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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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    乙酰化修饰在植物病原物致病过程中的作用

    王立超李欢盛若成李敏...
    1-12页
    查看更多>>摘要：赖氨酸乙酰化修饰作为生物体内一种保守的蛋白翻译后修饰,参与多种生物学过程.大量的医学和植物病理学研究指出,乙酰化修饰在动物疾病和植物病害发生过程中发挥重要的调控作用.本文根据前人的研究进展,就乙酰化修饰参与植物病原物的致病过程,主要包括乙酰化修饰在调控病原物的生长发育和致病力,寄主植物的抗性以及病原物与寄主植物之间的互作等三方面内容阐述乙酰化修饰在植物病原物中的作用,旨在了解乙酰化修饰在病原物致病过程中发挥的作用,以期为病原物的防控提供新思路和新理论.

    植物病原物乙酰化修饰致病过程防御反应

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    微生物对食用菌生长发育影响的研究进展

    崔嫚邵改革杨诺林范庆昊...
    13-22页
    查看更多>>摘要：食用菌已经成为我国继粮、油、果、蔬后的第五大种植业.食用菌作为一类大型真菌,目前主要采用纯培养技术进行栽培,然而在自然界中食用菌与各种微生物并存,并且在长期的演化中形成了复杂的相互关系,根据其对食用菌的影响,可分为有害微生物和有益微生物,常见的有害微生物包括竞争性杂菌和侵染性病原;有益微生物主要包括覆土微生物、伴生菌、生防类微生物等.在农作物生产中,人们根据土壤微生物和根际微生物的营养、促生、抗病等功能,开发出多种微生物肥料和菌剂,有效的推动了作物的优质高产,而食用菌在菌丝际微生物的研究和开发尚未起步.本文对目前关于食用菌和其他微生物之间相互关系的研究进展进行综述,旨在推动相关研究,为下一步食用菌新种类的驯化,以及高产、稳产、优质、高抗、广适和绿色生产提供新的思路.

    食用菌微生物竞争性杂菌侵染性病原伴生菌覆土微生物生防微生物

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    蒸汽爆破对木质纤维素高值化利用的研究进展

    武威马秋刚朱选王健...
    23-37页
    查看更多>>摘要：木质纤维素生物质是一种量大面广且廉价易得的可再生资源,已逐步实现由生物质向生物燃料、饲料原料和其他附加值产品的开发及应用,这样的高值转化与综合利用成为"走绿色发展道路、构建绿色生产体系"的重要部分.然而,木质纤维素的天然抗降解屏障及其独特的理化性质,纤维素-半纤维素-木质素三大组分的刚性网络一直是高效转化的瓶颈所在,合理有效的预处理技术则是资源化进程的关键步骤.本文落脚于木质纤维素生物质的基本组成和结构特性分析,在总结物理法、化学法、生物法等传统预处理方法优劣势的基础上,着重阐述了蒸汽爆破的发展历程、加工类型、适用范围、工作原理、反应阶段、技术特点、影响因素、主要参数和可能的副产物效应等,以及在生物质的纤维改性、结构变化、溶解特性、低聚糖制备、活性成分提取与反刍饲料化利用层面的研究进展.此外,还指出蒸汽爆破辅以真菌、细菌为主的微生物发酵,以及糖酶外源添加的后处理流程的发展趋势.最后,归纳了蒸汽爆破在未来商业化、工业化和规模化生产推广中可能面临的困难和挑战,分析提出相应的突破点和解决策略.并就蒸汽爆破技术对常见副产物类型饲料原料的降解效果,及其在单胃动物日粮中的合理应用进行展望,以期为该技术对生物质资源的开发、增值、饲料化应用的诸多潜能提供新思路和技术指导.

    木质纤维素生物质预处理蒸汽爆破后处理流程抗降解屏障纤维改性饲料化

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    CRISPR-Cas9基因编辑技术及其在家禽中的研究进展

    肖怡梦杨雯程依依罗刚...
    38-47页
    查看更多>>摘要：CRISPR-Cas系统是细菌或古细菌内抵御病毒再次入侵的一种适应性免疫系统,能够对靶向核酸进行切割.基于Cas9 蛋白及其突变体的特性,科学家开发出多样化的基因编辑工具,能够对细胞内的基因进行敲除或敲入等基因编辑操作,实现生物的遗传变异;或对DNA或RNA进行表观修饰,调控基因的表达,已广泛地应用于生命科学的研究.禽类是农业中的重要物种,为人类提供优质的蛋白质.在禽类的基因组编辑和修饰中,CRISPR-Cas9 技术仍处于研究状态,且只在鸡和鹌鹑两种家禽上取得实质性进展.本文从CRISPR-Cas9 系统的组成成分、传递方法、优化策略介绍了CRISPR-Cas9 基因编辑技术及其在家禽生产和疾病防控中的应用,为进一步开发适用于家禽体系的CRISPR-Cas9 提供理论基础.

    家禽CRISPR-Cas9育种诊断

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    外泌体MicroRNA在抗病毒免疫中的功能分析

    窦金萍高维崧韦双高新桃...
    48-57页
    查看更多>>摘要：外泌体是一种细胞外囊泡,内含有多种蛋白质和细胞调节因子,参与细胞间的信息传递并调控细胞的生长和生理过程.由于外泌体的功能差异性与分泌其细胞的类型和状态密切相关,因此在细胞水平的免疫研究中,外泌体可在一定程度上反映细胞的基因表达水平.病毒个体微小、结构简单,在感染宿主细胞,完成自身复制以及逃逸宿主免疫等过程中涉及到复杂的免疫调控网络,其中外泌体作为信息交流的新兴关注点,在这一免疫调控网络中的"使者"作用值得关注.MicroRNA在细胞间信息交流中也具有重要的调控作用,作为外泌体装载的货物,被选择性的分选到外泌体后,外泌体microRNA能够更加稳定的靶向调节生物功能,参与调控病毒免疫.本文介绍了外泌体的组成、发生机制以及内容物的成分,并以其中研究范围较广,研究内容较多的外泌体miRNA为出发点,重点阐述其在病毒免疫中的双重作用,通过了解外泌体miRNA在同种病毒或不同病毒中的调控作用,对进一步解析病毒入侵宿主的机理具有重要意义.

    外泌体细胞外囊泡microRNA病毒免疫

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    DNA甲基化测序技术研究进展

    袁明波叶国华杨丹宋冬雪...
    58-65页
    查看更多>>摘要：DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰,在动植物生长发育、疾病发生、基因表达调控等方面发挥着关键作用.临床上,DNA甲基化肿瘤标志物可以作为肿瘤的诊断、预后和治疗的生物标志物.DNA甲基化的准确检测对于阐明生物生长发育、疾病发生等生命机理具有重要意义.DNA甲基化测序技术是研究DNA甲基化的有力工具,被广泛应用于DNA甲基化在基因组上的定位.近年来,为了更好地检测DNA甲基化位点信息,科学家提出了一系列DNA甲基化高通量测序技术方法,提高了测序检测灵敏度,降低了测序成本和实验花费,显著推动了表观基因组学的发展.本文综述了一系列DNA甲基化测序技术方法,重点介绍了WGBS、TAPS、EM-seq三种测序技术的技术原理及其应用场景,并介绍了在单细胞水平上定位DNA甲基化的测序方法,最后展望其未来发展的方向.

    DNA甲基化WGBSTAPSEM-seq单细胞多组学

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    马铃薯线粒体靶向表达载体的构建与应用

    张震李清徐菁陈凯园...
    66-73页
    查看更多>>摘要：[目的]植物线粒体基因变异是产生细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)的主要原因,利用生物技术是创造CMS不育系的重要手段.通过比较启动子、线粒体转运信号肽(mitochondrial targeting signal peptides,MTS)的不同组合对下游eGFP的表达强弱,来探究最佳马铃薯线粒体靶向表达载体.[方法]选择 3 个启动子AtUBI10、StUBI10、2×35S和两个线粒体转运信号肽ATPγ与Rf1b进行试验,利用烟草叶片瞬时表达系统和PEG介导马铃薯原生质体转化体系进行靶向载体的表达验证.[结果]六个线粒体靶向表达载体中AtUBI10::ATPγ-eGFP在烟草瞬时表达效果最佳,可准确定位到线粒体,其次为StUBI10::ATPγ-eGFP和 2×35S::ATPγ-eGFP;在马铃薯原生质体中载体AtUBI10::ATPγ-eGFP有最佳的表达效果,与烟草中表达结果一致,其次是StUBI10::Rf1b-eGFP和AtUBI10::Rf1b-eGFP,而 2×35S启动子的两个载体在原生质体均表达较弱.[结论]启动子AtUBI10 与线粒体转运信号肽ATPγ所构建的靶向线粒体载体为最佳组合,可用于马铃薯线粒体基因的相关研究中.

    马铃薯线粒体转运信号肽靶向表达载体亚细胞定位细胞质雄性不育

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    基于SSR标记的文冠果遗传多样性分析及指纹图谱构建

    李思琪张文臣杨柳付庆新...
    74-83页
    查看更多>>摘要：[目的]为快速鉴定和利用文冠果种质资源,探明文冠果种质亲缘关系.[方法]从 20 对SSR引物筛选得到 11 对条带清晰、多态性好的引物,对 29 个文冠果品种(系)进行分析,采用荧光毛细管电泳技术进行多态检测,通过邻接法进行聚类分析,利用数字和字母赋值编码构建分子身份证.[结果]共检测到 66 个等位基因(Na),每对引物检测到 3-10 个Na.Shannon信息指数(I)变化范围介于 0.349-1.723 之间,平均值为 1.16.不同引物揭示的多态信息含量(PIC)变幅介于 0.276-0.841,平均为 0.66.观测杂合度(Ho)变幅为 0.137-0.958,平均值为 0.739;期望杂合度(He)变幅为 0.187-0.79,平均值为 0.648;在 11个位点中,有 7 个位点的平均观测杂合度大于平均期望杂合度.遗传相似系数变化范围为 0-1,平均为 0.31,遗传相似系数在 0.6以上的有 15 个,仅占全部数据的 5.17%.邻接法聚类分析结果显示,在遗传距离为 0.42 时,可将 29 份文冠果种质分为三大类群.构建了 0/1 形式的指纹数据库和分子身份证,除个别品种外均具有唯一性,可用于品种鉴定.[结论]29 份文冠果种质资源的遗传多样性相对较高,但也存在一定的近交现象.利用SSR标记构建文冠果分子身份证操作简便可行,可为文冠果品种真伪鉴定、权益保护、身份识别、溯源管理及新品种选育提供技术支撑和科学依据.

    文冠果品种(系)SSR荧光标记遗传多样性指纹图谱分子身份证聚类分析

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    抗体修饰DNA测序酶的开发及其应用

    宋辉曹文刚肖晓文杜军...
    84-93页
    查看更多>>摘要：[目的]开发一种新型DNA测序酶,解决一代测序技术应对复杂DNA结构模板所面临的主要挑战,如测序信号中断或测序信号快速衰减.[方法]从NCBI数据库中挖掘到了Taq DNA聚合酶和单链结合蛋白SSB基因信息,利用遗传融合、定点突变及基因设计技术获得了一种新型的测序酶Sso-Sequenase.利用亲和层析和离子交换层析,获得了纯化的测序酶.利用抗体修饰技术改良了Sso-Sequenase的性能,并且利用STR技术对其热启动性能进行了表征.选取多组不同类型的复杂模板,采用一代技术对比分析了Sso-Sequenase测序酶试剂盒和传统BigDye测序试剂盒的测序表现.[结果]Sso-Sequenase在大肠杆菌中稳定表达,纯度达到 95%以上,产量高达 10.5 mg/L.当温度低于 35℃时,Sso-Sequenase表现出热启动活性.在复杂模板的一代测序反应中,如重复序列、高GC和发夹结构等样本,Sso-Sequenase测序酶成功完成了所有样本的测序,序列的平均碱基质量QV大于 20.相比而言,BigDye测序试剂盒在处理这些复杂样本时,多数样本测序信号出现了显著衰减或中断.[结论]开发了一种纯度好、产量高,兼具热启动活性的DNA测序酶Sso-Sequenase及测序试剂盒,显著提高了复杂DNA结构模板(重复序列、高GC和发夹结构)测序成功率.

    DNA测序酶抗体修饰复杂模板测序

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    适于多物种的通用尾巴序列设计及通用体系的建立

    孙擘王蕊霍永学葛建镕...
    94-102页
    查看更多>>摘要：[目的]荧光毛细管电泳由于其检测通量高、分辨率高等优点,被广泛应用于个体鉴定、品种鉴定、物种鉴定等多种应用场景中.尾巴序列为荧光毛细管电泳平台的广泛应用提供了高效的解决方案.为解决已有尾巴序列无法满足多物种使用需求,本研究基于编码转译技术开发高效的通用尾巴序列(universal tailed-sequence,UTS)设计工具.基于此工具设计通用尾巴序列,构建适合多作物的通用型PCR体系和程序,提高荧光电泳通量和灵活性.[方法]基于编码转译技术开发高效的通用尾巴序列设计工具,并对 3 755 个常用汉字进行编码转译,并设置序列GC含量、发卡结构及同源引物二聚体退火温度等筛选条件得到符合条件的UTS.使用BLAST工具对通用尾巴序列设计工具生成的UTS在多种生物基因组上进行同源性评估,并在玉米、番茄、辣椒、西瓜等作物上进行实验评估,构建物种通用型实验体系及程序.[结果]通过设计工具编码转译并筛选共得到 7 436 833 个高质量的候选UTS,占所有字组的 52.74%.挑选 6 个UTS在 20 个作物基因组上的BLAST结果显示其与M13 相比具有更好的特异性.通过对通用引物扩增程序进行优化,使通用引物在多个物种上的扩增成功率达到或超过 95%,并具有较强的稳定性.[结论]利用编码转译技术开发通用尾巴序列,并为其搭配物种通用型扩增体系和程序,提供一种通量高、成本低的荧光电泳通用检测方法.

    PCR荧光电泳通用引物引物设计

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