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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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    小肽调控植物分生组织发育的机制及其在作物改良中的研究进展

    刘文浩吴刘记徐芳
    1-18页
    查看更多>>摘要：在高等植物的生长发育过程中,根尖分生组织和茎尖分生组织不断分裂分化产生根系、茎、叶和花等器官,分别形成植物的地上和地下部分.小肽是胞间通讯的关键信号分子之一,参与了植物生长发育、抗病抗逆等诸多生命活动,其中包括植物根尖和茎尖分生组织的干细胞活性调控,进而影响了植物器官的生成和发育.近年来,越来越多的研究揭示了小肽分子在分生组织维持和发育中的重要性,及其在多种作物农艺性状调控中的关键作用.本文综述了小肽及其受体在拟南芥和作物中维持分生组织稳态的分子机制,探讨了小肽对作物产量性状的影响及在作物改良中的应用策略,并对小肽领域的研究方向进行了分析和展望.

    小肽分生组织调控机制农艺性状作物改良

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    生长素信号途径参与调控拟南芥雌配子体发育研究进展

    杨嘉泓李婧怡吴佳昊黄幼梅...
    19-27页
    查看更多>>摘要：雌配子体发育是开花植物有性生殖的重要前提,包括大孢子发生和雌配子体发生两个关键事件,该过程决定植物能否正常受精作用并完成世代繁衍.生长素是植物中广泛存在的一类植物激素,生长素在胚珠中的极性分布保证了胚珠的正常发育,但由于生长素信号途径十分复杂,且雌性生殖细胞位于组织内部,生长素信号途径在雌性生殖系建成的调控网络和分子机制仍不明晰.本文综述了生长素的合成、动态平衡和信号转导以及生长素调控大孢子发生和雌配子体发生相关研究,旨在对生长素激素信号途径调控雌性生殖系建成提供参考.

    雌配子体发育开花植物有性生殖生长素

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    植物花青素修饰相关UDP-糖基转移酶研究进展

    王青倪尔冬王秋霜秦丹丹...
    28-42页
    查看更多>>摘要：糖基化在植物天然产物的结构多样性和稳定性中起着重要的作用.植物体内游离的花青素不稳定,通常会在尿苷二磷酸依赖的糖基转移酶(UGTs)的催化下形成稳定的花青苷.近年来,关于花青素糖基化修饰的报道越来越多,在不同植物中均发现了参与花青素糖基化修饰的各种酶.本文主要综述了植物中花青素修饰相关UGT的结构特点、代谢途径作用节点、生化作用过程、分子鉴定与转录调控等方面的研究进展,以期为植物花青素糖基化修饰及其调控过程研究提供参考.

    植物花青素UDP-糖基转移酶修饰

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    植物赤霉素氧化酶及其功能研究进展

    吴丁洁陈盈盈徐静刘源...
    43-54页
    查看更多>>摘要：赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的植物激素,调节植物的发育及其对环境信号的反应.GA生物合成的最后部分离不开赤霉素氧化酶(gibberellin oxidase,GAox)的催化.赤霉素氧化酶是赤霉素生物合成和分解代谢过程的关键酶,在植物体内的赤霉素生物合成和分解代谢途径中起到复杂的调节作用.GA20ox(gibberellin 20 oxidase)、GA3ox(gibberellin 3 oxidase)和GA2ox(gibberellin 2 oxidase)均属于赤霉素氧化酶基因家族,GA20ox和GA3ox是赤霉素生物合成过程中的限速酶,而GA2ox是赤霉素分解代谢的关键酶,三者共同参与GA生物合成途径的调节,从而保障植物在生长发育以及与环境相互作用过程中对GA的需求.赤霉素氧化酶参与调控植物生长发育的多个阶段,受到外界环境和内源因素的精密调控,目前已经在拟南芥、水稻、杨树等物种中克隆表达,其在不同物种之间的功能存在差异.本文主要围绕GA20ox、GA3ox和GA2ox三种酶进行介绍,对植物赤霉素氧化酶的特性、时空表达进行了阐述,并重点总结了赤霉素氧化酶的功能及其研究进展,以期为今后系统开展赤霉素氧化酶基因功能研究提供理论依据.

    赤霉素氧化酶基因功能生长发育非生物胁迫时空表达

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    植物DNA双链断裂修复机制及其在重离子诱变和基因编辑中的作用

    隆静陈婧敏刘霄张一凡...
    55-67页
    查看更多>>摘要：在自然界中,植物会遭受各种环境或内源因素导致的DNA损伤,其中DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs)的影响最为严重,如果修复不当,将导致基因组不稳定、基因突变甚至细胞死亡.一方面,植物进化出了强大且有序的损伤修复机制,以确保其存活及正常繁衍;另一方面,基于修复过程的容错性及致突变性,T-DNA插入、基因编辑、物理诱变等技术广泛应用于动植物品种改良.相较于哺乳动物,植物DSBs修复通路及其分子机制报道较为有限.本文综述了植物对DSBs损伤的响应、主要修复途径及关键因子,介绍了通路机制尚未完全解析的替代末端连接(alternative end joining,Alt-EJ)的最新研究进展;此外,探讨了重离子束引起的植物DSBs修复特征和多途径选择,以及基于不同DSBs修复途径的基因编辑技术的研究进展,旨在为深入了解植物DSBs损伤响应及修复的分子机制和研发高效生物育种技术提供参考.

    植物DSBs损伤修复同源重组非同源末端连接重离子束基因编辑

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    基因编辑技术在棉花种质创新和遗传改良中的应用

    侯文婷孙琳张艳军董合忠...
    68-77页
    查看更多>>摘要：棉花是全球重要的经济作物和纺织工业原料,选育优良新品种是提高棉花产量、品质和植棉效益的主要途径.然而,传统育种方法在改良作物遗传特性方面存在很大的局限性,而基因编辑技术为加快棉花种质创新和遗传改良提供了契机.基因编辑技术是一种利用人工设计的核苷酸酶,对生物体特定DNA序列的基因组片段进行删除、修改、插入或替换单个或多个核苷酸,从而实现对目标基因精确编辑的技术方法.本文首先综述了ZFNs、TALENs和CRISPR三种主要基因编辑系统的原理,以更好地理解如何利用基因编辑技术改良棉花的生长发育、抗逆性等性状;其次,重点评述了当前备受关注的CRISPR基因编辑系统在改良棉花抗逆性、纤维与种子品质性状等方面的应用;最后分析了基因编辑技术在应用过程中存在的不足和局限,并指出未来应进一步优化开发有知识产权的基因编辑系统,提高其精确性、安全性,促进其在棉花种质创新和遗传改良中的应用.

    基因编辑棉花遗传改良CRISPR/Cas9

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    动物细胞永生化研究进展

    张震宇靳莉武王婧尊田玲...
    78-89页
    查看更多>>摘要：细胞永生化是指通过各种手段、方式来突破原代细胞衰老的限制,延长细胞寿命,实现细胞无限复制增殖,是当前生物医学领域研究的一个热点与难点.永生化细胞株/系可用于生物制品研发、衰老机制探索以延伸生命等;然而目前永生化细胞种类不多、永生化技术相对较难,肿瘤风险以及动物福利伦理等原因,还不能满足研发需求.目的细胞永生化不仅可以永久保存动物细胞遗传资源,还对多种疾病的诊断、治疗及细胞基质疫苗的研发等提供支持.本文就动物细胞永生化的原理、永生化机制及方法的研究最新进展进行综述,为未来的生物医学研究和应用提供参考.

    动物细胞细胞永生化永生化机制永生化方法

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    基于CRISPR/Cas12a的生物传感平台的机制研究及应用

    陈墨岩祝诚
    90-98页
    查看更多>>摘要：CRISPR/Cas12a系统能够由可编程的RNA引导,准确识别特异的单链DNA或含有PAM序列的双链DNA,而后在目标底物进行切割的同时完成对非特异性单链DNA的迅速切割,该特性使其在生物传感应用中显示出巨大前景.近年来,CRISPR/Cas12a系统被广泛应用于生物标志物的辅助检测,其生物标志物传感平台已在可视化细胞途径、体内活体诊断等生物分子传感器的构建方面得到应用.本文基于CRISPR/Cas12a生物传感平台的构建原理,对不同应用情景下CRISPR/Cas12a系统的变体进行了总结,并对基于该系统的体外、体内传感平台的应用进行了重点介绍和归纳,进一步讨论了不同传感平台的特点.最后对目前应用的优点和局限性做出总结和展望,以期为该领域的研究与应用提供一定参考.

    CRISPR/Cas12a体外生物传感体内生物传感准确识别

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    利用代谢工程在酿酒酵母中高效合成2-萘乙醇

    何玙冰付振浩李仁瀚刘秀霞...
    99-107页
    查看更多>>摘要：[目的]为实现生物合成重要化合物 2-萘乙醇,探索利于 2-萘乙醇合成的基因组合.[方法]向酿酒酵母BY4741发酵液中外源添加 2-萘丙氨酸,运用高效液相色谱法进行产物检测;绘制BY4741 的生长曲线和产量曲线,添加不同浓度 2-萘丙氨酸到BY4741 发酵液中并检测BY4741 生长和生产情况;对BY4741 进行代谢工程改造,构建过表达Ehrlich途径 6 个基因的质粒并转化进BY4741 中;发酵 6 株改造菌株,检测产物产量.[结果]发酵液中检测到了推测产物 2-萘乙醇,代谢工程改造菌株相较于野生型BY4741 菌株产量均有所提升,其中过表达ARO9和ARO10基因使得 2-萘乙醇的产量在外源添加 1 mmol/L 2-萘丙氨酸的情况下达到 0.258 mmol/L,转化率达到野生型的 2.3 倍.[结论]在酿酒酵母中实现了 2-萘乙醇的生物合成,探索出ARO9 和ARO10 是利于 2-萘乙醇生物合成的基因组合,为工业生产 2-萘乙醇提供了一种新的生物合成方法.

    2-萘乙醇代谢工程生物合成酿酒酵母Ehrlich途径

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    一种谷氨酸棒杆菌4-异丙基苯甲酸诱导型启动子的设计与应用

    毋舒宁苏永平李冬雪柏映国...
    108-116页
    查看更多>>摘要：[目的]谷氨酸棒杆菌是一种重要的工业微生物,挖掘可调控性元件可有效拓展谷氨酸棒杆菌研究和应用的广度和深度.[方法]在谷氨酸棒杆菌组成型强启动子PH10 上嵌入阻遏蛋白CymR结合的操纵序列CuO,构建了 4-异丙基苯甲酸(Cumate)为诱导剂的启动子PH10-CuO.[结果]绿色荧光蛋白作为报告基因的实验结果显示,无诱导剂时,谷氨酸棒杆菌工程菌相对荧光强度较低;以 25 μg/mL 4-异丙基苯甲酸诱导 12 h时,谷氨酸棒杆菌工程菌荧光强度达 62 000,证明PH10-CuO具有很好的严谨性和诱导表达强度.构建了以启动子PH10-CuO调控recET和Cas12a表达的谷氨酸棒杆菌基因编辑质粒,实现谷氨酸棒杆菌染色体上靶标基因的精准编辑和外源基因插入.[结论]诱导型启动子PH10-CuO具有表达强度高且渗漏表达低的特点,可用于谷氨酸棒杆菌中被其调控基因的时序性表达.

    谷氨酸棒杆菌诱导型启动子阻遏蛋白CymR4-异丙基苯甲酸

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