当期目录

2026年 第42卷 第6期    刊出日期：2026-06-26

上一期   

薯类生物技术专题

甘薯DNA甲基转移酶和去甲基化酶基因家族的全基因组鉴定与表达分析

张艾岑, 闫会, 马居奎, 张允刚, 李强

2026, 42(6):  1-12.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0743

摘要 ( 1 )   HTML ( 0)   PDF (4627KB) ( 0 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

目的 鉴定甘薯DNA甲基转移酶（IbC5-MTase）及去甲基化酶（IbdMTase）基因家族成员并分析其结构及表达模式，为深入探究甘薯DNA甲基化的分子基础及生物学功能提供理论支撑。 方法 利用生物信息学方法对IbC5-MTase及IbdMTase基因家族成员进行理化性质、序列、进化及结构分析，并结合转录组和RT-qPCR技术分析IbC5-MTase及IbdMTase在甘薯不同组织、非生物及生物胁迫下的表达情况。 结果 在甘薯全基因组中共鉴定出7个C5-MTase基因和4个dMTase基因，分布于8个连锁群上。IbC5-MTase和IbdMTase蛋白含有355-1 305个氨基酸，理论等电点（pI）介于4.81-9.81，亚细胞定位预测结果表明其中9个蛋白位于细胞核；系统进化分析将IbC5-MTase和IbdMTase蛋白分别分为4个和3个亚族；保守基序分析结果显示，IbC5-MTase和IbdMTase蛋白具有完全不同的motif；启动子分析发现，IbC5-MTase和IbdMTase基因启动子区富含光响应、激素响应及应激响应元件。组织特异性表达分析表明，IbDRM2和IbCMT3b表达量较高，两类基因家族在甘薯地上部表达水平高于根部，且在幼嫩组织中表达量更高。甘薯非生物胁迫转录组数据显示，IbC5-MTase和IbdMTase基因在甘薯响应盐、干旱、冷胁迫中表达模式发生显著变化。茎线虫接种后转录组及RT-qPCR结果表明，IbC5-MTase和IbdMTase家族基因也受到生物胁迫诱导，其中，IbCMT3a和IbDRM2表达量显著降低，IbCMT3b与IbROS1基因表达量升高。 结论 甘薯C5-MTase和dMTase基因在生物及非生物胁迫中均具有潜在功能。

木薯MeMYB106基因克隆及其在叶片花青素合成中的功能

安飞飞, 罗秀芹, 蔡杰, 薛晶晶, 朱文丽

2026, 42(6):  13-21.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0856

摘要 ( 106 )   HTML ( 8)   PDF (5427KB) ( 513 )  

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目的 MYB转录因子可参与植物类黄酮及花青素的生物合成，深入挖掘调控木薯叶片花青素合成的MYB转录因子并验证其功能，为深入解析花青素合成的分子机制及叶色改良提供理论依据。 方法 以华南9号（SC9）木薯叶片cDNA为模板克隆MeMYB106基因，在烟草中瞬时表达该蛋白明确其亚细胞定位，RT-qPCR技术分析MeMYB106在不同组织以及不同颜色叶片中的表达模式。利用病毒诱导的基因沉默技术（virus-induced gene silencing, VIGS）分析该基因在叶片花青素合成中的功能。采用酵母单杂交（yeast one-hybrid, Y1H）及双荧光素酶报告系统（dual luciferase reporter assay, Dual-LUC）检测MeMYB106对花青素还原酶（anthocyanidin reductase, ANR）基因MeANR的调控作用。 结果 从SC9叶片中克隆得到1个MeMYB106基因，其编码区为1 194 bp，编码氨基酸数量为398个。亚细胞定位显示MeMYB106定位于细胞核。组织特异性表达分析发现，MeMYB106在SC9叶片、腋芽、茎和块根中高表达，且在绿叶品种叶片中的表达显著高于紫叶品种。在SC9木薯中沉默MeMYB106发现沉默植株新生叶片颜色变紫，且不同沉默效率植株叶片紫色程度不同，沉默植株叶片中花青素含量显著高于空载体对照。进一步分析发现MeMYB106可结合MeANR启动子区域促进其表达，进而影响叶片花青素的生物合成。 结论 木薯MeMYB106转录因子可调控MeANR基因进而负向调控花青素的生物合成，沉默MeMYB106更有利于花青素积累。

马铃薯GARP转录因子家族分析及StARR14-X1基因功能验证

武小娟, 赵雪雯, 王沛捷, 聂虎帅, 李楠, 马宇, 杨恩泽, 马杰茹, 马艳红

2026, 42(6):  22-30.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0701

摘要 ( 200 )   HTML ( 8)   PDF (2992KB) ( 68 )  

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目的 挖掘彩色马铃薯块茎中花青素积累调控的关键基因，为马铃薯分子育种提供基因资源和技术参考。 方法 基于紫色马铃薯不同发育时期块茎转录组测序数据，筛选GARP转录因子，对其进行生物信息学分析，并对花青素调控相关的StARR14-X1基因进行功能验证。 结果 通过转录组数据共筛选得到12个GARP转录因子，这些蛋白质的氨基酸序列长度集中在148-686 aa之间，分子量在16.66-75.44 kD之间，pI值在5.13-8.05之间，脂肪族指数在71.36-97.36之间；不稳定系数在35.59-75.94之间，均属于亲水性蛋白，亚细胞定位预测其在细胞核、细胞质、叶绿体中均有分布。利用农杆菌介导的叶盘法成功将StARR14-X1基因转化到四倍体烟草中，获得了StARR14-X1过表达转基因烟草植株。StARR14-X1过表达转基因株系茎和花瓣的花青素含量显著升高。 结论 StARR14-X1基因在花青素积累中具有正调控作用，可促进花青素的积累。

木薯糖转运蛋白基因MeSWEET2b的克隆及其低温胁迫下的功能研究

薛晶晶, 安飞飞, 罗秀芹, 蔡杰

2026, 42(6):  31-39.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0857

摘要 ( 49 )   HTML ( 14)   PDF (8052KB) ( 28 )  

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目的 研究木薯MeSWEET2b基因在低温胁迫下的功能，为探讨木薯耐寒性的分子机制及选育耐低温新品种提供理论依据。 方法 利用生物信息学方法分析MeSWEET2b的序列特性、系统进化关系，在烟草中瞬时表达该蛋白以明确其亚细胞定位。利用RT-qPCR分析不同发育期、不同糖黑暗处理及低温胁迫下MeSWEET2b基因的表达水平。利用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）分析该基因在低温胁迫下的功能。 结果 MeSWEET2b蛋白含有7个跨膜结构域，系统进化树分析表明该蛋白属于SWEETs Clade Ⅰ家族，与拟南芥AtSWEET2亲缘关系最近。亚细胞定位显示MeSWEET2b定位于细胞质膜上。RT-qPCR分析表明MeSWEET2b在膨大期（7个月）的叶片中表达水平最高；利用不同糖且在黑暗条件下处理木薯水培苗，发现MeSWEET2b在葡萄糖和果糖中的表达趋势一致；随着胁迫温度降低和时间延长，木薯MeSWEET2b基因的表达水平呈显著上升趋势。利用VIGS技术沉默MeSWEET2b的表达，4 ℃低温胁迫下，与对照相比，MeSWEET2b沉默植株叶片出现明显萎蔫，其葡萄糖和果糖含量显著减少。 结论 MeSWEET2b基因沉默导致木薯对低温不耐受，推测该基因在木薯耐低温中发挥重要作用。

马铃薯LEA_2基因家族鉴定及响应低温与激素功能分析

段雅馨, 李成晨, 潘玉玲, 王丽, 安康, 李小波, 祝光涛, 刘计涛

2026, 42(6):  40-52.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1472

摘要 ( 683 )   HTML ( 12)   PDF (8234KB) ( 26 )  

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目的 胚胎发育晚期丰富蛋白（late embryogenesis abundant proteins, LEA）是调节植物生长发育和逆境胁迫响应的重要基因，研究StLEA_2基因的生物学功能，为马铃薯耐寒遗传改良提供理论依据和基因资源。 方法 从马铃薯基因组鉴定LEA_2基因家族成员，并对其理化性质、亚细胞定位、基因结构、进化特征和顺式作用元件进行分析；采用转录组和RT-qPCR分析StLEA_2在低温胁迫、茉莉酸（JA）以及赤霉素（GA）处理下的表达模式；通过农杆菌介导的烟草瞬时过表达解析StLEA37在低温胁迫应答中的功能。 结果 马铃薯栽培种（Solanum tuberosum L.）鉴定出45个StLEA_2基因，耐寒野生种（Solanum commersonii）鉴定出42个ScLEA_2基因，分为9个亚族。亚细胞定位预测LEA_2家族成员主要定位于细胞质和叶绿体上；共线性分析发现马铃薯栽培种和野生种LEA家族中分别有10对和11对同源基因。StLEA_2启动子上含有大量光、逆境和激素响应元件。表达分析结果表明，44个StLEA_2基因参与低温胁迫应答；在GA与JA处理下，分别有39和43个基因表达显著变化。StLEA37定位于细胞膜上，瞬时过表达StLEA37可激活COR-CBF调节通路和活性氧清除机制参与植物低温胁迫耐性调节。 结论 马铃薯全基因组共鉴定得到45个StLEA_2基因。StLEA37基因定位于细胞膜上，可能通过影响COR-CBF通路、活性氧清除以及介导GA和JA信号通路参与植物低温胁迫应答。

马铃薯StDREB4基因响应盐和干旱胁迫的功能研究

李万, 武亚倩, 吴芳, 赵永平

2026, 42(6):  53-63.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1062

摘要 ( 601 )   HTML ( 14)   PDF (6459KB) ( 14 )  

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目的 研究马铃薯CBF/DREB1家族成员与其耐盐性和耐旱性之间的关系，为培育优异抗逆性能的马铃薯新种质提供参考。 方法 利用RT-qPCR技术检测马铃薯CBF/DREB1家族成员在盐和干旱胁迫下的表达模式，筛选关键基因，通过构建其过表达和敲低表达的马铃薯转基因株系，检测该基因在盐和干旱胁迫应答中的功能，同时通过亚细胞定位检测和互作蛋白筛选，分析该基因的作用机制。 结果 基于RT-qPCR检测结果，选择StDREB4基因为研究对象进行功能分析。生长表型和理化指标检测结果显示，过表达株系具有更明显表型和指标变化。盐胁迫下，过表达StDREB4会降低植株根长、鲜重、根系活力、光合能力、抗氧化能力和渗透调节物质含量，以及提高MDA含量，从而降低马铃薯耐盐性。然而，干旱胁迫下，过表达StDREB4的植株相关指标优于野生型株系，能够增强马铃薯的耐旱性。此外，StDREB4定位于细胞核，且具有转录激活活性，利用酵母双杂筛选到3个重要的互作蛋白，包括EBF蛋白，DSK2A蛋白和PSMB3蛋白。 结论 过表达StDREB4可能通过泛素降解途径参与乙烯信号传导过程，调节多种理化指标参数，从而降低马铃薯耐盐性，增强耐旱性。

马铃薯核心MADS-box转录因子进化特性与功能预测

董亚瑞, 栗锦烨, 崔庆晗, 贾玉鑫

2026, 42(6):  64-76.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1350

摘要 ( 56 )   HTML ( 8)   PDF (7168KB) ( 34 )  

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目的 MADS-box转录因子家族广泛参与植物的生长发育、花器官形成等过程。系统分析51份马铃薯基因组中核心MADS-box转录因子的功能，为马铃薯分子育种提供理论依据与基因资源。 方法 基于33份野生和18份栽培二倍体马铃薯的全基因组数据，鉴定核心MADS-box基因，通过生物信息学分析其理化性质、系统发育关系、染色体分布及保守结构域；通过GO富集并结合转录组数据及RT-qPCR技术解析其表达模式、外源激素处理，与主粮作物中功能明确的同源基因进行比对，推断其生物学功能，最后与近缘物种进行共线性分析。 结果 在51份二倍体马铃薯中鉴定出95个共有MADS-box基因，即核心基因，分为I型 （Mα，Mβ，Mγ）与II型（MIKC*，MIKCc）两大亚家族。理化性质分析显示该家族蛋白普遍为亲水性不稳定蛋白。系统发育与结构分析表明，各亚家族具有特征性基序与结构域。染色体定位发现基因在Chr01、Chr04、Chr05和Chr12染色体上成簇分布。GO富集分析表明该家族参与花器官发育及激素响应等过程。表达模式分析显示多个MIKC^c型基因在花芽、匍匐茎等组织中特异性表达。激素响应分析揭示，关键候选基因的表达受GA₃抑制而被ABA诱导。与水稻OsMADS29等功能基因的系统发育比较揭示部分基因可能参与块茎发育与产量形成。共线性分析揭示马铃薯与近缘物种之间存在37个共有的MADS-box基因，部分基因出现易位变异。 结论 马铃薯MADS-box基因家族在进化中保持调控花和块茎发育的保守功能。筛选出的候选基因如DM8C02G24490.1、DM8C03G29590.1等种子发育与块茎形成相关基因，为后续功能验证与育种改良提供了重要靶点。

流式细胞术的优化及其在甘薯倍性鉴定中的应用

李建功, 邓逸桐, 赵路宽, 王珧, 曹清河

2026, 42(6):  77-86.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0247

摘要 ( 5 )   HTML ( 0)   PDF (2947KB) ( 3 )  

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目的 染色体倍性鉴定是甘薯种质资源评价过程中的重要环节，为了克服传统方法在甘薯取材中的局限性，优化流式细胞术在甘薯倍性鉴定中的应用，建立一种高效的倍性鉴定方法，为后续不同倍性甘薯材料大规模鉴定提供基础。 方法 以‘徐紫薯8号’为试材，系统比较液氮研磨叶片法与刀片切碎根尖法在细胞核悬液制备中的效果，重点评估两种方法在细胞核得率、样品制备耗时及流式检测图谱质量方面的差异；同时，针对珍贵材料取材难的问题，通过调整裂解液中MgSO₄‧7H₂O、DTT及Triton X-100的浓度，探索利用甘薯成熟展开叶进行倍性鉴定的可行性，并利用不同倍性材料对液氮研磨叶片法进行了单独及混合检测验证。 结果 液氮研磨叶片法在保证检测精度的同时，显著提升制备效率，单个样品在破碎环节和上机检测环节的耗时均明显缩短。在成熟叶鉴定中，将裂解液中DTT和Triton X-100浓度加倍后，有效细胞核释放量显著增加，成功克服成熟叶难以检测的问题。该方法在二倍体、四倍体及六倍体材料的单独及混合检测中均表现出优异的区分度，荧光强度比值与理论倍性比（1∶2∶3）高度吻合，验证了其稳定性和普适性。 结论 基于液氮研磨法改进后的流式细胞术在甘薯倍性鉴定中，不受根尖等取材限制，可以快速、准确检测倍性和筛选材料。

马铃薯‘新疆2号’遗传转化体系的建立

赵文娟, 李辉, 杨雪莹, 王朝露, 祝建波

2026, 42(6):  87-97.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1016

摘要 ( 56 )   HTML ( 7)   PDF (3333KB) ( 28 )  

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目的 构建马铃薯‘新疆2号’高效再生及遗传转化体系，为抗病毒育种提供技术支撑。 方法 以‘新疆2号’马铃薯为试验材料，用农杆菌介导法将含有植物RNA干扰载体质粒pCAMBIA2300-CP-RNAi转化马铃薯茎段外植体，探究预培养时间、植物激素组合及抗生素的种类及浓度对愈伤组织诱导及芽分化的影响；通过RT-qPCR技术，以Actin基因作为内参，检测CP基因mRNA表达水平，运用酶联免疫吸附（ELISA）技术定量检测植株中PVY病毒的实际含量，验证RNAi沉默效果及病毒抑制作用。 结果 当预培养、共培养时间均为2 d时，愈伤组织诱导的最适激素和抗生素组合为2.0 mg/L 6-BA + 0.8 mg/L 2,4-D + 50 mg/L Kan + 200 mg/L TMT，诱导率为85%，愈伤组织形态紧密，为鲜绿色，茎段两端膨大呈哑铃状；茎段分化的最适激素、抗生素配比为2 mg/L 6-BA + 2 mg/L ZT + 0.5 mg/L GA₃ + 50 mg/L Kan + 200 mg/L TMT时，出苗率及转化频率均达到最高，幼苗长势良好。转化苗在1/2 MS+0.6 mg/L IAA + 75 mg/L Kan + 200 mg/L TMT培养基中可形成再生植株，且根系发达。与未转化的对照植株相比，转基因植株中CP基因的相对表达量显著下调，PVY病毒的含量也明显降低，说明所构建的RNA干扰载体成功激发了特异性基因沉默效应，有效抑制了病毒在植株体内的积累。 结论 成功建立了稳定、高效的‘新疆2号’马铃薯遗传转化体系。构建的RNAi载体有效抑制了Y病毒在植株体内的积累。

木薯采后生理变质相关基因MeGLYI-13上游转录因子的筛选

沈晨, 车延年, 丁中平, 王祥文, 葛玉建, 符东青, 周亚星乔, 李瑞梅

2026, 42(6):  98-106.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1343

摘要 ( 31 )   HTML ( 4)   PDF (12841KB) ( 32 )  

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目的 木薯（Manihot esculenta Crantz）作为全球范围内重要的经济作物与粮食作物之一，其采后生理变质（postharvest physiological deterioration, PPD）问题对贮藏期限及经济效益产生了严重影响。MeGLYI-13作为Ⅰ型乙二醛酶（glyoxalaseⅠ, GLYⅠ）家族成员，其表达水平与木薯PPD耐性呈正相关关系。深入解析MeGLYI-13参与木薯PPD耐性的上游调控分子机制，为探究木薯采后生理性变质分子机制、创制耐PPD木薯种质提供新思路。 方法 针对MeGLYI-13启动子区序列进行克隆分析，构建proMeGLYI-13-pAbAi诱饵载体并转化酵母细胞，获得诱饵菌株。利用木薯cDNA文库进行酵母单杂交筛库试验，对候选转录因子进行表达模式分析和互作验证。 结果 成功克隆MeGLYI-13上游2 000 bp启动子序列，该序列包含低温、干旱、生长素、赤霉素、光、防御和胁迫响应的顺式作用元件。通过酵母单杂交筛库试验，从木薯cDNA文库中筛选出4个候选转录因子，分别为乙烯响应转录因子ERF1以及AT-hook基序核定位蛋白（AT-hook motif nuclear localization proteins, AHL）AHL17、AHL29和AHL31。回转验证试验和双荧光素酶试验进一步证实，MeAHL17对MeGLYI-13的启动子活性起负调控作用。基因表达分析发现，MeAHL17的表达趋势与木薯PPD耐性呈负相关。 结论 MeAHL17与MeGLYI-13的启动子结合调控基因的表达，可能在木薯采后生理性变质过程中发挥作用。

外源褪黑素对晚疫病胁迫下马铃薯抗病性的影响

王冰冰, 朱迪, 杨生龙, 李艺林, 杨琪, 贺苗苗

2026, 42(6):  107-115.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1425

摘要 ( 54 )   HTML ( 7)   PDF (3302KB) ( 65 )  

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目的 褪黑素（melatonin, MT）作为植物应对生物和非生物胁迫的重要信号分子，其生理效应呈现显著的“量效关系”，探究外源MT对马铃薯晚疫病的影响，寻找外源MT对马铃薯晚疫病抑制的最佳浓度，为MT的田间应用提供理论依据。 方法 以马铃薯‘青薯9号’为材料，叶面连续3 d早中晚喷施不同浓度MT（0、300、650、1 300、1 650、2 000 μmol/L），接种致病疫霉后对马铃薯植株进行防效鉴定、抗氧化酶检测、防御酶及防卫基因表达分析。 结果 外源MT能够有效抑制晚疫病菌菌丝的生长，MT浓度在300-2 000 μmol/L均能提高马铃薯对晚疫病的抗性，结合DAB和台盼蓝染色确定最佳浓度为1 300 μmol/L。与对照相比，1 300 μmol/L^{MT预处理能够提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性，清除过量积累的活性氧和丙二醛（MDA）。同时提高几丁质酶（CHT）、多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）等防御酶活性，并显著诱导防卫基因（StPR1、StPR5、StPOD和StPPO）的表达。 结论 晚疫病菌胁迫下，MT通过限制病原菌菌丝生长、提高植株抗氧化能力、激活防御酶活性并诱导防卫基因表达，增强马铃薯对晚疫病的抗性。}

马铃薯AP2/ERF基因家族鉴定及响应致病疫霉胁迫的表达分析

王江清, 张蝶, 王荟洁, 袁柱东, 付艳鸿, 黄娅楠, 王洪洋

2026, 42(6):  116-127.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0798

摘要 ( 247 )   HTML ( 11)   PDF (7740KB) ( 493 )  

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目的 对马铃薯全基因组中AP2/ERF转录因子家族基因进行鉴定，分析该家族基因在不同组织及致病疫霉（Phytophthora infestans）胁迫下的表达模式，为阐明AP2/ERF家族基因参与马铃薯响应致病疫霉胁迫提供依据。 方法 利用生物信息学方法系统鉴定马铃薯AP2/ERF家族成员，并分析其系统发育、染色体定位、基因结构、保守基序及共线性关系。结合转录组数据，分析该家族成员的组织表达特异性和响应致病疫霉胁迫的表达模式。对马铃薯进行致病疫霉不同时间段（0、24、48、72 h）侵染，采用RT-qPCR检测部分家族成员基因的差异表达变化。 结果 在马铃薯中共鉴定到179个AP2/ERF基因，聚类分为ERF、DREB、AP2、RAV和Soloist五个亚家族，不均匀分布于12条染色体上。不同亚家族基因之间的Motif、内含子和外显子分布差异显著。种内共线性分析表明AP2/ERF基因中有57对共线基因；物种间共线性显示AP2/ERF在水稻和拟南芥中分别存在69对和164对同源基因。组织表达分析显示AP2/ERF基因参与马铃薯营养及生殖生长，部分基因呈组织特异性高表达。致病疫霉胁迫下，大多数AP2/ERF基因被不同程度诱导表达。 结论 AP2/ERF转录因子基因家族参与马铃薯生长发育过程，且快速响应致病疫霉胁迫反应。

抗、感木薯品种对木薯绵粉蚧蜡质合成基因表达的影响

郭威, 耿越, 梁晓, 刘迎, 伍春玲, 陈青

2026, 42(6):  128-138.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1190

摘要 ( 30 )   HTML ( 7)   PDF (1133KB) ( 28 )  

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目的 木薯绵粉蚧是危害木薯的主要害虫，其体表蜡质层是抵御外界胁迫的重要屏障。鉴定木薯绵粉蚧蜡质合成关键基因，并解析其在抗、感木薯品种胁迫下的表达规律，为通过干扰蜡质合成防控该害虫提供理论依据。 方法 基于NR数据库注释及已知蜡质合成通路，从脂质代谢相关基因中初步筛选蜡质合成候选基因，并采用RT-qPCR系统分析了木薯绵粉蚧在高抗品种C1115与高感品种KU50饲养条件下，各候选基因的表达模式；进一步针对表达高峰与粉蚧泌蜡关键期高度吻合，且在抗、感品种间存在显著差异的候选基因，在6种不同抗性水平木薯品种上饲养的表达动态进行检测，并分析其表达水平与寄主抗虫性的相关性，筛选关键候选基因；最后，聚焦关键候选基因进行酶活测定，并分析其与寄主抗虫性之间的相关性。 结果 共鉴定出9个蜡质合成候选基因（FAR1/2、FAD1/2、ACC、FAS1/2、ELO1/2）。其中，FAR2、FAD1、ACC与FAS1四个基因的表达高峰与木薯绵粉蚧泌蜡关键期高度吻合，且其在感虫品种饲养的粉蚧种群中表达量显著较高，而FAR2、FAD1和ACC三个关键候选基因的表达水平与木薯品种的抗虫性呈显著负相关，但仅FAR的总酶活性与品种抗虫性呈显著负相关。 结论 FAR2、FAD1和ACC是响应寄主抗虫性并调控蜡质合成的关键基因。FAR2的基因表达及其总酶活性在抗虫品种中受到抑制，可能是制约木薯绵粉蚧适应性的重要机制。

致病疫霉效应蛋白Pi07555功能研究及其寄主靶标筛选

王荟洁, 刀文静, 张贝妮, 付艳鸿, 黄娅楠, 王洪洋

2026, 42(6):  139-148.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0041

摘要 ( 36 )   HTML ( 9)   PDF (15814KB) ( 13 )  

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目的 明确致病疫霉（Phytophthora infestans）效应蛋白Pi07555的生物学功能及其寄主靶标蛋白。 方法 利用SignalP 6.0网站和酵母转化酶分泌系统检测效应蛋白Pi07555信号肽的分泌活性；联合实时荧光定量PCR、农杆菌介导基因表达和离体叶片接种分析Pi07555基因毒性功能；通过酵母双杂交、荧光素酶互补成像实验及病毒诱导基因沉默技术鉴定Pi07555寄主靶标蛋白及其编码基因的功能。 结果 Pi07555基因编码170个氨基酸，N-端信号肽具有分泌活性；Pi07555基因在致病疫霉侵染早期上调表达且定位在植物细胞核、细胞质和细胞膜中；瞬时表达Pi07555促进致病疫霉侵染但不抑制BAX、INF1介导的过敏性细胞死亡；通过酵母双杂交与荧光素酶互补成像实验证实马铃薯过敏性诱导反应蛋白1（StHIR1）与Pi07555发生互作；StHIR1基因在致病疫霉侵染48 h后上调表达，沉默其同源基因显著提高了本氏烟对致病疫霉的抗性。 结论 Pi07555是一个定位于植物细胞核、细胞质和细胞膜，且具有分泌功能的毒性效应蛋白。

综述与专论

植物避荫综合征的分子机制与育种应用：从光信号感知到作物改良

张丽, 张玉, 刘斌, 聂峰杰, 巩檑, 何泽学, 罗莉洁, 刘丽丽, 司怀军

2026, 42(6):  149-163.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0985

摘要 ( 828 )   HTML ( 8)   PDF (6019KB) ( 40 )  

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避荫综合征（shade avoidance syndrome, SAS）是植物为了适应竞争性遮荫环境，通过感知红光∶远红光比值（R∶FR）降低及光强减弱等光信号，启动的一系列形态与生理适应性响应。SAS显著影响作物群体的光能利用效率及高密度种植条件下的产量潜力。植物感知环境光质变化主要依赖以光敏色素（phytochromes, PHYs）和隐花色素（cryptochromes, CRYs）为核心的光受体网络。遮荫条件下，这两种主要光受体活性的降低，协同解除了对光敏色素互作因子（phytochrome-interacting factors, PIFs）的抑制，促使其大量积累并激活下游SAS相关基因的转录。作为信号整合的核心枢纽，PIFs一方面正向调控生长素、赤霉素等促生长激素的合成与信号传导，驱动细胞快速伸长；另一方面则拮抗免疫防御信号，体现植物在竞争光照资源时的适应性权衡策略。此外，PIFs还介导SAS与生物钟、碳氮代谢、温度及盐胁迫等信号紧密整合，且调控模块在不同作物中表现出保守性与物种特异性。本文综述了SAS分子机制的研究进展，阐明了PHYs和CRYs感知光质机理，以及PIFs整合激素、表观遗传修饰及生物钟信号的复杂调控网络。重点比较了C₃与C₄作物在光受体系统演化及信号传导上的差异，深入探讨基于基因组编辑和启动子编辑的耐密植分子育种策略。此外，讨论了SAS调控与碳氮代谢及非生物胁迫响应的平衡机制。未来可借助单细胞多组学技术精准解析SAS信号的时空特异性调控网络，并通过智能设计耐密植的理想株型，为作物高产育种提供坚实的理论指导与技术支撑。

NO调控植物种子休眠和萌发的研究进展

王红阳, 邱艳红, 王德欣, 夏阳, 孟淑春, 徐秀兰, 张海军

2026, 42(6):  164-174.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1040

摘要 ( 81 )   HTML ( 5)   PDF (1944KB) ( 168 )  

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种子是农业的“芯片”，其萌发作为作物生命周期的起点，直接决定作物出苗质量及产量品质。一氧化氮（nitric oxide, NO）作为一种关键的气体信号分子，在调控种子休眠与萌发中的核心作用已成为植物生物学的研究前沿。本文系统综述了该领域的研究进展，阐释了植物中NO的主要合成与代谢途径及其稳态调控，重点剖析了其信号转导机制，尤其是其通过与激素、活性氧等信号网络的交叉对话以及蛋白质翻译后修饰，协同调控种子休眠与萌发关键节点的分子基础。尽管相关研究已取得显著进展，该领域仍存在若干重要科学问题亟待深入探索。未来在基础研究层面，需进一步解析NO合成、代谢与信号在种子不同组织和萌发阶段的时空动态调控网络；利用多组学技术系统鉴定其下游修饰靶点并阐明功能；揭示NO与光、温等环境信号整合的分子机制。在应用层面，可基于NO调控原理开发新型绿色种子处理技术，提升种子的逆境萌发能力与幼苗抗逆性；通过遗传或生物技术手段调控种子内源NO合成代谢通路，改良作物种子萌发特性，为培育出苗整齐、抗逆性强的新品种提供新策略。本综述通过系统梳理NO在植物种子休眠与萌发中的调控机制，旨在为深入理解种子生命起始的分子网络提供理论依据，并为作物种子品质提升与抗逆栽培技术创新提供新思路。

草莓耐高温分子响应机制的研究进展

吴夏明, 刘传和, 贺涵, 周陈平, 杨敏, 邝瑞彬, 徐泽, 魏岳荣

2026, 42(6):  175-185.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0913

摘要 ( 139 )   HTML ( 11)   PDF (7303KB) ( 141 )  

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高温胁迫是导致华南地区草莓生长受阻、产量骤降，果实品质劣变的主要非生物胁迫之一。了解草莓耐高温分子响应机制的研究现状，不仅能为耐高温草莓新品种选育提供精准的基因靶点与理论支撑，还可指导制定遮阳降温、抗逆调节剂喷施等针对性栽培管理措施，有效增强草莓植株抗高温能力，保障华南地区草莓产业年产量稳定与优质果率提升。本文综述了草莓耐高温分子响应机制的最新研究进展，从高温胁迫对草莓的生理影响入手，系统阐述了热激蛋白、抗氧化系统、渗透调节物质、激素信号转导等关键分子响应途径，其中热激蛋白家族在高温诱导下可通过维持蛋白质稳态保护细胞结构；抗氧化系统中，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等酶活性显著升高，协同清除过量活性氧（ROS），减少细胞膜脂质过氧化损伤；渗透调节物质通过提高细胞渗透压增强保水能力；激素信号转导中，脱落酸（ABA）、水杨酸（SA）通过调控下游抗逆基因表达，构建多层级耐热调控网络。此外，还介绍了转录组学、蛋白质组学、代谢组学在植物耐高温研究中的应用，为草莓耐热机制解析提供技术支撑。这些研究成果为深入理解草莓耐热分子机制和抗逆栽培提供了理论依据，同时为加速草莓耐高温分子设计育种提供资源。

药用植物胞外囊泡的功能分析与应用研究进展

冯丽琼, 郭焜, 陈梓倩, 葛晓瑾, 陈沛涵, 李艺晶, 詹若挺, 陈立凯

2026, 42(6):  186-197.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0311

摘要 ( 207 )   HTML ( 8)   PDF (17282KB) ( 120 )  

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药用植物胞外囊泡（Chinese herbal medicine derived extracellular vesicles-like particles, CHM-EVLP）是由药用植物各种细胞分泌的纳米级囊泡的统称，其由脂质双层膜构成，内含核酸、蛋白质、脂质及多种活性小分子等生物活性成分。现多项研究已证明CHM-EVLP具有跨界调控功能，兼具生物相容性好、高稳定性、可透皮吸收、靶向性强、安全性高等特点，使其在药物递送系统和疾病治疗中具有广阔应用前景。本文系统综述了CHM-EVLP的多种提取和纯化技术并比较其优缺点，表征与鉴定方法，并详细分析了其内含的核酸（如具有基因调控功能的miRNA）、蛋白质、脂质及小分子活性成分的组成与功能。进一步地，本文总结了CHM-EVLP在植物生长发育和代谢、胁迫响应、物质信息传递及哺乳动物系统中的多种生物活性，包括抗炎、抗肿瘤和癌症、抗氧化、抗骨质疏松等多种作用活性和机制，并探讨了其作为新型治疗剂和纳米药物载体，在抗癌治疗、炎症性疾病、医疗美容及护肤品等领域的应用潜力。尽管CHM-EVLP研究取得显著进展，但仍面临提取效率低、标准化方法和标志物缺失、作用机制不明确、长期保存困难等挑战。未来研究应聚焦于开发高效、可扩展的制备工艺，建立统一的质量评价体系，深入揭示其跨界调控的分子机制，持续探索以推动其在临床治疗与健康产品中的实际应用和产业化发展，进而促进新的药用植物资源的深度开发利用。

技术与方法

29份苏丹草种质材料的SSR指纹图谱构建及分析

杨东升, 牛誉驰, 卢倩倩, 樊敬镛, 刘雨雷, 刘权, 郭利平, 郝水源

2026, 42(6):  198-207.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0933

摘要 ( 67 )   HTML ( 6)   PDF (2027KB) ( 99 )  

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目的 为高效利用苏丹草的种质资源，明确苏丹草种质间的亲缘关系。 方法 从56对SSR引物中筛选出21对多态性引物，采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对29份苏丹草种质材料进行多态性检测，基于分子标记位点进行遗传多样性分析和聚类分析，利用数字赋值法构建指纹图谱。 结果 共检测到258条多态性条带，每对引物组合可检测条带6‒29条，多态性比率为85.15%。Shannon’s信息指数为0.509 8‒0.692 6，平均为0.659 7。多态性信息量为0.712 2‒0.836 4，平均为0.775 4。Nei’s遗传多样性指数为0.328 2‒0.499 4，平均为0.467 5。欧式聚类分析显示，在遗传距离为22.5时，可将29份苏丹草种质聚为4大类群，多数以颜色和穗型聚类。构建了一张包含20个标记位点的苏丹草指纹图谱，可用于种质材料的鉴定。 结论 29份苏丹草种质材料的遗传多样性相对较高。利用SSR分子标记构建苏丹草指纹图谱操作简便可行。

基于YOLOv10的玉米籽粒淀粉粒识别与粒径分析系统的开发

万瑞恒, 李晓艳, 李莹莹, 郭扬, 刘应红, 张军杰, 胡育峰, 李炀平, 黄玉碧, 刘汉梅

2026, 42(6):  208-217.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0957

摘要 ( 53 )   HTML ( 8)   PDF (6025KB) ( 97 )  

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目的 针对玉米成熟籽粒淀粉粒粒径检测传统方法（如激光衍射粒度分析等）存在的制样繁琐、效率低、准确性差等问题，开发一种高效、准确的玉米胚乳淀粉粒粒径自动分析工具，以满足玉米产量、品质改良及特用玉米淀粉生产中的淀粉粒粒径测定需求。 方法 基于YOLOv10目标检测算法，建立并训练玉米籽粒淀粉粒自动检测模型，并基于Django框架开发粒径分析系统。选取6个代表性玉米自交系（B73、B104、KN5585、MO17、RP125、W22）的成熟籽粒，获取其胚乳扫描电镜（SEM）图片，利用该系统对6个玉米自交系胚乳淀粉粒的粒径进行分析。 结果 模型评价表明，所构建的淀粉粒检测模型精确率为0.812，召回率为0.843，平均准确率（AP）达0.895。开发的系统支持用户批量上传籽粒胚乳SEM图片，利用训练好的模型自动识别图片中的淀粉粒，并分析计算每个识别出的淀粉粒的粒径数据，最终结果以Excel文件格式输出。对6个玉米自交系胚乳淀粉粒的分析结果显示，不同自交系淀粉粒平均粒径存在显著差异，MO17的淀粉粒平均直径最大（15.46 μm），RP125的最小（10.61 μm）。与扫描电镜图片的手工测量粒径法对比，该系统生成的粒径数据可靠，在省工节时方面具有巨大优势，工作效率大幅提升。 结论 开发了一个基于YOLOv10目标检测和Django框架的玉米籽粒淀粉粒粒径分析系统，该系统能够快速、批量、准确地自动识别玉米胚乳扫描电镜图片中的淀粉粒并分析其粒径，有效克服了传统方法的局限性，是一个便捷、高效、准确的粒径分析工具。

研究报告

冬小麦TaMYBS1-like基因的克隆及功能分析

王欣悦, 邵庆一, 陈宇姝, 胡昳凡, 赵楠, 王嫱, 王敏丽, 王雪松, 金忠民, 刘丽杰

2026, 42(6):  218-226.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0028

摘要 ( 56 )   HTML ( 21)   PDF (3920KB) ( 23 )  

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目的 东农冬麦1号（Dn1）是首个能在高寒地带大面积种植、返青率超过85%的强抗寒冬小麦（Triticum aestivum）品种，探索冬小麦MYB类转录因子TaMYBS1-like基因的功能，以及低温和干旱胁迫对该基因表达的影响。 方法 利用RT-PCR法从冬小麦Dn1中克隆了TaMYBS1-like基因的cDNA序列，并对其进行生物信息学分析。于4、0、-10、-25 ℃处理后，对冬小麦叶片和分蘖节进行取样，待冬小麦（Dn1）长至三叶期时用20% PEG-6000处理，在0、3、6、12、24 h时对冬小麦叶片和分蘖节进行取样。利用RT-qPCR技术分析该基因在低温和干旱胁迫下冬小麦叶片和分蘖节中的表达模式。构建表达载体，利用亚细胞定位确定其蛋白位置，通过农杆菌介导法将TaMYBS1-like基因转入拟南芥中，并进行低温和干旱胁迫处理，分析验证TaMYBS1-like基因功能。 结果 TaMYBS1-like基因全长903 bp，共编码300个氨基酸，编码蛋白为不稳定亲水性蛋白，主要定位于细胞核；表达模式分析发现，低温胁迫时，叶片和分蘖节中TaMYBS1-like基因的表达量与4 ℃时相比均有显著提高。干旱胁迫3、6、12、24 h时叶片TaMYBS1-like基因的表达量均显著高于对照组，过表达TaMYBS1-like基因提高了拟南芥植株的基础生理代谢、细胞活性和抗氧化酶系统活性，减轻了细胞膜的损伤。 结论 冬小麦TaMYBS1-like基因的异源过表达提高了拟南芥的抗寒和抗旱能力。

晚熟柑橘花粉直感效应及SCoT分子标记鉴定

刘嘉欢, 曹德法, 于玟瑶, 邓红红, 谭伦东, 郭海, 黄光卉, 王均, 王迅, 汪志辉

2026, 42(6):  227-236.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0998

摘要 ( 85 )   HTML ( 5)   PDF (1596KB) ( 145 )  

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目的 探究花粉直感效应在晚熟柑橘果实性状改良中的作用，并利用SCoT分子标记高效鉴定杂种真实性，以期为选育成熟期适宜、品质优良的晚熟柑橘新品种提供理论依据与优质种质资源。 方法 以‘清见’‘爱媛38’‘沃柑’为母本，与9个父本配置12个杂交组合，统计坐果率与成苗率，测定杂交果实的单果重、纵横径、果形指数、可溶性固形物（TSS）含量等性状，评估花粉直感效应。利用SCoT分子标记对杂交后代进行真实性鉴定，并分析其遗传多样性。 结果 ‘清见’‘爱媛38’‘沃柑’作为母本的总坐果率分别为19.78%、12.31%和5.4%。不同父本花粉对果实性状表现出显著的花粉直感效应，其中‘塔罗科’作为父本对‘清见’果实可溶性固形物含量提升最为显著。SCoT分子标记从9个组合中鉴定出891株真实杂种，平均杂种率为99.78%。遗传多样性分析表明，各杂交组合后代的多态性比率介于42.11%‒94.59%之间，其中‘清见’ב明日见’组合的遗传多样性最高。 结论 花粉直感效应具有显著父母本依赖性，‘明日见’‘红韵香柑’‘黄果柑’分别为‘清见’‘爱媛38’‘沃柑’3种母本的最优父本；杂种后代遗传多样性高，主要源于亲本遗传背景差异及杂交过程中的基因重组；研究创制的杂交新种质为晚熟柑橘育种提供了核心材料，SCoT分子标记可高效应用于杂种鉴定。

南瓜NAC转录因子基因家族鉴定及生物信息学分析

孟洪玉, 刘亚楠, 武峻新, 申琼

2026, 42(6):  237-249.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1069

摘要 ( 125 )   HTML ( 9)   PDF (3069KB) ( 1243 )  

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目的 探究南瓜（Cucurbita moschata Duch.）NAC基因结构特征和表达模式，为阐明CmoNAC基因的生物学功能及培育抗逆性强的砧用南瓜品种及裸仁南瓜品种提供参考。 方法 基于南瓜全基因组信息，使用生物信息学方法对NAC基因家族进行鉴定，系统分析该家族成员的理化性质、亚细胞定位、染色体定位、基因结构及保守基序等信息。结合转录组数据及实时荧光定量PCR（RT-qPCR）方法，分析CmoNACs的组织表达特征及对逆境胁迫应答和种皮发育的影响。 结果 CmoNAC基因家族有133个成员，其编码蛋白主要定位于细胞核，均含有典型的NAM结构域。这些成员不均匀分布于20条染色体上，4号染色体分布最多。系统进化分析将其划分为15个亚家族，其中NAM亚家族成员数量最多。保守基序和基因结构分析显示同一亚族内成员具有相似Motif组成和外显子‒内含子结构，Motif 2/3/4广泛存在，部分Motif具有亚家族特异性。顺式作用元件分析表明CmoNAC基因启动子区域包含光、激素、逆境响应及发育相关等多种调控元件。组织表达分析表明，CmoNAC家族成员在根中表达量最高。100个CmoNAC基因在盐胁迫下显著上调，64个CmoNAC基因在有种皮和裸仁南瓜种皮差异表达。RT-qPCR分析表明，15个CmoNAC基因在盐胁迫和不同类型种皮发育下的表达模式与转录组数据基本一致。 结论 在南瓜全基因组中共鉴定出133个NAC基因，可分为15个亚家族，其基因结构与保守基序在亚家族内高度保守。CmoNAC108、CmoNAC102和CmoNAC013分别与根部发育、茎部发育与逆境响应密切相关，CmoNAC026、CmoNAC062和CmoNAC121在裸仁种子中特异性上调，可能参与裸仁种皮的形成。

橡胶树HbTRXh2的克隆、表达及功能分析

杨洁, 王玉婷, 冯成天, 何其光, 张明亮, 袁坤, 王真辉, 刘辉

2026, 42(6):  250-257.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0895

摘要 ( 48 )   HTML ( 5)   PDF (1503KB) ( 88 )  

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目的 探究橡胶树硫氧还蛋白（TRX）基因HbTRXh2的表达特性及其在低温胁迫中的功能，为橡胶树抗寒性遗传改良提供可用的基因资源。 方法 基于RT-PCR技术从橡胶树克隆HbTRXh2，运用生物信息学方法解析其序列特征及系统进化关系。采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术系统测定HbTRXh2在橡胶树不同组织中的表达水平以及各种非生物胁迫和激素处理后该基因的表达变化。此外，基于酵母表达系统，评估了HbTRXh2在应对低温、盐、干旱和氧化胁迫中的生物学功能。 结果 橡胶树HbTRXh2的开放阅读框（ORF）为405 bp，编码134个氨基酸。生物信息学预测显示，该蛋白理论等电点（pI）为5.78，分子量为14.64 kD。HbTRXh2含有TRX保守结构域，系统进化树分析显示其属于h型TRX。RT-qPCR分析显示，HbTRXh2在稳定期叶片中呈现最高表达量。非生物胁迫（低温、干旱、盐和氧化胁迫）以及植物激素（脱落酸、水杨酸、乙烯和茉莉酸）处理均显著上调了HbTRXh2表达。比较pYES2-HbTRXh2转化酵母和空载体pYES2转化（对照）酵母在低温、盐、干旱和氧化胁迫处理后的存活差异发现，与对照相比，转pYES2-HbTRXh2酵母在低温、盐和氧化胁迫处理后的存活率显著提高，而在山梨醇模拟干旱胁迫处理后的存活率显著降低。转HbTRXh2提高了酵母对低温、盐和氧化胁迫的抗性，但降低了对干旱胁迫的抗性。 结论 HbTRXh2参与橡胶树对非生物胁迫以及植物激素的应答，其在酵母中的异源表达显著增强了对低温、盐和氧化胁迫的抗性，但降低了抗旱性。

白栎TCP基因家族的鉴定及功能分析

熊仕发, 陈益存, 吴立文, 施翔, 张盛剿, 彭方有, 陈涛梅, 汪阳东

2026, 42(6):  258-266.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0818

摘要 ( 83 )   HTML ( 7)   PDF (5134KB) ( 148 )  

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目的 TCP（teosinte branched 1/cincinnata/proliferating cell factor）是植物特有的转录因子，在植物整个生长发育过程中都发挥着重要作用。通过鉴定白栎TCP基因家族，研究QfTCP基因在白栎分枝发育中的表达模式，验证关键基因QfTCP22的功能，为白栎株型改良提供分子基础。 方法 基于白栎基因组数据，通过生物信息学方法对白栎TCP基因家族进行鉴定，并分析该家族成员的理化性质、染色体分布、系统进化、基因结构、顺式作用元件和基因共线性。结合转录组数据和RT-qPCR对QfTCP基因家族成员在腋芽发育中的表达模式进行分析，并对QfTCP22进行异源过表达拟南芥验证基因功能。 结果 在白栎中共鉴定23个TCP基因，分为PCE、CIN和CYC/TB1 3个亚家族，不均匀地分布在10条染色体上，其中，第10染色体含有的成员数量最多。所有QfTCP成员都含有一个共同的保守基序Motif 1，基因结构较为简单。共线性分析发现10对QfTCP基因存在共线性关系。顺式作用元件分析发现QfTCP基因的功能较为复杂，在光信号响应、激素调控和逆境胁迫等方面均发挥作用。腋芽发育转录组数据和RT-qPCR结果表明，在腋芽发育中，CYC/TB1亚族的QfTCP1和QfTCP22均呈显著下调趋势，在拟南芥brc1突变体中过表达QfTCP22，能显著减少其分枝数量。 结论 鉴定白栎TCP家族成员，揭示QfTCP22是植物分枝发育中的抑制因子。

象草Dof转录因子的全基因组分析及其对低温胁迫的响应

张雅宁, 毛春力, 胡志勇, 杨丹, 吴佳海, 王碧娴, 黄琳凯

2026, 42(6):  267-278.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1105

摘要 ( 875 )   HTML ( 24)   PDF (27010KB) ( 57 )  

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目的 解析象草（Cenchrus purpureus）Dof转录因子家族特征及低温胁迫响应机制，对CpDof基因进行全基因组鉴定，为挖掘象草耐寒候选基因提供支撑。 方法 基于象草基因组数据，通过保守结构域检索鉴定CpDof基因，结合生物信息学方法分析其理化性质、染色体定位、系统发育及顺式作用元件特征；以‘川畜4号’象草为材料，经4 ℃低温胁迫处理后，通过转录组测序和荧光定量PCR分析基因表达特征，克隆关键基因并构建酵母表达载体，开展异源表达耐寒功能验证。 结果 在象草的基因组鉴定到68个CpDof基因，不均匀分布于14条染色体，共线性分析发现，CpDof间存在51对片段重复和2对串联重复，亚细胞定位预测结果显示，几乎所有的CpDof家族成员定位于细胞核。低温胁迫诱导下，共有28个CpDof基因显著上调表达，其中CpDof17和CpDof28的相对表达量较为突出，分别在根和茎中高表达，且低温可增强二者在根及叶片中的表达。酵母异源表达实验显示，过表达CpDof28基因可显著提升酿酒酵母的低温耐受性，CpDof17无明显效应。 结论 CpDof28可能作为关键调控因子在象草低温胁迫响应中发挥核心作用，明确了象草Dof基因家族核心特征，筛选出耐寒候选基因CpDof28，为象草抗寒分子育种及品种改良提供重要基因资源与理论依据。

紫纹兜兰不同部位的代谢组和转录组联合分析

王家彬, 胡玥, 陈嘉杰, 王蒙, 何秀云, 李之勇, 李健, 王美娜

2026, 42(6):  279-293.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0927

摘要 ( 106 )   HTML ( 9)   PDF (4369KB) ( 2142 )  

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目的 解析紫纹兜兰（Paphiopedilum purpuratum）不同部位的功能分化机制，通过多组学策略系统揭示其代谢物分布特征、基因表达模式及“代谢‒基因”协同调控网络，为理解该物种环境适应性提供分子基础。 方法 采用非靶向代谢组学（超高效液相色谱‒串联质谱，UHPLC-MS/MS）分析紫纹兜兰叶片（SL）、花（SF）、根（SR）3个不同部位代谢物差异，通过转录组测序分析差异表达基因，并构建其代谢物‒基因共表达网络。 结果 代谢组共鉴定2 164个代谢物（正离子模式1 471个，负离子模式693个），组间差异显著，SL vs. SF（正/负离子模式：499/193种）、SL vs. SR（534/243种）、SF vs. SR（433/187种）。KEGG富集分析显示差异代谢物主要富集在苯丙烷类物质生物合成、类黄酮生物合成、亚油酸等核心代谢通路上。转录组学分析揭示了强烈的组织特异性基因表达：叶片中光合基因（如sqdB、DVR）显著上调，花朵中芳香/色素合成基因（如FAH、crtZ）高表达，根部胁迫响应基因（如CCR、GPAT）上调。共表达网络鉴定出关键调控因子，如INO80B（调控黄酮合成）、CCT1（调控萜类代谢）和CCR（参与根部防御）。 结论 紫纹兜兰通过其叶片的光合与抗逆协同、花朵的传粉吸引以及根部的胁迫防御这3个组织特异性的“代谢‒基因”协同调控网络，共同构成了其生态适应性的分子机制。

工业大麻转录因子CsMYB12抗旱功能的研究

翟莹, 高双, 计俊杰, 于海伟, 赵艳, 马天意, 张梅娟, 李珊珊

2026, 42(6):  294-303.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0782

摘要 ( 35 )   HTML ( 2)   PDF (8603KB) ( 14 )  

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目的 MYB转录因子家族成员在植物中数量众多，它们在调控植物的生长发育及适应外界环境胁迫中发挥重要作用。工业大麻作为经济作物，用途广泛，具有极大的开发利用潜力。揭示工业大麻转录因子基因CsMYB12的抗旱功能，为工业大麻品种的抗旱性改良及产量提升奠定基础。 方法 通过实时荧光定量PCR检测CsMYB12在干旱胁迫下的表达；克隆CsMYB12并对其进行生物信息学分析；通过酵母转录激活试验检测CsMYB12转录激活活性；构建CsMYB12植物表达载体转化烟草，并对转基因烟草的抗旱性进行鉴定。 结果 干旱胁迫可以显著诱导CsMYB12上调表达。CsMYB12开放阅读框序列长1 560 bp，编码519个氨基酸。CsMYB12蛋白分子量为5.81 kD，等电点为4.94。CsMYB12蛋白含有2个SANT结构域，是一个典型的R2R3-MYB转录因子。CsMYB12在酵母细胞中具有转录激活活性。经鉴定，共获得6株CsMYB12转基因烟草植株。干旱胁迫及复水处理后，CsMYB12转基因烟草的表现优于野生型烟草。干旱胁迫后，与野生型烟草相比，CsMYB12转基因烟草中的渗透调节物质含量、相对含水量和抗氧化酶活性增加，电解质渗透率和丙二醛含量下降。CsMYB12转基因烟草中抗逆相关基因（NtLTP、NtOsmotin、NtLEA5、NtERD10B和NtCSD）的表达量显著升高。 结论 CsMYB12在烟草中的异源超表达提高了转基因烟草的抗旱性。

外源硒预处理缓解茎瘤芥幼苗镉毒害的机制研究

莫言玲, 刘源橼, 裴佳玲, 樊襄曼, 邓兴连, 曾静, 刘义华

2026, 42(6):  304-313.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1079

摘要 ( 87 )   HTML ( 8)   PDF (21290KB) ( 57 )  

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目的 为了明确外源硒（Se）预处理缓解茎瘤芥幼苗镉（Cd）毒害的机制，为今后合理使用Se从而保障茎瘤芥在Cd污染土壤的种植安全提供理论依据。 方法 以对Cd胁迫敏感的茎瘤芥主栽品种永安小叶为研究试材，通过水培试验，分别设置CK、CK+Se、Cd、Cd+Se 4种处理条件，研究外源Se对Cd胁迫下茎瘤芥幼苗Cd积累分配、光合同化能力、抗氧化能力等的影响。 结果 与CK相比，Cd胁迫处理显著抑制了茎瘤芥幼苗的生长，降低了植株叶绿素含量及光合效率，降低了抗氧化酶活性，提高了根系和叶片组织的Cd含量至CK的45.06和72.30倍。与单独Cd胁迫相比，外源Se预处理可明显促进Cd胁迫下茎瘤芥幼苗的生长，提高植株叶绿素含量、Pn、Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR和qP值，提高SOD和CAT活性，增加ASA、GSH、总酚、螯合肽和半胱氨酸含量，并下调Cd吸收和转运相关基因IRT1、Nramp1、HMA2、HMA3的表达量至单独Cd胁迫处理的46.85%‒70.33%，减少根、叶组织Cd的积累量并提高细胞壁的Cd含量占比。 结论 Cd胁迫条件下，外源Se主要通过提高光合系统的转化效率、提高抗氧化能力、增强对Cd的螯合能力及区隔化作用，以及下调Cd吸收和转运相关基因的表达水平，从而缓解Cd对茎瘤芥幼苗产生的毒害作用。

巴戟天萜烯合成酶基因家族鉴定、进化及表达模式分析

李旭龙, 徐世强, 张龙, 李静宇, 何伟贤, 陈立凯, 王继华

2026, 42(6):  314-325.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0465

摘要 ( 72 )   HTML ( 5)   PDF (1920KB) ( 137 )  

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目的 探究巴戟天萜烯合成酶（terpene synthases, TPS）基因家族的基本特征、进化及其潜在的功能。 方法 基于巴戟天全基因组和转录组数据，通过成员鉴定、结构特征、进化关系、基因表达和蛋白互作（protein-protein interaction, PPI）分析，系统解析巴戟天TPS基因家族的结构、进化与表达模式。 结果 在巴戟天中共鉴定到33个MoTPS基因，不均匀分布在7条染色体上，均为定位在叶绿体的亲水性蛋白。系统发育分析表明MoTPS基因家族成员分为6个亚族，其中TPS-b和TPS-a亚家族中的基因最多。在MoTPS基因家族中存在6对串联复制基因和2对片段复制基因。PPI预测表明MoTPS1、MoTPS32和MoTPS33可能通过与ent-KOD蛋白互作参与赤霉素前体合成，而MoTPS18、MoTPS19、MoTPS20和MotPS21可能与萜类修饰合成的CYP450蛋白互作。顺式作用元件分析表明MoTPS基因家族成员广泛参与光响应、激素响应以及非生物胁迫响应。基因表达相关性分析表明19个MoTPS家族基因与萜类合成途径上游基因呈现显著正相关性。其中，参与环烯醚萜成分合成的关键基因香叶醇合酶MoTPS31与MEP途径的DXS1的表达量呈正相关。 结论 串联复制和片段复制是MoTPS家族基因进化和扩张的主要动力。MoTPS基因通过调控萜类物质的生物合成广泛参与光反应、激素信号转导和非生物胁迫响应。

根际促生菌共发酵菌液育苗基质对辣椒育苗的影响

孔兵兵, 王清, 蒋标, 韩丽珍

2026, 42(6):  326-339.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1077

摘要 ( 78 )   HTML ( 8)   PDF (1681KB) ( 125 )  

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目的 探讨根际促生菌（plant-growth promoting rhizobacteria, PGPR）共发酵菌液制备的生物育苗基质对穴盘育苗条件下辣椒幼苗生长的影响及作用机制，为生物育苗基质的研发奠定基础。 方法 通过4株PGPR菌株的兼容性分析、不同菌株组合共发酵液的吲哚乙酸（indoleacetic acid, IAA）含量测定及对辣椒的浸种实验以筛选共发酵菌株；通过穴盘育苗分析共发酵菌液对辣椒种子萌发及幼苗长势的影响以确定生物育苗的菌株组合；通过不同比例共发酵液添加对苗盘期幼苗的生长影响以确定其最适添加量；通过分析共发酵菌液对育苗基质营养物质含量及微生物多样性的影响以解析其促进幼苗生长的机制。 结果 吡咯伯克霍尔德氏菌P10和弯曲芽胞杆菌HGD12菌株的共发酵液含有60.84 mg/L IAA，显著高于2个菌株的单菌培养液，且明显促进了浸种和穴盘育苗条件下辣椒种子的萌发和幼苗的长势。15%共发酵液添加到育苗基质中，对苗盘期幼苗的促生长作用最优，辣椒幼苗的株高、茎粗、鲜重、干重、叶片数、叶面积及叶绿素SPAD值分别显著提高29.17%、17.67%、64.68%、94.44%、22.30%、49.45%及17.83%，基质的有机质、碱解氮及可溶磷含量分别增加了11.31%、20.39%及14.14%。而且，共发酵菌液显著提高了基质的细菌物种丰度并降低了真菌的群落多样性，与基质营养物质含量显著正相关的拟杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、嗜盐菌门、罗兹菌门及担子菌门的丰度提高，而与其负相关的变形菌门、子囊菌门、球囊菌门等的丰度降低。 结论 P10和HGD12菌株的共发酵液添加到育苗基质中，可以提高基质的营养物质含量及改变基质的微生物群落结构，显著促进辣椒种子的萌发及苗盘期幼苗的生长。

益生菌对沂蒙鸡杂交系生长性能、盲肠菌群多样性及短链脂肪酸的影响

李学冯, 张宁波, 龙君江, 龙洋, 金太花, 吕慎金, 樊雪梅, 季久秀, 李永洙

2026, 42(6):  340-350.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1004

摘要 ( 64 )   HTML ( 11)   PDF (4450KB) ( 47 )  

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目的 在基础日粮中添加益生菌对沂蒙鸡杂交系生长性能、盲肠菌群多样性和短链脂肪酸含量的影响以及微生物功能差异预测分析。 方法 采用双因素试验设计，选取1日龄沂蒙鸡及其二元杂交和三元杂交健康雏鸡（公鸡）为主要研究对象，3个群体分6组，各群体分对照组（C组）和益生菌组（T组），即对照组沂蒙鸡（C1组）、二元杂交（C2组）和三元杂交（C3组），益生菌组沂蒙鸡（T1组）、二元杂交（T2组）和三元杂交（T3组），各组3个重复，每个重复15只，共270只，试验周期7周。 结果 1）益生菌可以显著改善1-42日龄沂蒙鸡杂交系生长性能（P0.05），在平均日增重和料重比中T3组表现最优，在平均日采食量中C2组最优，且益生菌与品种杂交对平均日采食量和料重比存在交互作用。2）在门水平上，C1组放线菌门显著高于C2组和C3组（P0.05）；T2组放线菌门和脱铁杆菌门显著高于C2组（P0.05）。在属水平上，T3组拟杆菌属显著高于T1组（P0.05）；T1组考拉杆菌属显著高于C1组（P0.05）；T2组甲烷短杆菌属显著高于C2组（P0.05）。3）T组乙酸、丙酸和丁酸含量显著高于C组（P0.05），且益生菌与品种杂交对乙酸、丙酸、戊酸、异戊酸、丁酸和异丁酸存在交互效应（P0.05）。4）在KEGG功能预测中发现C组显著富集的代谢通路有辅因子和维生素代谢、果糖和甘露糖代谢等；T组显著富集的代谢通路有精氨酸和脯氨酸代谢、烟酸和烟酰胺代谢、蛋白质的消化和吸收和戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化等。 结论 日粮中添加益生菌和构建杂交系能够改善沂蒙鸡生长性能和短链脂肪酸的生成，且存在交互作用，还可以改变盲肠菌群结构多样性，影响微生物功能代谢途径。

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2026, 42(6):  341. 

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2026, 42(6):  342. 

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2026, 42(6):  343. 

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