期刊,生物技术通报 2024年卷4期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

生物技术通报

主　　编：路铁刚

出版周期：月刊

国际刊号：1002-5464

电子邮箱：biotech@caas.cn

电　　话：010-82109925，82109903

邮政编码：100081

地　　址：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。

正式出版

收录年代

泛素化修饰关键酶在植物抗逆反应中的功能研究进展

郭慧妍董雪安梦楠夏子豪...

1-11页

查看更多>>摘要：泛素化修饰是植物蛋白质翻译后修饰的重要组成部分,通过对蛋白质的选择性降解,参与调控植物生长发育和多种逆境胁迫反应.泛素化修饰反应由3种关键酶协同作用完成.泛素分子通过与泛素激活酶的巯基酯键连接从而被激活,被激活的泛素分子再与泛素结合酶形成复合体,最后在泛素连接酶的作用下完成与靶蛋白的结合.随着蛋白质组学测序技术的不断发展,人们对泛素化修饰的研究更加普遍和深入.大量被泛素化修饰的蛋白及其修饰位点被鉴定出来,有助于深入了解蛋白质的调控机制,进一步解析蛋白质的功能.本文介绍了泛素-蛋白酶体系统的反应过程,泛素化修饰关键酶的结构、数量及分类,并重点围绕泛素激活酶、泛素结合酶和泛素连接酶在植物应对非生物及生物胁迫中的功能研究开展论述,同时也对植物泛素化修饰关键酶的功能研究所面临的问题进行总结,并对泛素化修饰与其他修饰之间的串扰进行了讨论与展望,对于泛素化修饰在植物逆境胁迫领域的深入研究具有重要意义.

关键词：

泛素化修饰泛素激活酶泛素结合酶泛素连接酶非生物胁迫生物胁迫

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14-3-3蛋白及其在植物中的功能研究进展

陈盈盈吴丁洁刘源张航...

12-22页

查看更多>>摘要：14-3-3蛋白是由不同基因编码的高度同源的酸性蛋白质家族,在真核生物中广泛存在,且在结构上相对保守.14-3-3蛋白主要是通过识别靶蛋白上的磷酸化位点与靶蛋白发生相互作用,导致靶蛋白的稳定性、亚细胞定位或与其他蛋白之间的相互作用发生显著变化,进而调控靶蛋白的功能.不同物种中含有多种亚型的14-3-3蛋白,这些不同的亚型蛋白通过与其他蛋白的相互作用来影响植物的生长发育等过程.本文概述了14-3-3蛋白在植物中的种类、亚细胞定位以及在组织中的表达情况,重点总结了14-3-3蛋白在植物激素信号转导、生长发育及胁迫响应中的功能,以期为今后系统开展14-3-3蛋白的研究提供理论依据.

关键词：

14-3-3蛋白激素信号转导生长发育胁迫响应

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双子叶植物下胚轴和顶端弯钩发育及其对出苗的调控机制

花子晴周静远董合忠

23-32页

查看更多>>摘要：出苗是植物生产的首要环节,影响甚至决定最终产量和品质.双子叶植物出苗受下胚轴生长与顶端弯钩发育的影响.下胚轴生长与顶端弯钩发育是一连续的动态过程,是种子出苗的重要保障.其中,下胚轴稳健生长是幼苗顶土出苗的动力来源,顶端弯钩则在幼苗顶土过程中保护幼嫩的子叶和顶端分生组织不受伤害.本文以下胚轴和顶端弯钩发育为重点,综述了双子叶植物通过细胞骨架的排列方式调控下胚轴伸长与增粗的分子机制,以及顶端弯钩形成、维持与展开阶段的细胞差异生长机制;阐述了光照、温度等主要环境因子和植物内源激素对下胚轴及顶端弯钩发育的协同调控效应与机理,以及播种方式和留苗数量等农艺措施通过优化环境因子调控下胚轴与顶端弯钩生长发育,提高出苗率和成苗率的效果.最后,提出了进一步研究揭示下胚轴与顶端弯钩发育的分子机制,以及弯钩和下胚轴发育对逆境的适应机制,实现在更高水平上对双子叶植物出苗成苗有效调控的意见.本文为深入认识双子叶植物出苗机制,创新植物播种保苗技术提供重要参考.

关键词：

下胚轴顶端弯钩双子叶植物调控机制出苗

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植物油体钙蛋白调控脂滴功能的研究进展

彭凤余海霞张坤刘颖颖...

33-39页

查看更多>>摘要：脂滴是植物体内常见细胞器,它包裹多种脂类物质并将其存储于胞质中,参与调控脂质代谢,对维持植物脂质内稳态具有重要作用.油体钙蛋白是脂滴最重要的外膜蛋白之一,对脂滴的生物合成、稳定以及脂质和内含次生代谢物的积累具有重要调控作用.全面了解油体钙蛋白对脂滴的调控作用,可为后续深入研究脂滴相关的脂质内稳态及次生代谢反应提供基础.首先,介绍了植物油体钙蛋白的结构,指明其蛋白序列中的重要元件及潜在功能.其次,就油体钙蛋白基因家族的物种特异性和组织特异性进行综述,证明油体钙蛋白的基因功能不仅在陆生植物进化过程中发生了分化,其特定的生物学功能在不同组织间也出现分化.随后,总结了近年来油体钙蛋白影响脂滴生物合成的报道,阐释其在环境因子的作用下诱导脂滴生物合成的作用.在油体钙蛋白调节脂滴代谢方面,本文认为该调节功能与油体钙蛋白N端序列对脂滴结构的稳定作用相关.此外,还以黄曲霉素、紫杉醇和芦丁等为例,介绍油体钙蛋白对脂滴包裹的次生代谢物积累影响.最后,就植物油体钙蛋白研究存在问题,探讨了基因编辑技术在油体钙蛋白、脂滴研究方面的前景及其在人工油体的应用,以期为相关作物的油脂品质形成机制及脂质内稳态的科学探索提供参考.

关键词：

油体钙蛋白脂滴蛋白结构膜蛋白次生代谢蛋白家族脂质内稳态

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昆虫对杀虫剂和转Bt基因植物的抗性进化机制研究进展

彭羽佳李文萃刘勇波

40-51页

查看更多>>摘要：为防治昆虫对农作物的危害,采取了喷施杀虫剂和种植转Bt基因抗虫植物等措施.然而,杀虫剂的大规模使用和转Bt基因抗虫植物的大面积连续种植使得一些靶标昆虫产生了抗性进化,这不仅影响防治效果,而且还影响整个农业生态系统服务功能.本文综述了昆虫对化学杀虫剂、微生物杀虫剂和转Bt基因植物产生抗性的分子机制.昆虫对化学杀虫剂的抗性进化机制主要是靶标位点敏感性下降和解毒酶系活性增强;对微生物杀虫剂的抗性进化机制主要是免疫系统激活和共生菌群变化;对转Bt基因植物的抗性进化机制主要是昆虫中肠结合受体基因突变或表达下调和中肠蛋白酶活性降低.为了减缓昆虫抗性进化和提高杀虫剂效率,未来建议减少使用化学杀虫剂,合理利用杀虫谱广和活性高的微生物杀虫剂以及抗虫植物等方法系统治理农业害虫.

关键词：

昆虫防治化学杀虫剂微生物杀虫剂转Bt基因植物抗性机制

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单病毒示踪技术在动植物细胞中的应用进展

袁笑妍张御格姚丽娟唐晨...

52-66页

查看更多>>摘要：病毒(virus)是一种专营胞内寄生的简单微生物,是造成动植物病害的主要病原体之一.病毒的侵染过程高度动态且复杂,单病毒示踪技术的发展为揭示病毒生命活动的精细过程提供了可能.单病毒示踪是一种基于荧光标记与高时空分辨率成像的新方法,允许对单一或多个病毒的生命活动进行观察.近几年,单病毒示踪技术在病毒入胞、复制、细胞间传染等方面的研究中获得广泛应用,使病毒感染机制的研究取得较大的进展.本文介绍了病毒入侵细胞机制的研究进展,重点总结了荧光标记在单病毒示踪上的应用,特别是对病毒不同结构的标记和成像方法进行了详细论述,以期为优化标记策略、解决对不同种类和结构的病毒实现高效标记等问题提供新思路.

关键词：

病毒标记单病毒示踪荧光染料荧光蛋白量子点

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基于超分辨成像增强对拟南芥内质网动态变化的研究

张以恒刘家正王雪晨孙政哲...

67-76页

查看更多>>摘要：[目的]为了解决在植物细胞内质网的研究中,成像速度与成像分辨率难以同时满足准确识别精细结构和动态变化的瓶颈问题.[方法]使用结构光照明显微成像技术,对拟南芥活体材料中的内质网进行超分辨实时成像,并优化了自监督去噪框架(Blind2Unblind),以进一步提升快速显微成像的信噪比.[结果]建立了对时间序列成像中内质网结构进行定量分析的方法,并通过对环境胁迫下内质网结构动态变化的追踪进一步验证了方法的有效性.此外,各类参数的相关性分析显示管状内质网的面积和长度与生长端和三叉点的数量显著正相关,而内质网池和整体流的面积与管的面积和长度显著负相关.[结论]优化的自监督去噪框架提升了植物活细胞中结构光照明显微图像的信噪比,实现了管状内质网、内质网池、整体流、生长端和节点等复杂结构和动态的量化,各结构间存在复杂相关性.

关键词：

拟南芥内质网动态超分辨率成像成像增强量化分析

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基于实时动态成像系统对NK细胞毒性的检测方法

桑森骅

77-84页

查看更多>>摘要：[目的]细胞免疫疗法是当前发展快速且可靠的治疗癌症的手段,为开发检测细胞治疗产品效价的新方法.[方法]通过监测肿瘤细胞荧光的变化来反馈细胞毒性.通过构建表达绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的肿瘤细胞,建立了一种基于活细胞实时动态成像系统的方法来评估细胞治疗产品的细胞毒性.[结果]使用活细胞实时动态成像系统监测K562-GFP细胞,发现其总荧光强度与细胞数量呈现出良好的线性关系.在极低效靶比的共培养条件下,也能展现出高精确性.通过计算NK细胞对K562-GFP细胞的半最大效应浓度(EC50)能够整体地评价NK细胞的细胞毒性.利用流式细胞术检测K562-GFP细胞凋亡与细胞荧光蛋白淬灭的相关性,证明了检测方法的可行性.[结论]该方法无需再使用染料或者抗体,就能够低成本的评估不同类型或生产工艺的免疫细胞对各种肿瘤细胞的杀伤能力.

关键词：

细胞免疫疗法凋亡检测自然杀伤细胞实时动态成像半最大效应浓度

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水稻组蛋白H1三突变体的创建和转录组学分析

杨淇魏子迪宋娟童堃...

85-96页

查看更多>>摘要：[目的]组蛋白H1对于染色质高级结构的维持和稳定具有重要作用,研究水稻H1对基因表达的影响,为深入理解水稻H1的生物学调控功能提供依据.[方法]通过半定量RT-PCR与RT-qPCR对水稻4个H1基因进行表达分析,利用CRISPR技术创建水稻H1基因编辑植株,鉴定突变体表型,对突变体进行转录组学分析.[结果]水稻4个H1基因的表达比较广谱,在根中的表达较低;在T0代CRISPR突变体筛选过程中发现H1.1-H1.4发生多种突变;在T1代筛选到一株Osh1.1 Osh1.3 Osh1.4纯合三突变体,该三突变体具有多种发育缺陷,成为转录组分析的材料;进一步在T2代得到三突和四突群体,该群体约25%为白化苗,植株生长迟缓,在响应干旱胁迫方面发生缺陷;对三突变体进行转录组学分析,鉴定到1 055 个差异表达基因,显著上调的基因约为下调基因的 2.5 倍,说明H1 可能具有抑制基因表达的功能.[结论]在突变体中,光合作用、胁迫响应、氨基酸代谢和RNA代谢等多种途径均发生调控紊乱;其中,核糖体蛋白和光合作用相关基因显著上调,与干旱胁迫相关的脱氢酶基因显著下调.核糖体途径基因过量表达可能造成蛋白质稳态失调,导致植物发育缺陷.

关键词：

水稻组蛋白H1CRISPR转录组测序RT-qPCR

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水稻低亲和性阳离子转运蛋白基因OsLCT3的克隆与功能研究

李兴容谭志兵赵燕李曜魁...

97-109页

查看更多>>摘要：[目的]部分稻米镉超标严重影响我国粮食质量安全,本研究旨在鉴定对稻米镉积累有调控作用的基因,为阻控稻米镉积累提供新的基因资源.[方法]通过逆转录PCR和RACE技术,克隆了水稻低亲和性阳离子转运蛋白基因家族的一个新成员OsLCT3.通过生物信息学方法对OsLCT3 的自然变异进行分析,对OsLCT3 蛋白的理化性质进行预测;利用实时荧光定量 PCR分析其全生育期表达模式及对镉、锰、铁胁迫的响应;采用融合报告基因定位法探究OsLCT3 的亚细胞定位.通过苗期镉胁迫水培以及镉污染土壤的成熟期植株各部位的镉及二价矿质金属元素测定,分析敲除OsLCT3对水稻二价阳离子运输的影响.此外,通过酵母细胞的异源功能互补验证OsLCT3 对酵母镉耐受性的影响.[结果]OsLCT3 仅存在于部分水稻品种中,编码区全长 1 263 bp,根据编码区变异其氨基酸序列可划分为 5 个单倍型,编码的蛋白具有 12 个跨膜结构域,与小麦、节节麦的LCT亲缘关系较近,与水稻OsLCT2 的同源性仅 52%,与籼稻、粳稻两个亚种OsLCT1 的同源性分别为 49%、47%.OsLCT3 在生长发育的各时期均在根部高表达,在扬花期的表达最高,且在根部的表达受镉胁迫及过量铁、锰的抑制,蛋白定位于质膜.与野生型相比,oslct3敲除系苗期株高降低,地上部的镉、铁、锌含量降低,根部铁含量升高,其他元素含量不变;根部镉、铁、锌向地上部的转运率降低.大田条件下,oslct3 敲除系成熟期的茎叶和糙米镉含量较野生型均显著下降,稻草和糙米锰、铜、铁、锌含量较对照无显著差异.表达OsLCT3导致酵母对镉胁迫更敏感.[结论]OsLCT3 参与根部的镉、铁、锌向地上部的运输,正调控稻米镉积累.

关键词：

水稻OsLCT3镉转运铁转运锌转运金属转运蛋白

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