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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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    植物次生代谢的区室化研究进展

    关智晶孙超
    1-11页
    查看更多>>摘要：植物次生代谢存在多层次的区室化现象,区室化对于植物的生长发育和环境胁迫响应具有重要意义.本文综述了植物次生代谢在分子水平、亚细胞水平、细胞水平和组织器官水平的区室化研究进展.次生代谢的区室化需要中间产物在不同区室间进行转运,因此转运蛋白是植物次生代谢产物区室化合成体系的重要组成部分.次生代谢区室化及其相关转运蛋白研究,丰富了植物次生代谢的理论基础,并且为天然产物合成生物学提供了新的靶点和研究策略.

    次生代谢区室化转运蛋白

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    盐胁迫下植物根系分泌物的成分分析与生态功能研究进展

    王雨晴马子奇侯嘉欣宗钰琪...
    12-23页
    查看更多>>摘要：盐胁迫是常见的非生物胁迫之一,影响植物的生长发育.根系分泌物是植物与根际环境进行"信息"交换的重要媒介.植物在受到盐胁迫时,根系分泌物的组分和含量会发生改变,对盐胁迫下植物的生长发育产生重要影响.本文综述了根系分泌物的成分、检测方式、作用机制及变化调控.其成分主要包括氨基酸、糖类、有机酸和酚酸等.目前对根系分泌物的鉴定和检测方式主要有高效液相色谱、气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用以及核磁共振.结合前人研究总结了氨基酸、糖类、有机酸等分泌物在盐胁迫下组成和含量的变化.然后从根际理化环境、根际微生物等方面总结并提出了根系分泌物在盐胁迫下的作用主要包括:(1)作为信号分子调节植物耐盐能力;(2)维持根细胞内稳态;(3)影响根际环境.总结了氨基酸、糖类根系分泌物在盐胁迫下的变化机理,最后指出目前对根系分泌物成分功能的鉴定以及具体作用机制、通路的研究尚有待深入.本综述旨在分析盐胁迫下植物根系分泌物的生态效应,为今后深入挖掘植物响应盐胁迫机理提供参考依据.

    根系分泌物盐胁迫成分鉴定根际环境根际微生物耐盐机制变化机理

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    水稻穗发芽遗传与分子机制的研究进展

    林鑫焱张传忠戴兵王馨珩...
    24-31页
    查看更多>>摘要：水稻穗发芽是指水稻在收获前如遇连续阴雨天气或高温潮湿环境条件,往往诱导籽粒在穗上发芽的现象.穗发芽导致水稻种子活力和品质下降,给水稻生产带来巨大损失.对于水稻抗穗发芽育种,除了扩大对穗发芽突变体的筛选外,挖掘和克隆一些控制穗发芽的新基因并解析其穗发芽调控机制,是水稻抗穗发芽育种的重要工作.穗发芽过程中,水稻的淀粉酶活性增强、可溶性糖含量升高,且水稻籽粒中植物激素 ABA 和 GA 的含量及二者的平衡是决定穗发芽的关键.OsVP1等一些关键基因通过ABA信号通路控制水稻种子休眠,GA则可通过激活GA相关转录因子等调控种子萌发.本文从水稻穗发芽的内部生理因素及环境条件、水稻穗发芽的遗传机制、水稻穗发芽的分子机制和水稻穗发芽的性状改良这四方面进行综述,以期阐述穗发芽的整体调控机制,为水稻抗穗发芽品种的选育提供理论参考.

    水稻穗发芽调控机制性状改良

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    共附生菌对绿潮浒苔作用的研究进展及应用

    毕芳玲赵爽栗斌李爱芹...
    32-44页
    查看更多>>摘要：绿潮的迁移与大规模暴发,除了与藻体自身较强抗胁迫能力等生物学特性和海域环境条件有关外,也离不开藻际微生物的参与.微生物群落对藻类的生长、消亡等过程具有重要作用.不同环境条件下,浒苔共附生菌群落结构多样,对藻类的促进作用主要体现在藻体形态建成、生长、营养吸收以及光合作用等过程.在藻华发生过程中,能够帮助藻体高效吸收营养物质,促进藻类增殖,加剧绿潮的形成.因此,本文基于前人的研究成果,总结当前绿潮优势种浒苔共附生菌的研究现状,阐述浒苔共附生菌分离技术的建立过程,指出高通量测序等分子生物学技术对微生物群落结构与多样性分析的重要性,分析共附生菌对浒苔生长、繁殖、形态建成等生理特征和绿潮暴发的影响,探寻共附生菌在今后生产、生活中的应用价值,旨在为预测、防控绿潮暴发以及资源化利用开辟新思路.

    绿潮浒苔共附生菌多样性形态建成生长发育繁殖抗胁迫

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    三种主要真菌毒素及其毒素降解酶的研究进展

    向霞朱恩恒韩楠玉
    45-56页
    查看更多>>摘要：饲料生产贮藏时常被真菌毒素污染,主要包括黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、伏马毒素B1、赭曲霉毒素A和T-2 毒素,真菌毒素会对畜禽造成严重的身体伤害甚至死亡,而真菌毒素的共存将导致更大程度的经济损失.真菌毒素的降解主要包括化学降解法、物理降解法和生物酶解法,而生物酶解法相比于另外两种方法更为环保、高效,因此备受关注.本文对毒性强、污染广的黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的危害机制、降解途径以及相关的真菌毒素降解酶进行详细分析及探讨.利用分子对接等手段揭示了毒素小分子在降解反应中与真菌毒素降解酶的相互作用,并筛选出了降解过程中的关键氨基酸.虽然酶解法在去除真菌毒素方面具有优势,但是由于成本高等原因目前应用仍然受限,急需进一步研究和开发.因此,优化酶解法的工艺和条件,以实现高效、经济地去除真菌毒素将成为未来研究重点.本研究为指导真菌毒素降解酶的设计和优化提供了重要参考.

    真菌毒素危害机制降解途径毒素降解酶

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    绿原酸生物合成调控及其应用研究进展

    陈治民李翠韦继天李昕然...
    57-71页
    查看更多>>摘要：绿原酸(chlorogenic acid,CGA)是一类重要的酚酸类次生代谢物质,广泛存在于植物界中.绿原酸在植物的生长发育、抵御生物与非生物胁迫等方面扮演着重要的角色.另外,它还具有多种生物活性和药理功能,在抗炎、抗菌和降血糖等方面具有重要的应用潜力.然而,植物中绿原酸的含量通常很低,严重制约着其开发利用价值.因此,如何有效提高植物体中绿原酸的含量显得尤为重要.近年来,众多研究者通过基因工程、逆境胁迫及激素处理等手段在提高植株体内绿原酸含量方面取得了重要进展.在此基础上,研究者们对绿原酸的生物合成及其分子机制研究也开启了新的探索,以期为提高植物中体内绿原酸含量提供新的思路.鉴于此,本文对绿原酸的结构与功能、生物合成以及调控等相关研究进展进行了综述,系统分析了绿原酸合成途径中关键限速酶如苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(cinnamic acid 4-hydroxylase,C4H)和 4-香豆酸-辅酶A连接酶(4-coumarate-CoA ligase,4CL)等对绿原酸合成的影响;并进一步阐述了MYB、WRKY和bHLH等转录因子调控绿原酸生物合成的作用机制.与此同时,系统归纳总结了生物胁迫、非生物胁迫、植物激素以及光质和光周期等外源因素对植株体内绿原酸含量及其合成调控的影响,并介绍了绿原酸在改善动物健康和人体健康中的作用机理.最后,对绿原酸研究中尚未解决的问题和未来研究方向进行了分析和展望,旨在为绿原酸的合理开发利用以及提高作物抗逆性方面提供有益的参考.

    绿原酸生物合成转录因子外源诱导调控

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    解脂耶氏酵母细胞工厂生产多不饱和脂肪酸的研究进展

    何思成张紫瑗韩雨晴苗琳...
    72-85页
    查看更多>>摘要：多不饱和脂肪酸属直链脂肪酸,是机体生物膜的关键结构组分,它可以调控糖脂代谢及激素代谢,具有促进发育、提高免疫力和预防疾病等多种益生功能,对机体健康具有十分重要的作用.因此,多不饱和脂肪酸在食品、医药和饲料等多个领域均表现出重要的应用价值和广阔的开发前景,市场需求持续上升.与传统的海洋生物提取法相比,微生物合成法具有生产周期短、工艺简单、对环境友好等优势,近年来利用微生物细胞工厂生产多不饱和脂肪酸等微生物油脂逐渐成为科学界和工业界的研究热点和发展趋势.解脂耶氏酵母作为一种非常规产油酵母,因其具备高产油脂和脂肪酸的天然能力,因此成为了代谢工程改造微生物生产多不饱和脂肪酸的首选底盘细胞之一.本文首先介绍了多不饱和脂肪酸的来源及其天然合成途径;然后总结归纳了当前利用代谢工程策略改造解脂耶氏酵母生产多不饱和脂肪酸的研究现状;最后对利用解脂耶氏酵母细胞工厂生产多不饱和脂肪酸存在的主要瓶颈问题和未来发展趋势进行了探讨,期望为未来高效合成多不饱和脂肪酸微生物细胞工厂的构建提供理论支持与思路.

    多不饱和脂肪酸微生物细胞工厂解脂耶氏酵母产油酵母代谢工程

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    生物合成法生产麦角硫因的研究进展

    李亮徐姗姗姜艳军
    86-99页
    查看更多>>摘要：麦角硫因(ergothioneine,ERG)作为一种稀有的天然含硫组氨酸衍生物,已被证明具有强大的抗氧化性和诸多生物学功能.因此,ERG受到越来越多研究人员和产品开发人员的关注.目前,ERG已被广泛应用于食品、化妆品和医疗等行业.研究表明只有少数细菌和真菌可体内合成ERG,植物、动物和人类自身均不能直接合成ERG,只能从其他来源获取.ERG可通过生物提取法、化学合成法以及生物合成法获得,但由于传统生产方式(生物提取法和化学合成法)存在产量低、生产效率差和生产成本较高等问题,限制了该产品的规模化生产和应用.因此,亟需开发一种高效、经济且安全、可靠的ERG生产方式以满足市场的需求.近年来合成生物学快速发展,利用基因工程、蛋白质工程和代谢工程等技术提高生物合成法生产ERG的能力已逐渐成为研究热点.本文将论述ERG的生物学活性和功能,介绍ERG生物合成途径和ERG在食品、化妆品和医疗等行业的应用前景,比较ERG主要的生产方式,总结并梳理近年来采取各种工程策略通过生物合成法生产ERG的研究进展;并就如何利用基因工程、蛋白质工程和代谢工程提高ERG产量提出几点工程策略,以期为生物合成法高产ERG提供理论参考和研究思路.

    麦角硫因生物合成法生物合成途径基因工程蛋白质工程代谢工程发酵

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    Surfactin的结构、生物合成及其在生物防治中的作用

    王俊芳黄秋斌张飘丹张彭湃...
    100-112页
    查看更多>>摘要：Surfactin是由多种芽孢杆菌产生的一种脂肽,其由一个环七肽头基通过内脂键与链长 12-17 个碳原子的β-羟基脂肪酸连接组成,是一种非常有效的生物表面活性剂,并具有重要的生物学功能.本文介绍了surfactin家族的结构和生物合成模式,surfactin是由非核糖体肽合成酶催化合成,这种机制赋予了surfactin家族成员的结构多样性;综述了surfactin在植物病害生防中的作用及机制.已有的研究表明surfactin在生物防治中的作用机制主要有以下 4 种方式:(1)损伤病原菌细胞膜,引起细胞膜裂解或渗透压失衡;(2)抑制病原体繁殖;(3)诱导植株系统抗性;(4)促进生防菌株的定殖或生物膜的形成.进一步总结了利用基因工程技术研究surfactin的最新进展,以指导surfactin的生物合成及其新衍生物开发.Surfactin的高度结构多样性,使其具有丰富的物理化学特性,这些特性可以与多种生物活性联系在一起,将在不同的领域有更广泛应用.随着对surfactin生物合成研究的日益深入,将会有更多高性能和广阔应用前景的新型脂肽被研发,这为surfactin的进一步研究和生防应用提供依据.

    surfactin生物表面活性剂生物防治环脂肽生物合成结构诱导系统抗性

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    肠道微生物对宿主适应性免疫的影响

    刘艳孙静葛良鹏马继登...
    113-126页
    查看更多>>摘要：肠道微生物与宿主共同进化,形成了不可分割的宿主-微生物共生关系.这些共生微生物通过参与适应性免疫的发育和维持,在机体免疫系统中发挥了重要作用.适应性免疫系统通过B细胞介导的体液免疫和T细胞介导的细胞免疫维持机体稳态.肠道微生物可以直接调节B、T细胞的分化和活化,保护机体免遭病原体感染.本文综述肠道微生物对宿主早期免疫系统发育、细胞免疫和体液免疫的调控作用,以期为研究"微生物-宿主互作"对宿主适应性免疫的调控作用提供理论参考.

    肠道微生物适应性免疫细胞免疫体液免疫

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