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中国农业科学
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路文如

半月刊

0578-1752

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010-82109808 82106279

100081

北京中关村南大街12号

中国农业科学/Journal Scientia Agricultura SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为综合性农牧业科学学术刊物。主要发表我国农牧业科学在基础理论和应用技术方面的学术论文、重要科研成果和专题报告及各学科研究进展综述等。主要栏目有作物栽培的理论与实践、作物育种与品种资源、生物技术、植保、土肥、畜牧、兽医、研究简报等。读者对象为农牧业科技工作者、农业院校师生和农业管理干部。
正式出版
收录年代

    不结球白菜GST基因家族的全基因组鉴定及花青素相关基因BcGSTF6的功能分析

    尹雨钦徐欢欢唐丽萍王欣雅...
    3234-3249页
    查看更多>>摘要：[背景]花青素是紫色不结球白菜中重要的营养成分之一，谷胱甘肤转移酶(glutathione S-transferase，GST)在花青素转运中发挥着重要功能。[目的]鉴定不结球白菜中编码GST的基因，并通过转录组和分子生物学手段揭示BcGSTF6在不结球白菜花青素转运中的作用，解析不结球白菜花青素积累的分子机制。[方法]通过生物信息学方法，鉴定GST基因家族成员并分析其在染色体上的位置和基序;在紫色和绿色的不结球白菜中进行转录组分析，筛选不结球白菜中参与花青素转运的基因，并通过表达模式分析、亚细胞定位、拟南芥突变体tt19的异源回补试验进一步验证BcGSTF6和BcTT19的功能;通过将BcGSTF6和BcTT19与其他物种中参与花青素转运基因的氨基酸序列进行比较，分析BcGSTF6存在的差异;并通过BcGSTF6蛋白与矢车菊素(Cya)的体外结合和基因沉默试验验证BcGSTF6是否为参与不结球白菜花青素转运和积累的重要基因。[结果]从不结球白菜中鉴定得到83个GST基因家族成员，分为8个亚家族，分布在10条染色体上。转录组分析结果表明BcGSTF6和BcTT19可能是参与不结球白菜花青素转运的基因，进一步利用qRT-PCR发现BcGSTF6与BcTT19都在不结球白菜花青素积累阶段高度表达;亚细胞定位结果表明BcGSTF6和BcTT19都定位于内质网和液泡膜中。氨基酸序列多重比较发现BcTT19与其他物种中参与花青素转运的蛋白存在高度同源性，而BcGSTF6则在保守结构域中存在较大差异。在拟南芥突变体tt19中对BcGSTF6和BcTT19进行过表达均可恢复拟南芥幼苗1t19积累花青素的表型，但不能恢复其种皮棕色的表型，表明BcGSTF6和BcTT19都参与了花青素的转运但不能转运原花青素(PAs)。体外结合试验发现BcGSTF6蛋白在室温下可增加Cya的可溶性;对BcGSTF6在不结球白菜中进行基因沉默发现叶片中花青素含量显著下降，同时也导致参与花青素合成与调控相关基因表达量降低。证明BcGSTF6参与了花青素的转运和积累，在不结球白菜叶片着色过程中发挥重要功能。[结论]本研究鉴定了不结球白菜GST基因家族，并进一步解析了 BcTT19和BcGSTF6在不结球白菜花青素转运和积累中的功能，阐明了 BcGSTs在不结球白菜中花青素转运调控的部分机制。

    不结球白菜花青素谷胱甘肽S-转移酶BcGSTF6转运

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    基于广靶代谢组学分析胡萝卜萜类代谢产物差异

    齐晓雨孔小平周红伟严湘萍...
    3250-3263页
    查看更多>>摘要：[目的]萜类代谢物是评价胡萝卜风味品质的主要指标，对胡萝卜口感风味品质的形成具有重要作用。通过比较甜味浓烈组(-3)和苦味浓烈组(3)两组不同品种胡萝卜成熟期肉质根风味成分的代谢谱，为胡萝卜风味特征成分鉴定及优异资源的开发利用提供参考。[方法]建立高效的、具有高灵敏度和高通量的代谢组学分析平台和方法:采用UPLC-MS/MS方法对胡萝卜萜类代谢物进行分析测定，鉴定影响胡萝卜风味品质的萜类代谢物。采用OPLS-DA结果的VIP值、log2FC值筛选差异性代谢物(设置阈值:VIP＞1、fold change ≥2和fold change ≤ 0。5)。[结果]利用UPLC-MS/MS技术对胡萝卜成熟期肉质根进行广泛靶向代谢组学测定，共筛选出50种显著差异的萜类代谢物，12个上调，2个下调。其中，显著上调的分别是京尼平(0。754)、粳米素B(0。936)、氧叶烯A(1。03)、乙酸香芹酯(1。04)、3-(3'-羟基丁基)-2，4，4-三甲基环己烷-2，5-二烯酮(0。662);显著下调的是脱氢地芰普内酯(0。617)。从含量来看，苦味胡萝卜中萜类代谢物含量综合较高的分别是甲黑素甲苷A(16。98)、莪术醇(17。57)、京尼平(15。32)，甜味胡萝卜中萜类代谢物含量综合较高的分别是甲黑素甲苷A(17。61)、异香附醇(16。01)、莪术醇(18。73)。根据P值来看，排名前5的分别是薇甘菊内酯(0。994)、寥二醛(0。991)、甲基(E)-5，11-二羟-4-((Z)-2-甲基丁-2-烯酰氧基)-3，10-二亚甲基-2-氧代-2，3，3a，4，5，8，9，10，11，11a-十氢环癸并[b]呋喃-6-羧酸酯(0。978)、(3R)-3-羟基-紫罗兰酮(0。974)、布卢门醇A(0。969)。采用聚类分析方法对两组胡萝卜肉质根中的差异代谢物进行分析，其中，分组3中的代谢物含量要明显高于分组-3中的代谢物含量。利用KEGG进行差异代谢物注释和富集分析。[结论]萜类代谢物是影响胡萝卜风味的主要化合物，其中，京尼平、粳米素B、氧叶烯A、乙酸香芹酯、甲黑素甲苷A、莪术醇、异香附醇、脱氢地芰普内酯、薇甘菊内酯等萜类代谢物可能是影响胡萝卜风味的关键成分。

    胡萝卜广泛靶向代谢组学风味物质萜类代谢物差异代谢物品质

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    戴尔有孢圆酵母与酿酒酵母细胞间接触对'赤霞珠'葡萄酒风味品质的影响

    周得刚徐彬艳王青霞祝霞...
    3264-3282页
    查看更多>>摘要：[目的]利用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和非酿酒酵母(Non-Saccharomyces yeasts，NS)混菌发酵可以改善葡萄酒的香气复杂性和浓郁度。深入分析混合发酵剂中酵母细胞之间的接触作用对酒精发酵及代谢产物的调节效应，更好地控制混菌发酵进程。[方法]以预处理的'赤霞珠'葡萄汁为试材，分别接种戴尔有孢圆酵母(Torulaspora delbrueckii)及S。cerevisiae进行纯种发酵、混菌发酵和双室发酵，分析其发酵动力学及挥发性香气化合物差异;并探究不同接种时间模式下混菌和双室发酵对'赤霞珠'葡萄酒酿造学参数和风味品质的影响。[结果]T。delbrueckii菌株纯种发酵组的最终还原糖含量为89。00g·L-1，不能独立完成酒精发酵;S。cerevisiae在纯种发酵、混菌发酵和双室发酵组中均保持较高的生长活力，能顺利完成酒精发酵;但混菌发酵过程中的酵母细胞间接触显著降低了 T。delbrueckii菌株的生存能力。与S。cerevisiae纯种发酵相比，混菌发酵组和双室处理组的乙醇含量均有所降低，pH显著下降，总酸显著增加(P＜0。05);各处理酒样中检测到挥发酸含量均在0。2-0。7 g·L-1。与S。cerevisiae纯种发酵和双室发酵组相比，混菌发酵组的挥发酸及花色苷含量显著降低。气相色谱-质谱联用技术检测结果显示，T。delbrueckii菌株纯种发酵组香气物质含量最低;相比S。cerevisiae纯种发酵组，混菌发酵和双室发酵组的酯类物质含量均显著增加，高级醇和C6化合物含量明显降低。混菌发酵组中乙酸异戊酯、乙酸己酯、己酸乙酯和辛酸乙酯等酯类化合物含量较双室发酵组显著增加，高级醇和苯衍生物含量明显降低。此外，在混菌发酵过程中，S。cerevisiae的接种时间对乙酸异戊酯和乙酸己酯的生成也有显著影响。感官分析结果表明，与S。cerevisiae纯种发酵相比，同时接种(0 h)混菌发酵处理组显著降低葡萄酒中的生青味，酒样呈现较为浓郁的果香和花香味。[结论]在葡萄酒的混菌酒精发酵过程中，酵母细胞间接触不仅降低T。delbrueckii的生存能力，也显著影响'赤霞珠'葡萄酒的香气特征和感官品质。

    葡萄酒酒精发酵非酿酒酵母酿酒酵母细胞间接触挥发性化合物风味品质

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    猪增生性肠病间接ELISA抗体检测试剂盒的研制与应用

    张从钺周红蔺辉星范红结...
    3283-3293页
    查看更多>>摘要：[目的]研制一种检测胞内劳森菌(Lawsonia intracellularis，LI)抗体的间接ELISA试剂盒，为LI的监测和疫苗评价提供工具。[方法]表达并纯化LI的外膜蛋白Omp2，以其为包被抗原建立检测LI抗体的间接ELISA方法，优化ELISA反应条件;用建立的ELISA方法检测稀释的LI阳性血清来评价试剂盒的敏感性，检测其他病原的阳性血清来评价试剂盒的特异性;试制3批试剂盒，制定试剂盒的敏感性和特异性检验标准，测定试剂盒在4 ℃的保存期;用试制的试剂盒检测LI阴性和阳性质控血清，研究试剂盒的成立条件;通过对不同时间和猪场采集的1 000份临床猪血清样本的检测来评价该试剂盒的实用性;用本试剂盒与进口商品化试剂盒平行检测LI阳性和阴性血清各50份以评价试剂盒的符合率。[结果]成功表达并纯化了 Omp2蛋白，蛋白纯度为90。31％，在Western blot试验中可以与LI阳性血清发生反应。ELISA最佳反应条件为:Omp2以200 ng/孔4 ℃包被12-16 h;血清1∶50稀释，37 ℃孵育30 min;羊抗猪IgG-HRP 1∶20 000稀释，37 ℃孵育30 min;TMB底物37 ℃显色15 min，用0。5 mol。L-1的硫酸终止反应。该试剂盒检测LI阳性血清的最高检出倍数为8，敏感性较好;试剂盒检测E。coli、App、Mhp、SS2、PRRSV、PRV的结果均为阴性，特异性较好。制定了试剂盒的敏感性和特异性检验标准。试剂盒在4 ℃可保存15个月。试剂盒的成立条件为:阳性标准血清OD45onm≥1。25，阴性标准血清OD450nm＜0。3。试制的试剂盒批内、批间重复性试验变异系数均小于10％。与国外商品化ELISA检测试剂盒对比的符合率达86％。用试制的ELISA试剂盒检测1 000份华东部分地区临床猪血清样品，其中LI阳性检出率为59。90％，表明LI在华东地区猪群中普遍存在。[结论]本研究开发的LI间接ELISA抗体检测试剂盒特异性高，灵敏度高，与商品试剂盒符合率高，可用于临床LI抗体的检测。

    胞内劳森菌Omp2蛋白间接ELISA特异性敏感性符合率

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    STM2503调控鼠伤寒沙门菌的生物被膜形成和压力适应性

    王南威李莉莉陈凯风周洲平...
    3294-3304页
    查看更多>>摘要：[目的]通过揭示c-di-GMP通路基因STM2503调控鼠伤寒沙门菌生物被膜形成，进而影响其环境应激能力的机制，以期挖掘调控鼠伤寒沙门菌压力适应性的关键因子，为防控策略的制定提供理论依据。[方法]以λ-Red同源重组方法构建STM2503缺失株，并利用质粒PBAD表达STM2503来构建相应的基因回补株。然后通过检测不同STM2503表达水平菌株中信号分子c-di-GMP的含量揭示STM2503对菌株胞内c-di-GMP水平的影响。接下来，利用细菌运动性检测、结晶紫染色等试验检测了 STM2503对菌株运动性和生物被膜形成能力的影响，并利用实时荧光定量PCR从基因层面揭示其对菌株运动性和生物被膜形成的调控机制。最后，通过抗生素处理、氧化应激、消毒剂应激等试验探究了 STM2503对鼠伤寒沙门菌压力适应性的影响。[结果]与野生株(WT269)相比，STM2503的缺失使菌株胞内c-di-GMP含量升高了 37。51％(P＜0。001)，且不影响菌株的正常生长。另外，STM2503的缺失提高了菌株各胞外基质合成基因的表达水平，使缺失株胞外多糖、胞外DNA和胞外蛋白质含量分别增加了 10。30％(P＜0。01)、33。59％(P＜0。001)和27。60％(P＜0。01)，最终使菌株的生物被膜形成能力显著增强了 1。63倍(P＜0。01)。并且，269△STM2503通过降低鞭毛合成相关基因fliA与flhC的表达使其在6 h的运动直径较野生株相比下降了 17。22％(P＜0。01)。这些变化最终导致269△STM2503菌株对头孢噻肟、头孢吡肟、阿莫西林等β-内酰胺类抗生素的敏感性降低1-3倍，且在氧胁迫和SDS消毒剂胁迫下表现出了更强的适应能力。[结论]STM2503参与信号分子c-di-GMP的降解，并通过抑制胞外基质的合成降低鼠伤寒沙门菌的生物被膜形成能力，通过上调鞭毛合成基因的表达增强菌株的运动性，进而降低菌株的耐药性和环境压力适应能力，本研究为鼠伤寒沙门菌关键防控靶点的挖掘提供了理论基础。

    鼠伤寒沙门菌c-di-GMPSTM2503生物被膜运动性

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