升。[方法]首先，明确用于生产rAAV的关键基因元件rep和cap基因的组成和比例，以及辅助病毒基因的关键序列对rAAV生产的影响。然后，据此理性设计质粒上rAAV病毒基因表达框，构建新型三质粒系统。最后，通过对新型三质粒系统关键工艺参数进行优化，建立基于新型三质粒系统的rAAV高效生产工艺。[结果]合理的rep基因和cap基因表达比例对rAAV生产至关重要，辅助病毒基因表达框中仅保留关键蛋自序列E4orf6(adenovirus early region 4 open reading frame 6，E4orf6)和DBP(DNA binding protein，DBP)即可实现同样的rAAV生产效率。据此结果重新设计的新型三质粒系统瞬时转染人胚胎肾细胞(human embryonic kidney 293 cells，HEK293)时，rAAV基因组滴度较传统三质粒系统提高2。6倍。在进一步优化该系统的转染参数后，基因组滴度达到7。8 × 1011 vg/mL，单细胞产毒量达到1。5 × 105 vg/cell，相较于优化前分别提高3。7倍和2。4倍。[结论]通过探究rAAV病毒基因和辅助病毒基因的组成与比例对病毒载体包装的影响，重新设计了 rAAV的瞬时表达系统，优化并建立了新型三质粒系统的rAAV生产工艺，显著提高了 rAAV的产量，其中基因组滴度提高16倍，单细胞产量提高10倍，为rAAV的高效工业化生产奠定了基础。

    重组腺相关病毒瞬时转染表达系统质粒设计HEK293细胞工艺优化

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    肺炎支原体核酸分子诊断技术研究进展

    余永霞祝宁刘光敏朱龙佼...
    72-83页
    查看更多>>摘要：肺炎支原体是目前发现的体积最小的细胞生物，也是引发社区获得性肺炎主要的病原体之一。在感染早期，临床表现千差万别，可累及全身各个器官。早期诊断具有一定的挑战性，放射学X线检查和早期临床表现均不具有特异性，易因误诊和漏诊对人们的身体健康带来危害。目前国内外肺炎支原体的检查主要依靠实验室诊断手段。本文从肺炎支原体的复杂发病机制入手，包括黏附损伤、膜融合损伤、入侵伤害、毒性损伤、免疫损伤和炎症损伤，对实验室常用的分子诊断技术进行论述，涵盖核酸恒温扩增技术与变温扩增技术，恒温扩增技术例如环介导等温扩增技术(LAMP)、链置换反应、多重依赖核酸序列的扩增技术(NASBA)、重组酶扩增技术(RAA)，变温扩增技术例如传统聚合酶链式反应(PCR)、广泛PCR、巢式PCR、实时PCR、多重PCR，并在检测技术基础上综合论述了肺炎支原体检测的生物传感平台，囊括侧流层析传感器、电化学传感器、荧光传感器等。旨在总结目前针对肺炎支原体检测技术的优缺点，以期为肺炎支原体的早期诊断提供一定的方法参考，展望未来肺炎支原体免提取、一体化、快速检测，伴随检测成本的降低，使得患者可以实现居家自检，避免抗感染药物的滥用，迎接临床诊疗进入精准时代。

    肺炎支原体核酸分子诊断恒温扩增变温扩增生物传感器

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    菠菜高迁移率族基因家族鉴定及表达分析

    邹婷婷杨莉曲茜彤陈子航...
    84-92页
    查看更多>>摘要：[目的]高迁移率族蛋白(high mobility group，HMG)参与DNA结构/染色质的调节，在基因转录调控中起重要作用。鉴定菠菜(Spinacia oleracea L。)HMG基因家族，为菠菜HMG蛋白生物学功能研究提供理论依据。[方法]从全基因组水平对菠菜SoHMG家族成员进行鉴定，并对家族成员进行理化性质、基因结构、保守基序、启动子元件及水杨酸响应表达谱等分析。[结果]菠菜基因组含有16个SoHMG基因家族成员，编码区长度为240-4 029 hp，编码氨基酸79-1 342，分散在6条染色体上。进化树分析将SoHMG划分为2个亚家族，包括3个A亚族和13个B亚族成员，同一亚家族成员具有类似的保守结构域。在B亚家族启动子中发现了水杨酸等激素响应元件。SoHMG基因在菠菜根、茎、叶中均有表达，其中4个基因在叶中表达量较高。绝大多数SoHMG基因表达量在水杨酸处理下表达上调，其中，SoHMGB1(SOV1g000250。1)、SoHMGB7(SOV5g026260。1)、SoHMGB2(SOV1g027200。1)上调幅度最为显著，上调倍数10倍以上。[结论]菠菜HMG基因家族注释得到16个成员，分为2个亚族，其中3个基因(SoHMGB1、SoHMGB7和SoHMGB2)在水杨酸处理下显著上调，可能在水杨酸信号响应中发挥重要作用。

    菠菜HMG鉴定水杨酸基因表达

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    辣椒CabZIP42的克隆及表达分析

    李白雪李金玲陈春林杜清洁...
    93-101页
    查看更多>>摘要：[目的]探究辣椒bZIP基因在响应非生物胁迫应答过程中的作用，为提高辣椒抗逆性提供基因资源。[方法]以辣椒'G7'为材料，基于前期转录组测序得到一个候选基因CabZIP42，并对其进行克隆，通过生物信息学的方法对其编码蛋白的分子特征进行分析，并利用RT-qPCR技术分析其在不同组织、不同胁迫处理下的表达模式。[结果]CabZIP42编码区全长1233 bp，编码410个氨基酸，预测分子量为44。85 kD，理论等电点为9。47;属于亲水蛋白，脂肪族氨基酸指数为61。88，热稳定性较高。CabZIP42蛋白中包含2个保守结构域，碱性氨基酸区域N-x9-R和亮氨酸拉链区x6-L-x6-L-x6-L。该蛋白二级结构以无规则卷曲为主，还含有少量的a-螺旋。系统进化分析显示，CabZIP42与番茄、马铃薯的蛋白进化关系最近。启动子预测分析表明，CabZIP42启动子上存在多种激素和胁迫相关的顺式作用元件。[结论]CabZIP42在辣椒叶片中的表达量最高，并且参与ABA信号转导，响应干旱、高温与高盐胁迫。

    辣椒bZIP转录因子克隆表达分析非生物胁迫

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