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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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    作物全基因组选择育种技术研究进展

    王欣徐一亿徐扬徐辰武...
    1-13页
    查看更多>>摘要：全基因组选择(GS)育种是根据训练群体全基因组上的分子标记基因型和表型之间的关联构建遗传模型,进而对基因型已知的待选群体进行育种值估计或表型预测,以实现对育种群体高效和精确的选择.相比于常用的分子标记辅助选择育种,GS育种无需进行标记显著性测验,特别适用于微效多基因控制的数量性状,可以缩短育种周期,降低育种成本,现已成为动、植物育种领域的一项前沿技术.然而,对受环境影响较大的作物产量等数量性状而言,仍面临着基因组预测准确性难以提升的瓶颈问题.本文首先分析了影响作物GS功效的主要因素,继而从非加性效应模型、群体构建方案、多性状与多环境预测、多组学预测和育种芯片技术现状等方面阐述了GS技术在作物育种中的研究进展,并指出研究所面临的问题和发展前景,为推动作物GS育种技术的进一步深入研究提供策略和思路.

    作物全基因组选择全基因组预测模型育种

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    玉米野生种基因组研究进展及应用

    胡伊娃陈露
    14-24页
    查看更多>>摘要：气候变化为粮食生产、生态系统的稳定性带来了重要的挑战.在极端气候变化下,发展适应性物种是作物遗传育种的重要目标之一.作为重要的作物之一,玉米在经历强烈的驯化瓶颈之后,已经丢失了大量的遗传多样性,特别是一些与生物和非生物胁迫相关的位点.在野生种和农家种中寻找玉米驯化过程中丢失的遗传多样性,并将其应用于现代遗传育种中,将为适应性新品种的创制提供新的契机.本文在对大刍草(玉米野生近亲)的发现及分类研究进行介绍之后,进一步总结了大刍草和玉米的性状与基因组差异,并综述了目前基于遗传学、群体遗传学、分子生物学等对大刍草和玉米之间差异遗传机理剖析的进展,多角度表明了大刍草在玉米遗传学研究中的重要性.最后,对未来气候变化下大刍草在玉米育种中的重要性提出了展望.

    气候变化玉米适应性野生种

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    植物向重力反应中PIN-FORMED介导的生长素极性运输调控

    王贤彭亚坤陈猛孔梦娟...
    25-40页
    查看更多>>摘要：植物的向性,即植物对光或重力等环境刺激信号产生的定向生长反应.在向重力性反应中,植物器官将重力感知为定向环境信号,来控制其器官的生长方向以促进生存.植物激素生长素及其极性运输在植物向重力反应中起着决定性的调控作用.质膜定位的生长素输出蛋白PIN-FORMED(PIN)通过动态的亚细胞极性定位,改变生长素运输的方向以响应环境刺激,由此植物器官间建立的生长素浓度梯度是细胞差异化伸长和器官弯曲的基础,来调控植物的形态建成和生长发育过程.本文主要讨论发生在植物重力感受细胞内早期重力感知和信号转导机制的最新研究进展、PIN介导的生长素极性运输、PIN的极性定位以及质膜蛋白丰度的调控机制等.

    向重力性PIN生长素转运极性内膜运输

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    植物褪黑素:植物应答非生物胁迫的新兴信号分子

    周宏丹罗晓萍涂米雪李忠光...
    41-51页
    查看更多>>摘要：褪黑素(melatonin,MT)与其他传统五大类激素相比,其鉴定仅有 20 多年的历史,是一种新兴植物激素,是有机体中具有多种生理功能的多效信号分子.在植物中,MT被称为植物褪黑素(phytomelatonin),它不仅调节种子萌发、根系构型、气孔运动、生物节律和开花与衰老,还通过激活抗氧化系统的活力,清除活性氧(reactive oxygen species,ROS),从而减轻胁迫造成的氧化胁迫、渗透胁迫、蛋白变性和细胞损伤,最终使植物应答生物和非生物胁迫.本文基于MT代谢及其在植物应答非生物胁迫中的最新研究进展,总结MT在植物中的合成与分解代谢,归纳逆境胁迫下MT通过直接清除ROS和/或触发信号转导途径,上调抗逆相关基因表达,继而激活渗透调节系统和抗氧化系统的活力,促进逆境蛋白和次生代谢物质的合成,稳定光合作用和碳代谢,减少ROS的积累和细胞氧化损伤,最终提高植物对高温、低温、干旱、盐渍、重金属、紫外辐射和水涝等非生物胁迫的抵抗能力.本文为理解MT的代谢、生理功能及细胞信号转导途径奠定了理论基础,并指出未来的研究方向.

    植物褪黑素非生物胁迫抗氧化系统渗透调节系统胁迫耐性

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    根系分泌物介导的植物对土传病害的抗性机制

    方天一岳艳玲
    52-61页
    查看更多>>摘要：根系分泌物作为地下防御物质越来越受到关注.近年来,研究逐渐揭示了植物在病原胁迫下根系分泌物的表达特征及其在植物抗病性中的作用,一些由根分泌物介导的抗性调节机制也已被模拟.鉴于土传病害造成的损失日益增加,了解根系分泌物如何抵抗各种病原菌已成为研究热点.本文全面综述了土壤病原胁迫下根系分泌物介导的植物抗性机制,研究病原胁迫下根系分泌物的表达特征,根系分泌物在植物抗病过程中的作用,以及抗性根介导的分泌物和植物抗性的功能.讨论了当前植物病害条件下根系分泌物对植物抗性的影响,旨在为今后土传病害抗性机制的研究提供思路.

    根系分泌物土传病害植物抗性

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    根结线虫诱导的巨型细胞及其形成机制

    刘锐赵建龙谢丙炎李惠霞...
    62-74页
    查看更多>>摘要：根结线虫(Meloidogyne spp.)是一种专性寄生线虫,具有分布广泛、寄主繁多和危害严重的特点.每年给农作物造成巨大的经济损失,是危害农作物最严重的线虫之一.侵染植物时,根结线虫会诱导根尖部位的维管束细胞重新分化形成多核的巨型细胞,将其作为线虫的取食位点和线虫生长发育过程中营养物质的唯一来源.因此,巨型细胞的形成和维持对线虫的生长和繁殖至关重要.本文从根结线虫诱导寄主植物巨型细胞的形成及调控机制,重点介绍了巨型细胞的结构特征、巨型细胞的细胞周期变化、营养物质运输、激素调节,以及寄主植物的识别和防御和表达模式,并探讨了根结线虫效应蛋白在巨型细胞形成过程中的功能.通过对巨型细胞形成和调控机制及线虫-植物相互分子机制等多层次的研究进展进行解析,揭示根结线虫的致病机理,以期为后续研究根结线虫防治创新性策略提供启发和思路.

    根结线虫寄主取食位点巨型细胞形成机制

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    贝莱斯芽孢杆菌生防次级代谢产物研究进展

    许沛冬易剑锋陈迪潘磊...
    75-88页
    查看更多>>摘要：贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)是生防芽孢杆菌中的重要代表,作为微生物农药的核心菌种,已被广泛应用于作物病害生物防治.贝莱斯芽孢杆菌具有植物内生性,其生防作用机制主要包括产生次级代谢产物对抗植物病原物;改善宿主植物根际微生物群落,促进宿主营养和生长;激发宿主植物产生防御反应,诱导植物获得系统抗性.其中,产生次级代谢产物是其最重要的生防作用机制.贝莱斯芽孢杆菌含有多个编码生物合成次级代谢产物的基因簇,其中包括编码聚酮化合物合酶(PKS)和非核糖体肽合成酶(NRPS)的基因簇,同时存在核糖体途径合成次级代谢产物基因簇.通过非核糖体途径可产生脂肽类化合物、聚酮类化合物、二肽和铁载体;通过核糖体途径产生小菌素、细菌素、羊毛硫抗生素.这些具有生物活性的次级代谢产物成为了天然新药和候选抗生素的储存库,对于解析生防菌作用机制具有重要意义.本文综述了贝莱斯芽孢杆菌的命名与更迭,产生次级代谢产物的类型、合成与调控基因以及靶标病原菌,以期为生防菌株的改良和生物农药的研发提供参考.

    贝莱斯芽孢杆菌生物防治生防作用机制次级代谢产物次级代谢产物基因簇

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    微藻盐胁迫响应分子机制研究进展

    沈天虹齐孝博赵瑞丰马欣荣...
    89-99页
    查看更多>>摘要：微藻是地球上光合微生物的原始种类之一,由于其生长周期较短、生长速率较快和生产高附加值产物的潜力而被广泛开发利用.然而,在微藻放大生产的过程中极易受到高盐等非生物胁迫的不利影响,极大地限制了微藻的生产力.因此,了解微藻盐胁迫响应的分子机制将有助于耐盐藻株的快速建立.本文总结了真核微藻和原核蓝藻响应盐胁迫的各种参与蛋白及其具体作用机制,包括转运蛋白维持离子稳态、积累渗透调节物质、抗氧化防御机制、信号蛋白和脂质积累等;同时综述了已被开发利用的天然耐盐藻包括杜氏盐藻(Dunaliella salina)、盐生隐杆藻(Aphanothece halophytica)、皮克绿球藻(Picochlorum sp.)和海洋绿藻(Chlamydomonas W80)等微藻及其耐盐基因的研究进展;最后讨论了典型盐响应基因在优良藻种选育中的价值与应用前景.

    真核微藻原核蓝藻盐胁迫耐盐藻盐胁迫响应分子机制

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    增加革兰阴性菌外膜囊泡产量的研究进展

    刘灿闫晓阳曾焱欧祥龙...
    100-108页
    查看更多>>摘要：外膜囊泡(OMVs)是由革兰阴性菌释放的一种囊泡状结构,在革兰阴性菌的生长、感染以及与周围环境交流等过程中发挥重要作用.由于OMVs无活性、不能复制且具有良好的免疫原性,被广泛应用于新型疫苗的研究.但天然OMVs产量低,无法达到规模化生产的要求,OMVs产量提升是OMVs疫苗产业化要解决的关键核心技术问题.本文主要从细菌基因改造、生长培养条件优化和OMVs生产纯化工艺优化 3 个方面对提升OMVs产量的研究进行综述,以期为OMVs疫苗产业化研究开发提供参考.

    外膜囊泡疫苗开发生物发生机制产量增加机制

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    非洲猪瘟病毒拮抗宿主cGAS-STING信号通路的研究进展

    赵鸿远刘强成温玉
    109-117页
    查看更多>>摘要：非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)拥有多种逃逸宿主免疫应答的策略,造成病毒难以被宿主清除.cGAS-STING信号通路介导的天然免疫在抗ASFV感染中发挥了重要作用,然而病毒编码的多个蛋白靶向该通路中的不同分子以拮抗宿主的I型干扰素应答.利用基因编辑技术敲除这些病毒基因后,ASFV对宿主的致病性降低,成为基因缺失疫苗的研制潜在靶点.本文对目前已知参与调控宿主cGAS-STING信号通路的病毒蛋白进行总结,旨在阐明这些蛋白免疫逃逸cGAS-STING信号通路的分子机制,加深对ASFV免疫逃逸策略的理解,以期为ASFV致病机制研究与疫苗创制提供参考.

    非洲猪瘟病毒天然免疫cGAS-STING信号通路免疫逃逸

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