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2022年 第38卷 第8期    刊出日期：2022-08-26

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综述与专论

植物胁迫相关microRNA研究进展

王楠楠, 王文佳, 朱强

2022, 38(8):  1-11.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1345

摘要 ( 537 )   HTML ( 46)   PDF (1641KB) ( 554 )  

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microRNA（miRNA）是一种含20-25个核苷酸的内源性非编码RNA,并在植物体内广泛存在。miRNA主要在转录后水平发挥作用,通过负向调节植物基因的表达,从而参与调控植物的生长发育、胁迫响应以及激素信号转导等过程。本文从miRNA的产生、作用方式出发,阐述其在胁迫响应过程中的作用机制,旨在更加深入的了解miRNA在胁迫响应过程中的分子调控网络,以期为未来利用基因工程手段提高植物抗逆性提供参考性作用。

植物MYB转录因子调控次生代谢及逆境响应的研究进展

位欣欣, 兰海燕

2022, 38(8):  12-23.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1350

摘要 ( 935 )   HTML ( 64)   PDF (2460KB) ( 875 )  

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MYB是真核生物体内最大的转录因子家族之一,其成员在植物的生长发育、次生物质代谢、生物及非生物胁迫应答等多种生理过程中发挥重要作用。MYB基于特定的功能域与靶基因相互识别,对相关基因的表达进行调控,从而影响植物的发育及代谢过程。目前,MYB类转录因子家族部分成员的功能已经得到解析,涉及次生代谢、生物及非生物胁迫中的功能及表达调控等方面,本文基于以上研究进展进行综述,为MYB类转录因子的深入研究提供借鉴。

独脚金内酯与激素互作调控根系生长的研究进展

沈月, 陶宝杰, 华夏, 吕冰, 刘立军, 陈云

2022, 38(8):  24-31.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-0102

摘要 ( 517 )   HTML ( 20)   PDF (2615KB) ( 428 )  

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独脚金内酯是调控植物根系生长的新型植物激素,在刺激寄生植物种子萌发、促进丛枝菌根真菌菌丝分枝以及调节植物分枝等过程中发挥着重要的作用。根系是植物感知土壤信号以及吸收养分、水分和矿质元素等的重要器官。外部环境和内部激素均能影响植物根系的生长发育。独脚金内酯可以抑制生长素转运而增加分生区及过渡区大小调控主根伸长、抑制侧根原基的发生和侧根发育,该过程同时依赖于细胞分裂素受体AHK3,也可以促进乙烯的合成和生长素转运及其受体TIR1的表达而调控根毛伸长。综述了独脚金内酯的结构、功能及其与生长素和细胞分裂素等植物激素互作调控主根伸长、侧根发生、根毛的发生和伸长等过程,以期为阐明独脚金内酯调控植物根系生长的机制提供理论与实践依据。

光与茉莉酸信号介导的萜类化合物合成分子机制

张婵, 吴友根, 于靖, 杨东梅, 姚广龙, 杨华庚, 张军锋, 陈萍

2022, 38(8):  32-40.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1267

摘要 ( 305 )   HTML ( 18)   PDF (2281KB) ( 289 )  

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萜类化合物在医药、农业、食品和日化等领域具有重要的应用价值,但其在药用植物中的天然含量普遍较低,限制其规模化发展。光和茉莉酸信号是调控植物萜类化合物合成中常用的诱导子。本文综述光与茉莉酸信号介导的药用植物萜类化合物合成的分子机制,提出了未来药用植物萜类化合物可重点研究的方向。

内生菌影响药用植物产生药理活性化合物的研究进展

张昊, 刘苗苗, 刘晓娜, 李宗谕, 赵丽丽, 杨清香

2022, 38(8):  41-51.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1487

摘要 ( 405 )   HTML ( 18)   PDF (1186KB) ( 432 )  

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药用植物自古以来就被应用于传统医学,是抗菌、抗病毒、抗肿瘤等天然药物的重要来源。广泛存在于植物健康组织中的内生微生物,是植物微生态系统的重要组成部分。已有研究表明,大量药用植物内生菌具有重要的生物学价值和经济意义,它们在漫长的进化过程中,与宿主植物之间建立了某些特殊的关系,对药用植物活性代谢产物的形成有重要作用,进而影响药用植物源药材的质量和产量。本文聚焦于内生菌与药用植物药效成分之间的相互关系,通过调查近年来已发表的药用植物内生菌研究数据,总结了存在于药用植物中的内生菌多样性、潜在药用价值、影响药理活性化合物生成的生物学机制问题。本综述旨在阐明内生菌在天然药物生产中的作用机制和重要地位,了解相关知识有助于科研工作者更有效的利用植物内生菌控制药材品质,或者从植物/内生菌资源中开发、生产更多更好的天然药物。

农业转基因核酸标准物质研究进展

林鹰, 杨文莉, 周玲艳, 姜大刚

2022, 38(8):  52-59.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1495

摘要 ( 297 )   HTML ( 11)   PDF (2573KB) ( 280 )  

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转基因作物自商业化以来,产量和种植面积持续增加。为了对转基因农作物及其产品进行更规范的管理,保护消费者知情权和选择权,需要对转基因产品进行检测,转基因有证标准物质为转基因农作物及产品的检测提供标准化量值参考,是保障转基因作物及产品检测结果准确一致的重要基础。本文基于转基因检测标准物质的重要性,查阅和总结了国内外已经获批的农业转基因检测标准物质情况,并介绍了转基因检测标准物质的研制过程,比较了常用的3种不同类型的转基因检测标准物质,梳理了转基因检测标准物质研制中所存在的问题,并针对这些问题就我国转基因检测标准物质研制提出建议,以进一步促进我国农业转基因检测标准物质的研究和应用。

技术与方法

应用于基因编辑的核糖核蛋白复合体的构建与活性验证

高伟欣, 黄火清, 赵晶, 张鑫, 杨宁, 杨浩萌

2022, 38(8):  60-68.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1353

摘要 ( 322 )   HTML ( 12)   PDF (3664KB) ( 296 )  

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CRISPR/Cas9基因编辑技术具有操作简单、成本低廉和编辑效率高等优点,已经被广泛应用于动物、植物、微生物的基因编辑研究。在该技术体系中,发挥核酸剪切功能的是Cas9蛋白和guideRNA（gRNA）组装而成的核糖核蛋白复合体,即RNP（ribonucleoprotein）复合体。目前,应用体外组装的RNP复合体直接递送进入受体细胞进行基因编辑的研究越来越多,成为提高编辑效率、降低脱靶率的有效手段。本研究以获得具有高效剪切活性的RNP复合体为试验目的,在大肠杆菌BL21（DE3）中成功表达了Cas9蛋白,并通过His-tag亲和树脂对重组Cas9蛋白进行了纯化;同时,通过T7转录试剂盒对gRNA进行体外转录和纯化,使纯化的Cas9蛋白和gRNA自发组装成RNP复合体,经体外活性检测,RNP复合体具有很好的DNA双链剪切活性;将其与donor DNA共同转化到黑曲霉菌株,成功敲除了目标蛋白,编辑效率达到90%以上。本研究获得的RNP复合体,可以应用于丝状真菌的基因编辑,节约了试验时间与成本,并推动RNP介导的基因编辑技术在更多领域的应用。

基于环介导等温扩增的抗虫基因超灵敏比色生物传感器构建

李佳乐, 林晟豪, 许文涛

2022, 38(8):  69-76.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1062

摘要 ( 260 )   HTML ( 15)   PDF (3687KB) ( 342 )  

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随着转基因技术的发展,快速、稳定和简单的转基因作物检测技术的开发一直是热点。开发了以溴百里酚蓝为显色剂的基于环介导等温扩增的抗虫基因超灵敏比色生物传感器,该方法可以通用检测Cry1Ac和Cry1Ab/Ac基因,具有较好的特异性。新型pH指示剂溴百里酚蓝对于LAMP影响小,通过一步法闭管可视检测,解决了LAMP容易污染的问题,实现了自然光下裸眼可视化半定量检测。最终优化的体系为Tris终浓度3.25 mmol/L,0.1%溴百里酚蓝添加量1.5 µL,在此条件下1 h内可检测到单拷贝靶标基因。该方法兼具灵敏性、特异性和稳定性,操作简单,适合现场检测,提供了Cry1Ac和Cry1Ab/Ac基因通用检测的具体操作方法和新的LAMP比色信号输出方式,不仅完善了转基因产品的检测体系,也丰富了LAMP生物传感器信号输出方式。

利用酵母双杂交系统筛选与鉴定石斑鱼EcBAG3互作因子

蔡佳, 梁振宇, 黄瑜, 鲁义善, 施钢, 简纪常

2022, 38(8):  77-83.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1368

摘要 ( 266 )   HTML ( 15)   PDF (3803KB) ( 134 )  

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以参与石斑鱼抗病毒免疫反应的EcBAG3蛋白为研究对象,采用酵母双杂交等技术筛选与鉴定EcBAG3的互作蛋白。首先构建了石斑鱼脾脏细胞的酵母双杂交cDNA文库,文库的容量为5.6×10⁶ CFU,插入片段的平均长度在750 bp以上,重组率为100%。进一步利用此文库筛选EcBAG3的互作因子,初步得到了83个阳性克隆。对这些克隆进行测序与一对一互作验证,最终获得7个候选互作蛋白,功能预测结果显示,互作蛋白涉及免疫调控、转录调节、胁迫响应、信号转导等方面的功能,为进一步解析石斑鱼BAG3在病毒感染中的作用机制奠定了基础。

短链脂肪酸在动物样本中的检测方法研究进展

刘娜, 焦京琳, 饶正华

2022, 38(8):  84-91.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1429

摘要 ( 343 )   HTML ( 10)   PDF (1135KB) ( 559 )  

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短链脂肪酸又称挥发性脂肪酸,其检测方法常用于动物肠道菌群健康及饲料营养研究。本文综述了近几年在不同类型动物样本中短链脂肪酸检测的方法,讨论了各方法的优势及存在的问题,为今后动物样本中短链脂肪酸检测提供方法参考。随着高分辨质谱技术的崛起,未来应该开发出更快捷方便且灵敏度高的检测技术。

研究报告

pOsHAK1：OsFLN2提高水稻的糖代谢水平和抗旱性

陈光, 李佳, 杜瑞英, 王旭

2022, 38(8):  92-100.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1499

摘要 ( 297 )   HTML ( 13)   PDF (4888KB) ( 413 )  

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糖的合成和转运是植物响应干旱胁迫的关键过程。利用干旱诱导的钾转运蛋白基因OsHAK1的启动子驱动OsFLN2基因的异位表达,可以在干旱胁迫下改善水稻的糖代谢水平,进而促进根系生长。pOsHAK1：OsFLN2转基因植株叶片净光合速率、蔗糖磷酸合成酶活性、韧皮部蔗糖转运速率提高,叶片、根系中的蔗糖含量分别显著减少和增加。pOsHAK1：OsFLN2转基因株系的抗旱性优于野生型（WT）水稻,与WT相比,转基因植株脯氨酸积累量较高,而脂质过氧化水平较低。进一步研究发现,干旱处理的转基因株系中胁迫响应基因显著上调,而衰老相关基因的表达量低于WT。结果表明,通过pOsHAK1：OsFLN2的表达,促进糖分代谢,有利于提高水稻的抗旱性和在干旱胁迫下的生产力。

苦荞FtCBL基因的鉴定及对干旱与高钙胁迫的响应

关志秀, 汪燕, 梁成刚, 韦春玉, 黄娟, 陈庆富

2022, 38(8):  101-109.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1367

摘要 ( 279 )   HTML ( 10)   PDF (4174KB) ( 193 )  

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植物CBL基因在逆境胁迫应答方面具有重要作用,鉴定苦荞FtCBL基因,并探索其对干旱高钙胁迫的响应具有重要意义。利用生物信息学方法鉴定FtCBL基因,通过模拟胁迫实验,研究FtCBL基因在干旱、高钙和干旱+高钙下的表达规律。共鉴定到5个苦荞FtCBL基因,均具有EF-hand钙结合结构域,分别定位于Ft3（2个）、Ft4（1个）和Ft5（2个）染色体上,cDNA长度在642-684 bp间,编码蛋白含213-227个氨基酸,序列高度保守。干旱下苦荞CAT与APX活性急剧升高,但在高钙下差异不显著,说明苦荞较适宜高钙环境生长。干旱下FtCBL1在8 h、24 h下调表达,FtCBL2上调表达,FtCBL3-1在8 h上调表达;高钙下FtCBL1在8 h、24 h和FtCBL9在24 h下调表达,FtCBL2上调表达;干旱+高钙下FtCBL3-1在8 h、24 h上调表达。共鉴定到5个FtCBL基因,其中FtCBL1、FtCBL2响应干旱、高钙胁迫,FtCBL3-1响应干旱、干旱+高钙胁迫,FtCBL9响应高钙胁迫。

小麦矮腥黑粉菌效应蛋白g11335的生物信息学分析、亚细胞定位及毒性验证

郭志浩, 金泽鑫, 刘琦, 高利

2022, 38(8):  110-117.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-0414

摘要 ( 332 )   HTML ( 15)   PDF (5565KB) ( 283 )  

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本研究重点分析小麦矮腥黑粉菌的g11335基因编码效应蛋白的生物学功能。效应蛋白g11335为GSDH家族的效应蛋白,该家族成员有影响植物体的可能性。运用多种生物信息学数据库,解析效应蛋白g11335的理化性质、保守结构域、跨膜区、亲疏水性以及信号肽,并且构建了g11335-pBin表达载体进行亚细胞定位分析。结果表明,g11335基因全长1 389 bp,共编码462个氨基酸。该效应蛋白的亚细胞定位结果表明,该蛋白质定位在细胞膜上。烟草毒性验证表明该效应蛋白无毒性。

水稻叶和籽粒镉积累机制及QTL定位研究

黄婧, 朱亮, 薛蓬勃, 付强

2022, 38(8):  118-126.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1192

摘要 ( 299 )   HTML ( 10)   PDF (4115KB) ( 263 )  

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水稻是我国最重要的粮食作物,挖掘控制水稻叶和籽粒镉积累的关键基因,阐明水稻镉积累和转运的遗传机制,为培育籽粒低镉积累的水稻品种、保障粮食安全和人类健康提供依据。通过离子组学技术系统分析中国栽培稻核心种质资源209个品种籽粒的离子谱,鉴定出一批铁、锌等高富集以及镉低积累的水稻品种,并选择籼稻（indica）品种花楸03和粳稻（japonica）品种SKC进行进一步研究。结果表明,尽管这两个品种对镉的耐受性和吸收能力无显著差异,花楸03籽粒和地上部分的镉积累量显著高于SKC,而铁、锌等含量差异不显著。以花楸03和SKC为亲本构建了包含137个单株的双单倍体（doubled haploid,DH）群体,共检测到8个控制镉在叶和籽粒中积累的QTL,分别位于第2、3、4、7、8、10和11染色体上,能解释10.6%-39.4%的表型变异。其中第3染色体上检测到的控制镉向籽粒转运的QTL qGCd3定位在RM6266-RM2334,LOD（limit of detection）值和贡献率分别为3.81和39.4%,此处可能存在一个控制镉向籽粒转运的重要基因。

棉花黄萎病抗性相关基因GhTIFY9的克隆与功能分析

李秀青, 胡子曜, 雷建峰, 代培红, 刘超, 邓嘉辉, 刘敏, 孙玲, 刘晓东, 李月

2022, 38(8):  127-134.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1519

摘要 ( 292 )   HTML ( 13)   PDF (3886KB) ( 231 )  

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初步探究陆地棉TIFY家族基因GhTIFY9在棉花黄萎病反应中的功能,为挖掘棉花抗病相关基因及棉花抗病育种奠定基础。通过转录组筛选、克隆获得一个TIFY家族基因GhTIFY9,利用生物信息学的方法分析该基因的理化性质,通过荧光定量PCR（real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR）方法分析GhTIFY9在黄萎病诱导下的表达模式。同时构建该基因的VIGS载体,利用病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing,VIGS）技术对其在棉花抗黄萎病中的功能进行了初步探究。结果表明,以陆地棉TM-1的cDNA为模板克隆获得GhTIFY9,其开放阅读框（ORF）为594 bp,编码一个含197个氨基酸的碱性亲水性蛋白,相对分子质量为21.65 kD,定位于细胞核,属于TIFY亚家族。RT-qPCR分析结果表明GhTIFY9响应黄萎病菌诱导,抑制该基因表达后沉默植株对黄萎病菌的敏感性显著增强。GhTIFY9是棉花抗黄萎病反应的一个正向调控因子。

水稻咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶基因的原核表达、抗体制备和应用

索青青, 吴楠, 杨慧, 李莉, 王锡锋

2022, 38(8):  135-141.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1509

摘要 ( 328 )   HTML ( 9)   PDF (4860KB) ( 308 )  

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咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶（caffeoyl coenzyme A-O-methyltransferase,CCoAOMT）在植物木质素生物合成过程中发挥重要作用。目前关于水稻咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶的研究主要集中在基因水平,对其在蛋白水平上的功能研究却相当少。通过PCR扩增技术克隆得到OsCCoAOMT1基因,并成功构建了原核表达载体pET30a（+）-OsCCoAOMT1,转化大肠杆菌,表达出了重组蛋白。蛋白经纯化后,注射新西兰公兔,成功制备了多克隆抗体。Western blot检测表明该抗体能特异性地结合水稻不同组织的该蛋白。利用制备的抗体对水稻茎原生质体进行免疫荧光标记,激光共聚焦显微镜观察发现在Ubi：OsCCoAOMT1-GFP转基因水稻和野生型水稻原生质体里均可标记到该蛋白的信号,且转基因水稻融合蛋白的GFP信号可以与该蛋白抗体的荧光信号共定位,同时结合水稻核质蛋白分离的Western blot检测结果可知OsCCoAOMT1蛋白在主要分布在细胞质中。表明制备的抗体能用于该蛋白的特异性检测,为后续对水稻咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶的功能研究奠定了良好基础。

青杄PwHAP5基因原核表达及多克隆抗体制备

覃雪晶, 王雨涵, 曹一博, 张凌云

2022, 38(8):  142-149.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1404

摘要 ( 361 )   HTML ( 10)   PDF (4257KB) ( 240 )  

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制备青杄（Picea wilsonii）PwHAP5基因的特异性多克隆抗体,为研究PwHAP5基因功能、分子机制奠定基础。经PCR扩增获得青杄花粉PwHAP5基因片段与载体pET-48b相连构建原核表达载体pET-48b-PwHAP5。经诱导产生重组蛋白PwHAP5,通过His-NTA镍柱纯化蛋白产物。蛋白经SDS-PAGE检测后再免疫兔子制备兔抗血清。血清经ProteinA纯化后,通过SDS-PAGE和Western blot检测抗体纯度和特异性。结果表明,成功构建了原核表达载体pET-48b-PwHAP5,制备了分子质量约为45 kD的重组蛋白PwHAP5。获得的青杄PwHAP5兔抗血清经间接ELISA法检测效价达1∶729 000以上;制备的PwHAP5蛋白兔多克隆抗体能特异性识别抗原,效价高,满足后续研究PwHAP5蛋白在青杄生长发育中的功能等需求。

大豆孢囊线虫侵染对乙烯合成及信号传导基因表达调控的研究

郭宾会, 宋丽

2022, 38(8):  150-158.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1414

摘要 ( 221 )   HTML ( 11)   PDF (3238KB) ( 232 )  

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乙烯是一种重要的植物激素,其合成和信号传导相关基因参与调控植物生长发育及防御反应。为阐明大豆孢囊线虫侵染和定殖对寄主植物乙烯合成及信号传导途径的影响,本研究以8个抗病品种和2个感病品种为材料,利用荧光定量PCR方法对比接种与未接种孢囊线虫大豆根中乙烯合成基因GmACS和信号传导基因GmEIN的表达水平。实验结果表明,与感病品种相比,抗病品种中乙烯的生物合成受到显著调控,其中PI 548316中GmACS显著上调,而在PI 437654和PI 88788中GmACS显著下调。同时,GmEIN在4个抗病品种中轻微上调,但在其它抗病品种和2个感病品种中均未受到显著调控。研究表明GmACS和GmEIN 的表达受到孢囊线虫侵染与定殖调控,其中被显著调控的GmACS基因可以作为提高大豆抗病育种的候选基因。

具有杀线活性马尾松内生细菌的筛选与鉴定

贺丽娜, 冯源, 石慧敏, 叶建仁

2022, 38(8):  159-166.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1393

摘要 ( 276 )   HTML ( 4)   PDF (4476KB) ( 276 )  

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为探究马尾松内生细菌的多样性,寻找具有杀松材线虫活性的内生细菌。以前期从南京中山陵健康马尾松上分离的58株内生细菌为研究对象,利用浸渍法对内生细菌发酵滤液的杀线活性进行测定,采用形态学观察、生理生化特征测定、16S rDNA序列以及系统发育树等方法对筛选出的具有杀线活性的内生细菌进行种类鉴定。从中筛选出一株具有明显杀线功能的内生细菌NZM13-11。内生细菌NZM13-11发酵滤液在与松材线虫混合培养12 h后,校正死亡率达到92.2%,36 h后,校正死亡率达到100%。在12 h时,松材线虫的虫体被消解,消解率达85%,在培养48 h后,消解率达到100%,在显微镜视野下已经没有完整的虫体。对发酵滤液进行不同倍数稀释后,在8倍稀释倍数处理36 h,死亡率依然高达72.9%。通过对NZM13-11进行形态学观察、生理生化特征测定、16S rDNA序列以及系统发育树分析,将菌株NZM13-11鉴定为铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）。研究表明,在松树体内筛选出一株内生细菌NZM13-11能够高效地杀死松材线虫,该菌株被鉴定为铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）。该研究结果可以进一步深入,以探究利用马尾松内生细菌资源来防控松材线虫病的可能性。

白芷根际促生菌的筛选及其促生效果研究

江美彦, 周杨, 刘仁浪, 姚菲, 杨云舒, 侯凯, 冯冬菊, 吴卫

2022, 38(8):  167-178.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1386

摘要 ( 330 )   HTML ( 14)   PDF (6269KB) ( 514 )  

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发掘与利用白芷根际细菌促生潜力,为白芷高产优质提供新途径。使用功能性培养基分离筛选白芷根际中具有较强促生潜力的植物根际促生菌（plant growth promoting rhizobacteria,PGPR）,通过形态特征及16S rDNA序列对菌株进行综合鉴定,采用盆栽试验验证所筛PGPR菌株对BZA001和BZB003两个白芷品种（系）的促生效果。分离出白芷根际细菌共77株,23株具有固氮能力,20株具有溶解无机磷能力,4株具有产铁载体能力,7株具有产IAA能力,所有菌株均无解钾能力;31株促生潜力较强的PGPR多属于芽孢杆菌属（Bacillus）,占64.52%;所有菌株以Klebsiella属XI-1菌株综合促生能力最强,在不施肥条件下该菌株对BZA001和BZB003两个白芷品种（系）的生长及产量均有显著促进作用,增产率分别为31.85%和64.59%,在一定程度上缓解了缺肥对白芷生长的限制。白芷根际促生菌中芽孢杆菌数量最多;但所筛克雷伯氏菌株XI-1综合促生潜力最强,可显著提高白芷产量,具有发展为白芷微生物菌剂的潜质。

烟草根际高效解磷菌的筛选鉴定及促生作用研究

刘广超, 叶青, 车永梅, 李雅华, 安东, 刘新

2022, 38(8):  179-187.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1511

摘要 ( 294 )   HTML ( 12)   PDF (3943KB) ( 348 )  

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为获得优质的解磷促生菌种资源,助力农业生产减肥增效,对山东省高密市方市乡烟草根际土壤解磷菌进行筛选,将筛选得到的高效解磷菌3P29进行分子生物学鉴定,并研究其解磷性能及促生能力。菌株3P29鉴定为皮特不动杆菌,其对卵磷脂的转化量为13.38 mg/L,磷酸钙的转化量为19.83 mg/L,具有高效分解有机磷及无机磷的功能。烟草盆栽试验表明,烟草主根变长且有更多侧根产生,从而增强根对营养元素的吸收,烟草叶片全氮磷钾含量在无磷营养液条件下提高了71%、49%和134%,可为解磷菌肥的研发与利用提供优良菌株资源。

敲除msn2对米曲霉生长和发酵产曲酸的影响

史亚楠, 王德培, 王一川, 周昊, 薛鲜丽

2022, 38(8):  188-197.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1492

摘要 ( 250 )   HTML ( 7)   PDF (16280KB) ( 312 )  

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Msn2作为C2H2型锌指结构转录激活因子,参与调控真菌生长速率、分生孢子发育及多种应激反应等生物学过程。本论文以产曲酸米曲霉3.042为出发菌株,构建pyrG营养缺陷型菌株,通过msn2基因的上下游序列为同源重组臂和回补pyrG基因为筛选标记,最终获得一株敲除msn2且回补pyrG基因的转化子g-5号菌株。较原始菌株米曲霉3.042相比,g-5菌株生长受到抑制且孢子生成量显著降低60%,在含10%及以上葡萄糖环境中不产孢,但可耐受30 mmol/L H₂O₂。g-5菌株摇瓶发酵曲酸产量达到21.55 g/L,较米曲霉3.042的11.86 g/L,提升了81%。经RT-qPCR分析,与米曲霉3.042相比,g-5菌株的msn2基因不表达;在发酵6 d时米曲霉调节曲酸合成相关基因kojR和LaeA基因表达量分别提高4.13倍和21倍;g-5菌株菌丝生长及产孢相关基因brlA与tps1表达量较3.042下调63倍和128倍,相反ageB基因表达量大幅上调59倍。

利用CRISPR/Cas 9编辑红曲霉pyrG基因对其次生代谢的影响

唐光甫, 桂艳玲, 满海乔, 赵杰宏

2022, 38(8):  198-205.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1482

摘要 ( 309 )   HTML ( 8)   PDF (4691KB) ( 278 )  

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为研究红曲霉pyrG基因对其次生代谢的影响,通过农杆菌介导遗传转化获得了转Cas 9基因的红曲霉底盘菌株,然后设计并体外转录合成pyrG基因的定向编辑sgRNA,对底盘菌株的原生质体遗传转化,经5-FOA抗性筛选、PCR扩增、T7EI酶切和测序验证,获得pyrG基因定向编辑的红曲霉4个菌株,其中2株单碱基缺失,2株2碱基缺失。比较分析表明,野生型红曲霉在添加尿嘧啶核苷的培养基中会极显著增加洛伐他汀含量,并极显著降低桔霉素含量,而经CRISPR/Cas 9失活pyrG的变异菌株与野生型相比,洛伐他汀和桔霉素含量明显增加。表明尿嘧啶核苷合成关键酶基因pyrG和外源尿嘧啶核苷对红曲霉的次生代谢有协同调控作用,为红曲霉功能基因研究和次生代谢调控提供参考。

不同树龄桑根际土壤原生生物群落组成多样性

王子夜, 王志刚, 阎爱华

2022, 38(8):  206-215.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1377

摘要 ( 276 )   HTML ( 9)   PDF (5123KB) ( 265 )  

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原生生物在土壤微生物组中起到枢纽作用,在时间、空间维度上对原生生物分布格局及其对根系微生态影响的研究具有重要意义。本研究按照空间换时间法,选择同一桑园不同树龄（10龄、80龄,200龄左右）桑（Morus alba L.）根际土壤作为样本,利用Illumina高通量测序技术测定土壤原生生物种类多样性、群落组成差异并分析了其驱动因素,为探讨桑根际原生生物的生态学稳定性机制奠定基础。结果表明,不同树龄桑树原生生物群落优势门基本一致,主要为金藻门Chrysophyta、Kinetoplastida、硅藻门Bacillariophyta、轮虫门Rotaliida、卵菌门Oomycetes和Petalomonadida,但相对丰度存在差异,在10a vs 80a、10a vs 200a和80a vs 200a中相对丰度差异显著的属分别为Paracercomonas、Petalomonas和变形虫Acanthamoeba、吻滴虫属Rhynchomonas,表明土壤原生生物群落在属水平上组成和相对丰度具有明显树龄变异。原生生物多样性受到土壤理化性质的影响,群落多样性、丰富度和均匀度与氯离子含量极显著负相关,Simpson指数与全盐量显著负相关,群落覆盖度与速效钾和碱解氮含量显著正相关。桑根际原生生物与真菌、细菌之间存在共同的环境偏好或潜在的生物相互作用。

C2H2锌指转录因子FpCzf7参与假禾谷镰孢的生长和致病性

赵静雅, 彭梦雅, 张时雨, 单艺轩, 邢小萍, 施艳, 李海洋, 杨雪, 李洪连, 陈琳琳

2022, 38(8):  216-224.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1457

摘要 ( 211 )   HTML ( 6)   PDF (4662KB) ( 359 )  

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假禾谷镰孢引起的小麦茎基腐病已成为威胁我国小麦安全生产的重要病害,但是对假禾谷镰孢致病的机理还了解的比较少。C2H2锌指转录因子在人、植物和真菌中广泛分布,调控生长、发育和逆境胁迫等多种生理过程。本研究在假禾谷镰孢中鉴定到一个编码C2H2锌指转录因子的基因FpCzf7,利用PEG介导的原生质体转化,获得FpCzf7基因缺失的突变体（Δfpczf7）。生物学表型分析发现,与野生型（WT）和回补菌株（Δfpczf7-cp）相比,Δfpczf7在PDA培养基上的菌丝生长速率明显减慢、气生菌丝减少;在CMC液体中的分生孢子产量减少,但是分生孢子形态和萌发无差异。致病性测定结果显示,与WT和Δfpczf7-cp相比,Δfpczf7在大麦叶片、小麦胚芽鞘和小麦穂部的致病性均显著降低,DON毒素合成明显减少。综上所述,FpCzf7参与假禾谷镰孢的生长、产孢、致病性和毒素的产生。

无柄灵芝醇提物对小鼠睡眠及肠道菌群的影响

陈天赐, 武少兰, 杨国辉, 江丹霞, 江玉姬, 陈炳智

2022, 38(8):  225-232.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1470

摘要 ( 250 )   HTML ( 9)   PDF (4113KB) ( 229 )  

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旨在探究无柄灵芝醇提物（Ganoderma resinaceum alcohol extract,GRAE）对小鼠睡眠和肠道菌群的影响,分析肠道菌群与睡眠之间的联系。连续灌胃30 d,观察戊巴比妥钠诱导下小鼠的入睡率和睡眠时长,观察巴比妥钠诱导下小鼠的睡眠潜伏期。检测小鼠的血清,采用16S rDNA测序分析GRAE对小鼠肠道菌群丰度的影响。结果表明,GRAE延长戊巴比妥钠诱导下小鼠的睡眠时长,增加戊巴比妥钠阈下剂量催眠下小鼠的入睡率,缩短巴比妥钠诱导下小鼠的睡眠潜伏期,降低小鼠血清中血糖和甘油三脂的含量。16S rDNA结果表明,在门水平上,GRAE增加了拟杆菌门和放线菌门的菌群丰度;在属水平上,GRAE增加双歧杆菌属的菌群丰度,减少乳酸菌属和克雷伯氏菌属的菌群丰度。因此,GRAE能调节肠道菌群的丰度影响小鼠的睡眠质量。

大黄鱼TRAF6的克隆及表达分析

陈英, 王艺磊, 邹鹏飞

2022, 38(8):  233-243.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1389

摘要 ( 228 )   HTML ( 8)   PDF (8495KB) ( 123 )  

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肿瘤坏死因子受体相关因子6（tumor necrosis factor receptor associated factor 6,TRAF6）是TRAF家族的重要成员,参与调控模式识别受体介导的信号通路,在宿主的固有免疫应答中发挥重要作用。本研究以大黄鱼（Larimichthys crocea）为实验对象,对大黄鱼TRAF6基因进行了克隆与鉴定。克隆获得的大黄鱼TRAF6基因ORF全长1 725 bp,编码574 aa,其基因结构由7个外显子和6个内含子构成。亚细胞定位分析结果表明大黄鱼TRAF6定位于细胞的胞浆,并在细胞核周围存在点状聚集现象。表达分析结果显示TRAF6广泛表达于健康大黄鱼不同组织/器官中,在血液中表达水平最高,在脑中表达水平最低;且在Poly I：C、LPS、PGN和变形假单胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）刺激下,大黄鱼鳃、脾、头肾、肠与血液组织中TRAF6的表达水平显著上调。上述研究结果揭示了大黄鱼TRAF6的序列与时空表达特征,为深入解析大黄鱼TRAF6在宿主免疫反应中的作用及其分子机制提供了参考。

不同日龄鸭肌肉组织多胺代谢和肌肉发育相关基因表达的规律

周雪敏, 康丽鹃, 郭永妮, 杨笑含, 蒋易龙, 王泽龙, 孙倩, 康波

2022, 38(8):  244-251.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1303

摘要 ( 235 )   HTML ( 5)   PDF (3370KB) ( 203 )  

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为研究并阐明鸭肌肉组织多胺代谢和肌肉发育相关基因表达的变化规律,利用高效液相色谱和实时荧光定量检测了0-120日龄鸭胸肌和腿肌组织中多胺含量、多胺代谢和肌肉发育相关基因表达量,并分析了多胺代谢和肌肉发育相关基因表达量的相关性。结果表明,0日龄鸭胸肌和腿肌组织中腐胺、亚精胺和精胺含量最高,胸肌和腿肌组织中多胺合成代谢相关基因分别呈一定规律变化;胸肌组织中,MyoD1和Myf5基因在0日龄时表达量最高,MyoG和IGF-1基因表达量在30日龄时最高,MSTN在90日龄时表达最高,且MyoD1和Myf5基因与SPMS、SPDS、SSAT、SMO基因呈显著的正相关;腿肌中,ODC与MyoD1和MSTN基因表达量呈显著的正相关。上述研究结果提示,鸭肌肉组织中多胺含量、多胺代谢和肌肉发育相关基因表达量的变化规律具有一定相似性,可为多胺调控鸭肌肉发育作用机制的研究提供参考。

耐热漆酶ba4基因鉴定与酶学性质分析

王雨辰, 丁尊丹, 关菲菲, 田健, 刘国安, 伍宁丰

2022, 38(8):  252-260.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1422

摘要 ( 235 )   HTML ( 13)   PDF (3653KB) ( 331 )  

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漆酶（EC 1.10.3.2）是一种氧化还原酶,在有毒和致癌化合物的氧化降解方面具有应用价值。通过序列分析,从UniParc数据库中筛选到耐热的漆酶基因ba4,其全长1 860 bp,编码620个氨基酸。通过最适反应温度回归预测模型（PMT）预测出BA4是耐热的漆酶,并在NCBI蛋白数据库中进行比对分析,其与来源于Klebsiella michiganensis的铜抗性系统多铜氧化酶（STW26195.1）相似性为58.75%,证明漆酶ba4是Copper_res_A超家族新的漆酶基因。将其全序列合成并在大肠杆菌BL21（DE3）中异源表达并纯化,性质测定结果表明该酶在温度45-65℃之间均有较高的酶活,最适温度为50℃,最适pH为5.5。以ABTS为底物测定米氏常数（K_m）（2 144.5±358.5）μmol/L,k_cat为（44.06±3.14）min^-1,最大反应速率（V_max）为623.2 μmol/（min·g）,k_cat/K_m为（0.020 9±0.002）L/（μmol·min）。漆酶BA4（60-70 U/L）在50℃条件下与玉米赤霉烯酮（0.1 mg/mL）反应2 h,降解率达到了90%以上;漆酶BA4（70-80 U/L）在40℃和50℃条件下与棉酚反应（1 mg/mL）1 h,降解率均为30%。漆酶BA4良好的酶学性质以及对玉米赤霉烯酮和棉酚有效降解为酶的应用奠定了良好的基础。

行业分析

基于文献计量的青贮添加剂研究进展

任海伟, 孙一帆, 任雨薇, 郭晓鹏, 潘立超, 张丙云, 李金平

2022, 38(8):  261-274.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1383

摘要 ( 257 )   HTML ( 4)   PDF (7816KB) ( 146 )  

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青贮发酵是秸秆和牧草等生物质原料跨季节保存的一个重要手段,也是传统的动物饲料制作方法,加入添加剂对改善青贮发酵品质、有氧稳定性和利用价值具有重要作用。为深入了解国内外青贮添加剂的研究现状和研究热点,本文基于Web of Science核心合集和中国知网（CNKI）数据库,采用文献计量学理论和可视化分析技术,对2005-2020年全球有关青贮添加剂的研究文献进行分析,以期为科研人员确立研究方向、开展科学研究和了解领域热点提供帮助。结果表明,全球有70个国家（地区）、965所研究机构开展了有关青贮添加剂的研究,相关成果发表在187种期刊上,跨区域合作较为频繁。美国、巴西、加拿大和中国等国家表现出较大的研究体量和较强的合作关系,美国和加拿大学者发表的文献篇均被引频次和受关注度较高。该领域研究成果报道主要集中在畜牧业、农业、兽医学等学科方向,体现了多学科、跨领域研究特点;乳酸菌、纤维素酶等添加剂的研究应用最受关注。添加剂种类及添加方式（单一或混合）对发酵品质和有氧稳定性等方面的影响是青贮添加剂领域现阶段的研究热点。

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2022, 38(8):  275-275. 

摘要 ( 74 )   PDF (329KB) ( 79 )  

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版权

2022, 38(8):  276-276. 

摘要 ( 59 )   PDF (154KB) ( 34 )  

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封面

2022, 38(8):  277-277. 

摘要 ( 66 )   PDF (465KB) ( 54 )  

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