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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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    大豆GmHMGS基因的鉴定及表达模式分析

    娄银高浩竣王茜牛景萍...
    110-121页
    查看更多>>摘要：[目的]3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶(HMGS)是甲羟戊酸途径中的一个关键酶,在植物生长发育和萜类化合物的合成中起着重要作用.对GmHMGS基因进行生物信息学和表达模式分析,为探究GmHMGS基因的功能奠定基础.[方法]运用生物信息学方法对该基因进行鉴定和分析,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对该基因表达模式进行分析.[结果]GmHMGS基因具有 6 个家族成员,命名为GmHMGS1-GmHMG6.理化性质和基因结构分析表明,GmHMGS3、GmHMG4、GmHMGS5、GmHMGS6 为稳定的亲水性蛋白,GmHMGS都具有HMG-CoA合酶的保守结构域.启动子序列分析发现GmHMGS具有激素及逆境胁迫相关作用元件.组织表达模式分析发现,GmHMGS在根、茎、叶、花、籽粒、荚皮,根瘤中均有表达,GmHMGS1、GmHMG2、GmHMG3、GmHMG5、GmHMG6 在叶片中的相对表达量较高,GmHMGS4 在根中的相对表达量最高.非生物胁迫和不同外源激素诱导条件下表达分析表明,GmHMGS基因对PEG6000、NaCl、H2O2 胁迫以及MeJA、ABA外源激素均有响应,且GmHMGS1 和GmHMGS6 在多种逆境胁迫下的相对表达量较高.[结论]GmHMGS基因家族可能参与大豆抗旱、耐盐和抗氧化胁迫的应答.

    大豆GmHMGS生信分析表达分析胁迫处理

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    大白菜BrMLP328的克隆、表达及功能验证

    杜泽光任少文张凤勤李梅兰...
    122-129页
    查看更多>>摘要：[目的]克隆大白菜BrMLP328 基因,对其表达模式进行分析,并验证对花期调控的功能,为进一步探究该基因在大白菜成花调控过程的作用机理奠定基础.[方法]运用RT-PCR克隆BrMLP328,并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR测定该基因的相对表达量;构建过表达载体并通过蘸花法转化野生型拟南芥,比较T2 代植株与野生型的开花时间差异.[结果]BrMLP328 的CDS全长为 456 bp,编码 151 个氨基酸,蛋白相对分子质量为 17 493.82 Da,定位于细胞核.BrMLP328 在大白菜茎中的表达量最高,根中次之,花蕾中最低;茎尖生长点中的表达量表现为春化后升高,之后在花芽分化阶段迅速下降,并维持在很低的水平.过表达BrMLP328 的拟南芥开花时间比野生型延迟了 1.46-3.09 d.[结论]从大白菜中克隆得到BrMLP328 基因,其表达量在不同组织及不同成花阶段有所不同,该基因能够延迟开花.

    大白菜BrMLP328成花转变基因克隆功能验证

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    甜瓜CmEPF基因家族的鉴定及表达分析

    陈春林李白雪李金玲杜清洁...
    130-138页
    查看更多>>摘要：[目的]表皮模式因子(epidermal patterning factor,EPF)是一类植物特有的分泌蛋白,在植物生长发育特别是气孔形态建成过程中发挥着重要作用,旨为揭示甜瓜EPF基因的特性和功能.[方法]对甜瓜CmEPF基因家族进行基因组鉴定,利用生物信息学手段对其基因结构、系统进化以及组织表达特性进行分析.[结果]甜瓜基因组存在 11 个可分为 3 个亚家族的CmEPF成员,它们的基因结构相对保守,含有 1-3 个内含子,且大都分布于甜瓜的叶绿体上;基于系统进化分析将其分为 3 个亚家族.不同器官RT-qPCR分析发现,CmEPFs基因在甜瓜器官中广泛表达,但不同家族成员在不同器官中的表达模式存在差异,其在第二片叶表达量较高,且气孔密度、光合速率和蒸腾速率最高,其表达量与光合参数和气孔密度显著相关.[结论]CmEPFs基因通过影响甜瓜的气孔密度,影响其光合作用,从而调控甜瓜叶片气孔对外界环境的响应.

    甜瓜表皮模式因子拟南芥气孔叶绿体基因表达分析

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    褪黑素对薄皮甜瓜采后软化和乙烯合成的影响

    陈强黄馨慧张峥张冲...
    139-147页
    查看更多>>摘要：[目的]褪黑素在采后果实保鲜中发挥重要作用,探究褪黑素对薄皮甜瓜采后软化和乙烯合成的影响.[方法]以0、100、200、300、400 μmol/L褪黑素溶液浸泡薄皮甜瓜'花姑娘'果实,测定果实的硬度、失重率、腐烂率以及内源乙烯生成量,筛选出最适采后保鲜的浓度.比较褪黑素与对照果实的ACC含量、ACS以及ACO酶活性,并通过转录组测序技术,筛选出与果实软化和乙烯合成相关的差异表达基因,并通过实时荧光定量技术进行验证.[结果]在贮藏期间,200 μmol/L的褪黑素处理可明显地降低薄皮甜瓜'花姑娘'果实的失重率和腐烂率,更好地维持果实的硬度和外观.褪黑素处理可降低果实内源乙烯和ACC含量,但并未延迟高峰期的出现.转录组测序表明,褪黑素和对照在果实软化和乙烯合成途径中存在差异表达基因,褪黑素显著抑制CmPG1、CmPLB1、CmACO1、CmACO2、CmACS1、CmEXP等结构基因的表达,并且部分ERF和LBD转录因子的表达也受到了抑制.[结论]应用 200 μmol/L的褪黑素处理'花姑娘'可以有效延缓果实软化、重量损失,降低内源乙烯生成量,通过抑制果实软化及乙烯合成相关基因的表达,延长果实的货架期.

    薄皮甜瓜褪黑素处理乙烯合成果实软化基因表达

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    盐胁迫下辣椒CaPIF4的表达特性与功能分析

    李慧文钰芳王悦纪超...
    148-158页
    查看更多>>摘要：[目的]研究辣椒光敏色素互作因子 4(phytochrome-interacting factor 4,PIF4)响应盐胁迫的分子机制,为探究辣椒响应盐胁迫的分子机理和选育耐盐品种提供理论基础.[方法]以'Zunla-1'cDNA为模板克隆CaPIF4,利用生物信息软件分析该基因所编码蛋白的理化性质,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和病毒诱导基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术研究盐胁迫处理后CaPIF4 表达模式及在盐胁迫中的作用.[结果]CaPIF4 在辣椒根、茎、叶、花和果实各组织均有表达,但在叶片中表达水平最高;随着 300 mmol/L NaCl处理时间的增加,CaPIF4 表达量升高,其中,在处理 2 h后表达量达到最高;利用VIGS技术沉默CaPIF4,将对照组(CK)和基因瞬时沉默组(pTRV-CaPIF4)进行 300 mmol/L NaCl处理后发现,基因沉默组植株与空载组(CK)相比,萎蔫程度更为严重,说明基因瞬时沉默组(pTRV-CaPIF4)植株耐盐性降低;亚细胞定位结果显示,CaPIF4定位于细胞核;酵母转录活性分析发现CaPIF4 具有转录激活活性.高盐胁迫下,辣椒叶片过氧化氢含量升高,过氧化物酶活性升高.染色结果显示,沉默CaPIF4 后,导致H2O2 和O2-含量显著升高.[结论]CaPIF4 作为转录因子可能参与调控辣椒的盐耐受性.

    辣椒盐胁迫CaPIF4转录因子活性氧

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    黄瓜CsERF025L转录因子的克隆及表达分析

    肖雅茹贾婷婷罗丹武喆...
    159-166页
    查看更多>>摘要：[目的]ERF转录因子是AP2/ERF基因家族的一个亚族,在植物生长发育和抵抗外界胁迫方面具有重要作用,克隆CsERF025-like(CsERF025L)并分析其表达模式,为黄瓜CsERF025L功能研究奠定基础.[方法]通过RT-PCR从黄瓜茎尖中克隆CsERF025L,对CsERF025L进行蛋白理化性质、亚细胞定位、互作蛋白等生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR分析CsERF025L在黄瓜中的表达模式.[结果]CsERF025L编码序列为 510 bp,编码 169 个氨基酸,具有一个AP2/ERF结构域,属于AP2/ERF家族的ERF亚家族.CsERF025L蛋白是一种不稳定的疏水性蛋白,位于细胞核,蛋白CsERF025L与P450 基因家族成员、BEE3 转录因子、DIR1 蛋白和MATE家族成员存在互作.CsERF025L启动子含有光响应、激素响应、应激响应等元件.基因CsERF025L在黄瓜种子时期表达量最高,显著高于叶、茎和根.比较CsERF025L在不同叶序黄瓜中的表达,发现对生叶序黄瓜cop1 茎尖中CsERF025L表达量均显著高于互生叶序黄瓜R1.[结论]CsERF025L是一个位于细胞核的ERF转录因子,可能在黄瓜对生叶序性状的形成与调控中具有潜在功能.

    黄瓜CsERF025L转录因子生物信息学表达分析叶序

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    西洋参bZIP基因家族全基因组鉴定和表达分析

    郭纯宋桂梅闫艳邸鹏...
    167-178页
    查看更多>>摘要：[目的]碱性亮氨酸拉链转录因子(the basic leucine zipper,bZIP)是植物中最大的转录因子家族之一,参与植物生长发育及激素调控等多个进程,对西洋参bZIP基因家族进行鉴定并对其结构及表达模式进行分析,为深入研究西洋参bZIP基因家族功能提供理论依据.[方法]利用生物信息学对西洋参bZIP基因进行理化性质、系统发育关系、基因结构、保守基序、顺式作用元件、染色体定位、进化选择压力分析、以及组织特异性表达分析,同时利用外源激素ABA处理西洋参后进行转录组数据分析及荧光定量验证.[结果]西洋参中共鉴定出 121 个bZIPs基因;根据系统发育树,这些基因被分为 12 个亚组;基因结构和保守基序分析表明,同一亚组的蛋白具有相似的保守基序和结构域,保守基序 1 在西洋参bZIP蛋白质中分布最广,保守性最强;顺式作用元件分析表明,bZIP上游启动子元件存在激素响应元件、防御和应激反应元件,其中ABA激素响应元件占比最大;染色体定位分析显示bZIP基因不均匀的分布在 24 条染色体上;进行进化选择压力分析,发现纯化选择在西洋参bZIP基因家族进化过程中起着重要作用;组织特异性表达分析,PqbZIPs基因在花和根中的表达量相对较高;转录组数据发现bZIP转录因子积极响应ABA激素处理,随后进行荧光定量实验验证,发现基因表达变化趋势基本一致.[结论]PqbZIP基因家族成员具有组织特异性表达模式且多数成员响应ABA激素处理.

    bZIP转录因子西洋参ABA转录组

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    北美鹅掌楸LtMYB305基因的克隆及功能分析

    刘换换杨立春李火根
    179-188页
    查看更多>>摘要：[目的]MYB305 作为MYB家族R2R3 亚族成员,对植物花蜜腺发育、花蜜蛋白表达、淀粉积累和水解、类黄酮合成发挥重要作用.因此,研究MYB305 的表达模式及功能对于北美鹅掌楸花蜜腺调控分子机理研究具有重要意义.[方法]本文以蜜源植物北美鹅掌楸的花蜜腺为材料,通过分光光度计法测定 5 个时期花蜜腺的花青素含量,采用RACE技术克隆LtMYB305 基因,利用RT-qPCR技术检测了该基因在北美鹅掌楸不同组织间相对表达量,以烟草叶片为材料验证LtMYB305 蛋白定位,并以野生型拟南芥为材料进行遗传转化实验,研究LtMYB305 基因功能.[结果]北美鹅掌楸花蜜腺的花青素从膨大后期开始积累,初放期含量急剧增加,败花期含量最高,达 27.14 μg/g,与花蜜分泌、着色过程相一致.LtMYB305 基因全长为 931 bp,编码了 198个氨基酸,其蛋白为亲水性蛋白和非跨膜蛋白;LtMYB305 仅在北美鹅掌楸盛花期花蜜腺中高水平表达,在其他组织中几乎不表达.LtMYB305 蛋白定位于细胞核.过表达LtMYB305 基因的拟南芥出现侧蜜腺的"蜜腺沟"消失和加深表型,与花蜜腺相关基因AtMYB305、AtPIN6 和AtSWEET9 表达量上调,AtCRC、AtBOP1/2、AtMYB21、AtSWEET3/4/7 基因表达量下调.[结论]LtMYB305具有典型转录因子特征,并且参与调控拟南芥花蜜腺的发育.

    北美鹅掌楸蜜腺MYB305基因克隆功能分析

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    内生真菌接种方式对青贮玉米幼苗生长的影响

    王佳玮李晨刘建利周世杰...
    189-202页
    查看更多>>摘要：[目的]植物内生真菌是一类重要的微生物资源,对植物生长具有积极的影响.接种方式是内生真菌发挥促生效果的关键环节.探究不同接种方式对内生真菌促生能力的影响,为内生真菌应用提供参考.[方法]以课题组前期从荒漠植物根内生真菌中筛选能促进青贮玉米生长的不同种属的 4 株内生真菌和印度梨形孢(PI)为供试菌株,采用菌丝片段悬液灌根和菌丝团包根两种方式分别将 5 株内生真菌接种至青贮玉米盆栽幼苗,30 d后测定接种青贮玉米幼苗的生物学性状,比较不同接种方式对青贮玉米生长的影响.[结果]接种方式对 5 株内生真菌在青贮玉米幼苗根内菌丝侵染率和幼苗基茎粗均无显著影响,但其他 17 个与青贮玉米生长相关的性状受接种方式影响显著,主成分分析结果显示 5 株内生真菌采用菌丝片段悬液灌根方式促生效果均显著优于菌丝团包根,以印度梨形孢和菌株Tm36 的两种接种方式得分差值最大.接种印度梨形孢和菌株Tm36 的青贮玉米幼苗株高、地上鲜重、地上干重、平均叶面积、叶相对含水量、根鲜重、根表面积、根体积、全株鲜重和全株干重等 10 个性状在两种接种方式间均有显著差异,其中差异最大的株高、地上鲜重、平均叶面积、根鲜重和全株鲜重等 5 个指标,菌丝片段悬液灌根接种印度梨形孢增长率是菌丝团包根接种的 7.78 倍、3.74 倍、15.97 倍、7.93 倍和 5.36 倍,接种菌株Tm36 是 8.65 倍、4.33 倍、11.18 倍、16.58 倍和 7.53 倍.[结论]接种方式显著影响内生真菌促生效果,菌丝片段悬液灌根接种方式对青贮玉米幼苗促进生长效果优于菌丝团包根接种方式,推荐使用菌丝片段悬液灌根法.

    内生真菌接种方式青贮玉米促生菌丝片段悬液灌根菌丝团包根

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    高粱根际土壤细菌群落对盐胁迫的响应

    高玉坤张建东杨溥原陈东明...
    203-216页
    查看更多>>摘要：[目的]探究盐胁迫下高粱根系微生物群落结构变化,以及高粱根系微生物群落网络特征.[方法]以 2 种耐盐性不同的高粱品种河农 16(盐敏感)和高粱蔗(耐盐)为试验材料,通过盆栽种植,不同盐胁迫处理,利用 16S扩增子测序技术对其根系微生物组进行高通量测序.[结果]随着盐胁迫的加剧,高粱根系的总酚和总黄酮含量逐渐增加,适宜的盐胁迫通过诱导酚酸类化合物的合成来提高高粱的耐盐性.高粱根际土壤优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi).盐胁迫条件下Proteobacterisa、Bacteroidetes和Pseudomonas的相对丰度随盐胁迫的加剧显著升高.盐胁迫下高粱根际细菌组成受生育时期的影响较小,高粱根际细菌的群落结构均随盐胁迫程度的加剧而变迁.加权基因共表达相关网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)鉴定了 12个基因共表达模块,其中pink模块与盐胁迫显著正相关,greenyellow模块与生育时期和盐处理后的根系总酚、总黄酮含量显著正相关.低盐土壤细菌共现网络比高盐土壤更为复杂,表现为节点和连接更多.鉴定出 13 个网络关键OTUs,OTU8480、OTU6866、OTU3247 和OTU3499 是S0 网络中的关键OTUs,S3 网络中为OTU6895、OTU4206、OTU6470、OTU1810 和OTU4916,S7 网络以OTU4217、OTU8426、OTU4847 和OTU6066 为关键类群.[结论]盐胁迫下高粱根系微生物的多样性发生改变,共现网络更为复杂,OTUs间联系更为紧密.

    高粱根际微生物群落结构盐胁迫

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