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2026年 第42卷 第2期    刊出日期：2026-02-26

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厌氧微生物专题（专题主编：承磊 研究员）

厌氧微生物：未知的大多数，无尽的未来

承磊

2026, 42(2):  1-2. 

摘要 ( 115 )   HTML ( 18)   PDF (413KB) ( 94 )  

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厌氧甲烷氧化古菌共生机制的研究进展

赵雨婷, 喻航

2026, 42(2):  3-16.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1100

摘要 ( 145 )   HTML ( 11)   PDF (955KB) ( 99 )  

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厌氧甲烷氧化（AOM）是全球碳循环中的关键过程，对遏制甲烷排放和缓解气候变化具有重要作用。该过程一类主要执行者为厌氧甲烷氧化古菌（ANME），它直接或与细菌协同，将AOM与不同还原电位的最终电子受体，如硫酸盐、腐殖质、金属氧化物以及硝酸盐等耦合反应。其中，AOM与硫酸盐还原耦合反应的吉布斯自由能变化极低（ΔG°' = -17 kJ/mol），且所获得的能量需要与其共生硫酸盐还原细菌（SRB）进行有效分配，因此ANME与SRB之间的高效能量转移机制自1999年ANME发现以来一直是研究核心。本文综述了AOM及其关键微生物的研究历程，重点探讨了ANME与SRB之间的3种共生模式假说（可扩散化学中间体、零价硫、直接种间电子传输），并总结了通过环境观测或富集培养发现的ANME及其共生或伴生伙伴的系统发育多样性与潜在互作方式。这些研究不仅加深了对AOM这一关键生物地球化学过程的认识，也为全面揭示其种间互作机制并拓展其应用潜力提供了参考。

甲烷八叠球菌和甲烷丝菌的能量代谢与胞外电子传递

周瑾洁, 李猛

2026, 42(2):  17-29.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0997

摘要 ( 215 )   HTML ( 7)   PDF (769KB) ( 423 )  

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乙酸营养型产甲烷古菌是自然界甲烷生成的主要驱动力，约贡献全球生物甲烷的三分之二。本文系统综述了两类乙酸营养型产甲烷古菌——甲烷八叠球菌（Methanosarcina）和甲烷丝菌（Methanothrix）的生理及形态特征、底物谱与代谢途径、电子传递链与能量耦合机制；综合比较了两类古菌在乙酸活化策略、辅酶再生通路和能量合成方式的异同，揭示其在不同环境条件下的代谢适应性与生态位分化；进一步总结了甲烷八叠球菌与甲烷丝菌胞外电子传递的研究进展，涵盖种间电子传递、微生物电腐蚀、胞外呼吸等微生物过程，阐明代谢通路和能量耦合机制。文章为全面理解乙酸营养型产甲烷古菌的代谢网络与电子流调控提供整合性视角，并为未来研究其环境适应策略与代谢调控机制奠定理论基础。

木质纤维素生物质厌氧消化产甲烷强化策略研究进展

王晶, 朱伟民, 张兴泽, 李朋, 邢德峰

2026, 42(2):  30-40.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0963

摘要 ( 275 )   HTML ( 12)   PDF (1333KB) ( 121 )  

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木质纤维素生物质是丰富的可再生有机碳源，厌氧消化可将其转化为沼气（以甲烷为主），兼具能源回收与减排价值。但其致密复合的“纤维素-半纤维素-木质素”结构以及降解过程中生成的抑制性副产物，使水解受限、微生物易失稳，成为效率瓶颈。传统的物理、化学、物化以及生物预处理技术虽能在一定程度上提升底物降解性，但仍存在能耗高、成本大和副产物生成等瓶颈。近年来研究重点逐渐转向绿色高效的新兴方法，如脉冲电场、电子束辐照、低共熔溶剂（DES）和纳米酶等，它们在提高底物水解和促进甲烷生成方面展现出潜力。与此同时，多维度的过程强化策略（如共消化、外加导电材料、磁场辅助与生物电化学干预等）持续推动厌氧消化在降解效率与甲烷产率提升方面的发展。随着人工智能与数据科学的发展，建模研究也逐渐由传统机理模型厌氧消化1号模型（ADM1）转向“机理+数据”融合框架，结合人工神经网络（ANN）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）与极限梯度提升（XGBoost）等方法，实现对产气性能的预测与过程优化。本文系统梳理木质纤维素结构特点与消化瓶颈，综述新兴预处理与强化策略的发展与应用前景，并评述智能建模在优化运行与风险预警中的发展趋势。

厌氧真菌纤维降解机制及应用研究进展

李留学, 成艳芬

2026, 42(2):  41-50.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0012

摘要 ( 128 )   HTML ( 8)   PDF (761KB) ( 168 )  

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厌氧真菌（Neocallimastigomycota）是草食动物消化道中重要的木质纤维素降解微生物，具有独特的生命周期、特殊的产氢细胞器（氢体）以及强大的纤维素和半纤维素水解能力。近年来，不断完善的分类体系及分子技术推动了厌氧真菌研究从形态学向基因组、代谢组和细胞结构层面深入，揭示了其在纤维降解中的多层级协同机制。此外，厌氧真菌在青贮饲料添加剂、饲喂微生物制剂及沼气等生物能源生产方面展现出显著应用潜力。因此，本文系统综述了厌氧真菌的分类、生命周期、特殊细胞器功能、木质纤维素降解机制及其应用前景，为开发高效生物质降解策略与反刍动物饲料利用提供理论基础。

拟杆菌遗传操作工具箱：从传统方法到合成生物学前沿

陈玲嫣, 李伟勋, 逄欣欣, 高翔, 焦绪瑶

2026, 42(2):  51-64.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1001

摘要 ( 132 )   HTML ( 9)   PDF (1516KB) ( 254 )  

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拟杆菌属（Bacteroides）作为人体肠道微生物组中极为丰富且功能重要的共生菌群，在营养代谢、免疫调节及疾病发生中发挥着关键作用。然而，由于该属细菌具有严格厌氧生长的特性及活跃的限制-修饰系统等内在因素，长期以来，针对其的研究面临遗传工具稀缺、操作效率低下等技术瓶颈。本文系统回顾了拟杆菌遗传操作工具箱的发展历程，总结了这些工具在功能基因验证、代谢途径解析及活菌疗法开发等方面的具体应用。文章首先概述了拟杆菌遗传操作所需的基本元件；继而介绍了靶向已知基因的编辑方法，包括同源重组、CRISPR-Cas系统以及基因回补表达系统等；进而阐述了全基因组范围内筛选新功能基因的策略，如转座子诱变等；结合具体案例，分析了这些技术在解析拟杆菌致病机制与代谢调控网络等方面的应用；最后对当前面临的挑战进行展望，指出多位点编辑、群落水平操作等未来发展方向。本综述旨在为研究人员提供一套系统而实用的遗传操作策略，以推动拟杆菌功能机制的深入研究及其在合成生物学领域的应用拓展。

梭菌属（Clostridium）产乙酸菌代谢工程改造与合成气定向转化研究现状

刘修平, 朱星宇, 汪光义

2026, 42(2):  65-76.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0283

摘要 ( 255 )   HTML ( 6)   PDF (1785KB) ( 67 )  

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发展微生物固碳技术对于遏制全球气候变暖有重要意义。梭菌属（Clostridium）产乙酸菌能够固定CO₂和CO等一碳气体并将其转化为乙醇等化学产品，从而打破对化石燃料的依赖，是合成气规模化定向转化的潜力菌种。本文综述了梭菌属产乙酸菌的代谢工程改造与合成气定向转化研究现状。首先，对梭菌属产乙酸菌的能量代谢方式进行解析，阐述梭菌属产乙酸菌的能量节约机制；其次，对梭菌属产乙酸菌的多种遗传操作工具进行对比和总结；最后，梳理了当前梭菌属产乙酸菌代谢工程改造两个大方向的前景和存在的问题。总之，本文总结了近年来梭菌属产乙酸菌的代谢工程研究进展，以期为更全面了解该工业微生物的合成气转化潜力提供参考，推动梭菌属产乙酸菌生产可再生能源的平台建设。

增温下直接种间电子转移对泥炭地甲烷产生的作用

王雪萌, 东秀珠, 薛凯, 李凌燕

2026, 42(2):  77-88.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1382

摘要 ( 67 )   HTML ( 8)   PDF (13025KB) ( 60 )  

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目的 探究直接种间电子转移（direct interspecies electron transfer, DIET）机制在增温下青藏高原若尔盖泥炭地甲烷排放中的作用，探索全球变暖背景下基于DIET机制的甲烷减排措施。 方法 以若尔盖泥炭地3种优势植物根部土壤为研究对象，构建室内土壤果胶和纤维素厌氧富集物（18 ℃），通过添加电子传输介质——生物炭及电化学实验，探究直接种间电子转移对植物有机碳来源产甲烷过程的作用及增温（28 ℃）对甲烷产生的效果。 结果 添加生物炭提高了18 ℃培养物从纤维素和果胶来源的甲烷产量1.1-9.8倍，提高了产甲烷速率1.4-12.3倍；添加生物炭后温度敏感性提高了2倍。计时电流法检测到电化学培养物中从细菌产生的胞外电子，其电流密度为33.7 μA/cm²，及产甲烷古菌介导的电流消耗（21.2 μA/cm²）。16S rRNA基因多样性分析发现，生物炭添加显著富集了已知的电活性细菌——地杆菌科（Geobacteraceae）和产甲烷古菌——甲烷八叠球菌科（Methanosarcinaceae）、嗜甲基甲烷菌科（Methanomethylophilaceae）及未培养的产甲烷古菌类群Rice Cluster Ⅱ。泥炭地中的Geobacteraceae和纤维素单胞菌科（Cellulomonadaceae）均与Rice Cluster Ⅱ具有显著共现性，推测它们可能通过直接种间电子转移介导植物有机碳产甲烷的过程。 结论 直接种间电子转移机制在若尔盖泥炭地植物有机碳产甲烷过程中发挥重要作用，尤其在增温下该作用更显著。因此抑制种间电子转移是泥炭地甲烷减排的措施之一。

复合菌群对厌氧消化强化效果及沼气产量影响因素分析

安苗苗, 赵国柱, 徐润, 许菲, 国辉, 李强

2026, 42(2):  89-101.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0169

摘要 ( 44 )   HTML ( 2)   PDF (2144KB) ( 29 )  

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目的 为了获得高效的复合菌群，探究不同生物强化组合对厨余垃圾厌氧消化（anaerobic digestion, AD）产气效果的影响，明确复合菌群提升CH₄产量的作用机制。 方法 设置添加无菌水（CK）、接种巴氏甲烷八叠球菌（Methanosarcina barkeri）（B）、接种富集的产甲烷菌群（J）、接种复合菌群（M. barkeri与产甲烷菌群按生物量1∶1混合）（BJ）4个处理组，进行序批式AD实验。采用气相色谱及修正的Gompertz模型分析各组的产气特性，随机森林模型分析沼气产量的影响因素。 结果 所有生物强化处理均延长了产气时间，显著提高了产气速率、累积产气量和CH₄含量（P<0.05），其中BJ组提升效果最显著。BJ组产甲烷潜力最大，其次为J组和B组。温度、底物TS含量、pH值、微量元素（trace elements, TE）强化剂添加量、底物C/N（P<0.01）以及复合菌群接种量（P<0.05）均显著影响沼气产量，其中温度影响最大。局部加权回归（locally weighted regression, LOESS）模型表明，各因素与沼气产量之间存在非线性关系，且每个因素都有其最佳范围。 结论 复合菌群结合M. barkeri和产甲烷菌群的优势，兼顾功能复杂性与稳定性，同时有效强化上游代谢过程与产甲烷阶段，对AD系统沼气产量和CH₄含量提升效果显著。通过优化生物强化组合和调控关键工艺参数，可有效提升AD性能，推动废弃物资源化利用和能源的可持续发展。

回流比对厌氧氨氧化系统的影响及作用机制研究

陈仔龙, 张超, 郝宛婷, 宋贤威, 陈欣怡, 卢璐, 李鹏飞, 朱易春

2026, 42(2):  102-112.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0719

摘要 ( 130 )   HTML ( 6)   PDF (4363KB) ( 40 )  

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目的 探究回流比对厌氧氨氧化系统脱氮性能的影响，并揭示其作用机制。 方法 设定三组回流比（0%、50%和100%），测定不同回流比时厌氧氨氧化系统脱氮性能、颗粒污泥特性、微生物群落结构和氮代谢相关功能基因。 结果 当回流比为100%时，系统稳定阶段的平均总氮去除率和平均NRR分别提高了9.32%和36.09 mg/（L‧d），脱氮性能更稳定，∆NO₂^--N/∆NH₄⁺-N和∆NO₃^--N/∆NH₄⁺-N更接近厌氧氨氧化理论值。出水氧化还原电位更低，改善了系统中的氧环境。颗粒污泥颜色更红，颗粒化程度提高，上浮现象明显减少。颗粒污泥中紧密结合型多糖和松散结合型多糖含量分别增加了22.59和24.00 mg/g VSS，形成了更稳定的抗剪切结构。颗粒污泥表面的C-O和C=C官能团增加，加快了系统中的电子转移。高通量测序表明，Candidatus Brocadia维持较高的相对丰度（38.61%），Denitratisoma的相对丰度增加了4.13%，同时，氮代谢相关功能基因narG、napA、narZ和nirS出现了上调。 结论 适当的回流比可有效提高厌氧氨氧化系统脱氮性能和运行稳定性。

稀土钇对厌氧氨氧化系统的短期影响及作用机制

郝宛婷, 张超, 陈仔龙, 宋贤威, 高明原, 朱玉玺, 王世豪, 朱易春

2026, 42(2):  113-120.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1129

摘要 ( 69 )   HTML ( 8)   PDF (165305KB) ( 39 )  

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目的 探究稀土钇对厌氧氨氧化系统的短期影响，并揭示其短期作用机制。 方法 测定不同钇浓度（0、1、2、4、10、20、40和100 mg/L）时厌氧氨氧化系统的脱氮性能和厌氧氨氧化活性（SAA），并用origin软件对SAA进行显著性分析，利用扫描电镜-能谱仪、三维荧光光谱仪、傅里叶红外光谱仪、考马斯亮蓝法、苯酚-硫酸法和双抗体夹心法测定不同钇浓度时厌氧氨氧化系统的污泥特性和关键酶活性。 结果 当钇浓度为2 mg/L时，系统总氮去除率最高，比对照组提高了1.98%。继续提高钇浓度，系统总氮去除率逐渐降低。低浓度钇提高了厌氧氨氧化活性，促进了胞外聚合物的分泌和细胞色素C的合成，增加了颗粒污泥表面的C、N、P和Fe元素占比，促进了TB-EPS中可溶性微生物代谢副产物和腐殖酸类物质的生成，与重金属吸附相关的官能团特征峰强度增大，联氨合成酶、硝酸还原酶和亚硝酸盐还原酶的活性增加。而高浓度钇的作用相反，但P和Y（钇）元素的占比显著升高，钇以晶体形式附着在颗粒污泥表面，同时进一步促进了胞外聚合物的分泌，联氨合成酶、硝酸还原酶和亚硝酸盐还原酶的活性仍然较高，但酶空间结构被破坏和整体代谢功能受损。 结论 稀土钇对厌氧氨氧化系统具有短期的“低促高抑”影响。

综述与专论

宿主蛋白酶与冠状病毒入侵：从S蛋白裂解机制到蛋白酶抑制剂的开发应用

姜逸, 高明燕, 张笛, 付立霞, 程旭, 陈祥, 龚建森, 张莹, 杨亲, 俞燕

2026, 42(2):  121-135.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0826

摘要 ( 115 )   HTML ( 11)   PDF (3601KB) ( 169 )  

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冠状病毒作为一类RNA病毒，其宿主范围广泛，能够有效感染哺乳动物和禽类。该类病毒对宿主细胞的入侵过程与棘突蛋白（spike, S）密切相关。冠状病毒的S蛋白是位于病毒表面的主要糖蛋白，由S1与S2亚基组成，其中S1亚基识别并结合宿主细胞受体，S2亚基在宿主蛋白酶裂解后发生构象重排，从而驱动病毒与细胞膜融合实现入侵。不同冠状病毒S蛋白上存在多个宿主蛋白酶识别的基序，能够被跨膜丝氨酸蛋白酶（transmembrane serine protease 2, TMPRSS2）、弗林蛋白酶（Furin）、组织蛋白酶L/B（cathepsin L/B, CTSL/B）以及胰蛋白酶等识别并发生裂解作用。这些蛋白酶裂解位点的分子特征与激活机制存在差异，并决定了病毒对宿主细胞的入侵途径与感染效率。而不同组织或细胞中的宿主蛋白酶表达水平与活性差异，影响了病毒的组织嗜性与传播途径。针对这些宿主蛋白酶开发的一些蛋白酶抑制剂，能够有效阻断病毒的入侵与传播作用，是目前抗冠状病毒药物研发的重要方向。本文系统总结了相关冠状病毒S蛋白关键裂解位点的分子特征，并探讨了不同宿主蛋白酶的激活机制，阐述了针对这些蛋白酶抑制剂的开发策略及其在抗病毒治疗中的应用前景。本综述拟通过对这一关键机制的探讨与解析，为深入理解冠状病毒致病机制提供理论支持，并为新型抗病毒药物的设计与研发提供科学依据。

分子模拟技术在植物体系的前沿应用与进展

曲航, 张准, 张叶卓, 刘锡霖, 李晔

2026, 42(2):  136-148.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0676

摘要 ( 716 )   HTML ( 10)   PDF (1273KB) ( 58 )  

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随着计算机技术的飞速发展，分子模拟技术（molecular simulation）在探究植物蛋白互作、物质跨膜转运及细胞壁形成等方面展现出显著优势。针对近年来分子模拟技术在植物体系中的前沿应用，本文综述其最新研究进展，重点阐述分子动力学、分子对接、量子力学/分子力学结合方法及蒙特卡洛模拟技术在植物细胞壁、细胞膜、蛋白质互作及药用植物开发中的应用，并分析对比各方法的优缺点；最后针对分子模拟在植物体系的研究中面临的挑战进行展望，随着机器学习、新型算法及力场开发等相关领域的发展，有望进一步推动分子模拟技术在植物领域的应用。本文通过系统总结分子模拟技术在植物体系中的应用，旨在为植物体系的相关研究提供新的技术和新思路。

技术与方法

基于LAMP-CRISPR/Cas12a技术快速检测转基因玉米DBN9501转化体特异性

王晶, 刘卓艳, 张晓磊, 刘宝海, 关海涛, 温洪涛

2026, 42(2):  149-157.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0974

摘要 ( 104 )   HTML ( 4)   PDF (2069KB) ( 31 )  

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目的 转化体特异性检测是转基因生物安全监管中识别转化体合法性的重要技术手段，目前转化体特异性检测以实验室检测为主，急需开发能够现场快速检测的方法，满足转基因生物安全监管需求。 方法 以抗虫耐除草剂转基因玉米DBN9501为材料，利用环介导等温扩增（loop-mediated isothermal amplification, LAMP）技术结合CRISPR/Cas12a（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）技术（LAMP-CRISPR/Cas12a），辅助试纸条显示，开发转化体特异性快速检测方法。 结果 本方法具有检测特异性，检出限为20拷贝，转化体含量为0.1%，检测时间<60 min。 结论 LAMP-CRISPR/Cas技术能够实现快速检测转基因玉米DBN9501转化体特异性，该方法将为转基因生物安全监管快速检测技术研究提供重要技术支撑。

石仙桃内参基因筛选与应用

刘保财, 胡学博, 张武君, 赵云青, 黄颖桢, 陈菁瑛

2026, 42(2):  158-168.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0378

摘要 ( 100 )   HTML ( 3)   PDF (3474KB) ( 143 )  

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目的 石仙桃（Pholidota chinensis）系兰科（Orchidaceae）石仙桃属（Pholidota）珍稀濒危的多年附生草本植物，为了研究该物种及近源种功能基因的表达量，迫切需要筛选其稳定的内参基因用于实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分析。 方法 采用RT-qPCR检测11个管家基因在石仙桃不同组织（根、根状茎、假鳞茎、叶片、芽、花序）和非生物胁迫（20 mmol/L MeJA和50 mmol/L NaCl喷洒叶片、不同光照强度）的表达量，用geNorm、NormFinder、BestKeeper、ΔCt和RefFinder几何平均值综合分析11个内参基因表达的稳定性。 结果 选取的11个基因在石仙桃的不同组织中具有单一的扩增条带和峰图，扩增效率及表达丰度基本达到了内参基因的要求，表达稳定性表明，Actin/f58p0可作为不同组织基因表达的最佳内参基因，而TUA3/f11p0可作为非生物胁迫的最佳内参基因。分别以Actin/f58p0和TUA3/f11p0作为内参基因对石仙桃中天麻素合成关键基因GT1、GT2、GT3-01、GT3-02、GT4、ADH-01、ADH-02、ADH-03表达分析，在不同组织中，二者表达趋势基本一致，但HCT基因表达则更适宜以Actin/f58p0作为内参基因；非生物胁迫中，以TUA3/f11p0作为内参基因更佳，尤其是在NaCl和MeJA处理中，但在光照胁迫下，Actin/f58p0和TUA3/f11p0皆可作为内参，MeJA较NaCl对石仙桃基因表达量影响时间长。 结论 Actin/f58p0和TUA3/f11p0分别可作为石仙桃不同组织、活性成分和非生物胁迫的内参基因，为石仙桃及近缘物种功能基因的发掘、表达量分析等研究奠定基础。

研究报告

一个水稻粉质胚乳突变体的表型分析和基因定位

王程程, 黄天宇, 张晴, 史来权, 方慧敏, 张龙

2026, 42(2):  169-177.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0670

摘要 ( 124 )   HTML ( 9)   PDF (2731KB) ( 64 )  

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目的 水稻粉质胚乳突变体因淀粉或蛋白合成、积累异常呈现粉质不透明表型，是研究胚乳发育及调控网络的理想材料。本研究旨在解析粉质胚乳突变体M97的籽粒表型特征并定位其突变基因。 方法 采用扫描电镜、荧光辅助毛细管电泳、X射线粉末衍射仪和快速黏度分析仪等技术，分析M97的淀粉颗粒形态、链长分布及理化特性；通过MutMap方法结合SNP/Indel过滤进行突变基因定位。 结果 野生型Kitaake籽粒断面透明，M97胚乳中心粉质不透明、四周透明。M97的粒长、粒宽、粒厚显著小于野生型，导致百粒重下降。扫描电镜显示，M97胚乳中心淀粉颗粒疏松、间隙大，四周区域则与野生型相似，颗粒排列紧密呈规则多角形。与野生型相比，M97总淀粉含量显著降低，可溶性糖显著升高，表观直链淀粉显著降低。两者淀粉均为A型晶体，但M97相对结晶度显著升高；其淀粉膨胀势升高，水溶性显著降低，峰值黏度和崩解值升高，热浆黏度和终止黏度降低。MutMap将突变基因定位于2号染色体，M97中BT1基因第3外显子存在T到C的替换，导致第322位异亮氨酸变为苏氨酸。KASP标记检测证实该突变与粉质表型共分离。M97被替换的异亮氨酸在各物种BT1同源蛋白中高度保守。 结论 鉴定出BT1基因新等位突变体，明确单氨基酸替换对水稻胚乳形态和淀粉特性的影响，为解析BT1调控淀粉合成的分子机制奠定基础，也为稻米品质改良提供理论参考。

玉米HSFs转录因子家族在干旱胁迫下的表达特性及功能

张冬岭, 张寅生, 王建军, 叶飞宇, 卢子涵, 马晨晨, 柳华峰, 胡德升, 邓亚洲, 曹丽茹

2026, 42(2):  178-187.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0659

摘要 ( 172 )   HTML ( 7)   PDF (3477KB) ( 62 )  

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目的 鉴定分析干旱胁迫下玉米HSFs家族成员的结构和功能，为解析玉米耐旱性分子机制奠定基础。 方法 从玉米基因组数据库（MaizeGDB）中下载蛋白序列，基于Pfam数据库（PF00447）的HSF结构域，通过HMMER 3.0和BLASTP比对筛选玉米HSFs家族成员，利用ExPASy、MEGA X、GSDS、MEME、MCScanX、PlantCARE和TBtools等生物信息学工具分析预测蛋白理化性质、染色体定位、基因结构、共线性、保守基序和顺势元件等信息。基于转录组数据和实时荧光定量PCR分析，了解HSFs家族成员基因在干旱胁迫下的表达模式，挖掘响应干旱胁迫的HSFs基因。 结果 玉米中共鉴定到28个HSFs基因，编码的氨基酸数量为257‒528 aa，等电点为4.70‒9.53；不均匀地分布在10条染色体上，并且在第1染色体分布最密集；启动子区富含ABRE、MYB等逆境响应元件；共线性分析显示，玉米与水稻之间具有较强的保守性。RNA-seq和荧光定量PCR显示，有4个基因存在显著差异，同时，过表达ZmHSF16可显著提高拟南芥的抗旱性（存活率提高38%‒43%），并通过降低细胞膜损伤（相对电导率减少30%）维持细胞稳态。 结论 揭示了ZmHSFs家族在干旱胁迫下的表达特性，并验证了ZmHSF16的抗旱功能。

产铁载体细菌对石灰性紫色土壤中花生的影响

何启露, 田卓, 邓静, 李俊杨, 杨汶霖, 刘湘, 余秀梅

2026, 42(2):  188-196.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0984

摘要 ( 99 )   HTML ( 8)   PDF (963KB) ( 177 )  

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目的 石灰性土壤铁（Fe）有效性低导致植物缺Fe问题突出。细菌分泌的铁载体可螯合土壤中的Fe，促进植物吸收Fe，产铁载体细菌是否能缓解石灰性紫色土壤中花生（Arachis hypogaea L.）缺铁问题需要探明。 方法 利用CAS（Chrome Azurol S）平板分离产铁载体细菌，通过16S rRNA基因测序鉴定细菌，测试细菌产铁载体最佳培养时间、酸碱抗性及酸碱胁迫下产铁载体能力，并将耐碱高产铁载体菌株接种到石灰性紫色土壤大田中的花生根周围，测定其对花生Fe含量、光合作用、生长、生物量的影响。 结果 从石灰性紫色土壤中分离到6株产铁载体细菌，产铁载体峰值和对应的培养时间各不相同。筛选出耐碱且高产铁载体细菌为假单胞菌（Pseudomonas sp.）B3-10和B3-2、贪铜菌（Cupriavidus sp.）B3-22'，其产铁载体的峰值分别为290.2、137.5、253.5 mg/L，在碱性（pH 8）条件下产铁载体的浓度分别为120.1、66.4和86.4 mg/L，说明碱性环境对细菌产铁载体有抑制作用。在石灰性紫色土壤大田中，3株产铁载体细菌可不同程度地促进花生生长，使花生植株地下部Fe含量、叶片光合作用强度、花生产量分别增加69.4%-155.3%、9.6%-11.9%、27.5%-52.9%，其中B3-10使花生地下部和地上部Fe含量、地下部和地上部干重分别增加155.3%和18.8%、62.1%和48.1%。 结论 石灰性紫色土壤中含有产铁载体能力的细菌，但碱性条件可抑制细菌产铁载体，筛选得到兼具耐碱和高产铁载体的假单胞菌B3-10对花生的促Fe增产作用显著，是改善石灰性土壤花生缺Fe症状的良好菌株，为进一步利用产铁载体细菌改良石灰性紫色土壤Fe有效性低的问题提供理论依据和菌株资源。

基于BSA-seq的高粱开花时间基因定位及候选基因预测

王尚封, 程斌, 王若若, 丁延庆, 徐建霞, 曹宁, 高旭, 李文贞, 张立异

2026, 42(2):  197-206.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0890

摘要 ( 103 )   HTML ( 2)   PDF (1494KB) ( 53 )  

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目的 开花时间作为高粱品种选育过程中的关键目标性状之一，对其生态适应性和高产潜力具有重要影响。 方法 以晚开花品种红缨子与早开花品种SAP001杂交构建的F₂群体为材料进行开花时间遗传定位分析。 结果 表型调查显示，F₂群体中晚花和早花单株的分离比符合3∶1（χ²=0.225，P>0.05），表明该性状受到一对主效基因的控制。通过对极端早花和晚花株系的BSA-Seq分析，在第3染色体59.73‒60.44 Mb区间检测到一个与开花时间显著关联的遗传位点。结合双亲重测序和转录组数据，鉴定到一个编码光系统Ⅱ叶绿素结合蛋白的关键候选基因（SbiHYZ.03G218800）。该基因启动子区存在Myb/SANT、TATA结合蛋白（TBP）结合位点突变，在亲本间表达差异显著，可能为高粱中调控开花时间的新基因。基于该候选区段中的SNP和InDel变异，开发了一个可有效区分早花与晚花植株连锁分子标记。 结论 揭示了中国酒用高粱开花时间的遗传基础，为开展高粱生育期分子育种提供了重要基因资源和分子标记。

本氏烟BOI家族基因的全基因组鉴定与表达分析

付涵, 孙书豪, 张思晴, 艾妞, 于杨, 于连伟, 王琼琼, 韩晓玉, 施艳, 韩卫丽, 杨雪

2026, 42(2):  207-217.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0789

摘要 ( 47 )   HTML ( 2)   PDF (1782KB) ( 34 )  

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目的 明确RING型泛素E3连接酶灰霉病易感互作因子（botrytis susceptible1 interactor, BOI）在赤霉素信号传导和黄瓜绿斑驳花叶病毒（cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV）侵染过程中的作用及其基因家族特征，为理解茄科作物抗病毒分子机制及化学调控提供理论依据。 方法 通过生物信息学对本氏烟BOI基因家族进行系统进化关系、基因结构、保守基序、启动子顺式作用元件、转录因子及组织表达特征进行分析，利用荧光定量PCR验证NbBOI家族成员在生物胁迫和激素处理下的表达变化，并通过酵母双杂交试验筛选出与CGMMV编码蛋白互作的BOI家族基因。 结果 本氏烟BOI基因家族有13个成员，可划分为4个亚家族；同一进化分支的BOI家族成员的Motif及基因结构具有高度的一致性；启动子顺式作用元件预测筛选到6个与赤霉素通路相关基因；通过荧光定量PCR检测发现，NbBOI家族成员在组织特异性表达模式上存在差异，并且对病毒侵染和赤霉素处理的响应模式不同；酵母双杂交验证了NbBRG2.1与CGMMV编码的外壳蛋白CP、运动蛋白MP相互作用。 结论 本氏烟BOI基因家族具有高度的保守性，参与植物的生物胁迫防御和激素信号传导，其中NbBRG1.2在赤霉素合成途径中起重要作用，NbBOI.1、NbBOI.2、NbBOI.3、NbBRG1.2、NbBRG2.1、NbBRG2.3在植物对CGMMV侵染的防御机制中起一定作用。在病毒侵染过程中，通过病毒蛋白劫持寄主内NbBRG2.1，从而破坏寄主内激素平衡。

烟草多酚氧化酶NtPPO1-2基因克隆及功能分析

刘梦茹, 夏琳, 刘瑞霞, 闫新可, 杨军, 张菁华, 武明珠

2026, 42(2):  218-227.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0456

摘要 ( 138 )   HTML ( 10)   PDF (2501KB) ( 41 )  

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目的 多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）是一种铜离子结合酶，其在植物的生长发育、抵御生物和非生物胁迫中具有重要作用。克隆栽培烟草（Nicotiana tabacum L.）K326 NtPPO1-2基因并分析其功能，为烟草多酚代谢调控机制研究奠定基础。 方法 以栽培烟草K326为材料，通过同源克隆获得1个新的多酚氧化酶（PPO）基因，命名为NtPPO1-2。进行生物信息学分析和基因表达分析；构建过表达载体并通过农杆菌介导法获得转基因植株；观察T₁代表型、测定PPO酶活性及绿原酸和芦丁含量。 结果 NtPPO1-2基因全长1 821 bp，编码606个氨基酸。氨基酸序列比对和结构域分析结果显示，烟草NtPPO1-2与林烟草NsylPPO氨基酸序列相似度最高，并且NtPPO1-2包含保守的酪氨酸酶（tyrosinase）、PPO1_DWL及PPO1_KFDV结构域。T₁代过表达植株的表型与栽培烟草K326相比，花蕾数目减少。且NtPPO1-2基因过表达植株多酚氧化酶的活性显著升高，烟草主要的多酚物质绿原酸和芦丁的含量显著下降。 结论 从栽培烟草K326中成功克隆到NtPPO1-2基因，其过表达通过增强PPO活性显著降低绿原酸和芦丁含量，并改变烟草植株表型。

烟草豫浓香201对低温胁迫的生理响应及转录组分析

王亚乐, 李雪君, 孙计平, 孙焕

2026, 42(2):  228-238.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0579

摘要 ( 134 )   HTML ( 4)   PDF (4408KB) ( 79 )  

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目的 豫浓香201是利用0.6% EMS诱变中烟100自交6代选育获得的烤烟新品种，其抗病性好、品质优良，但大田表现低温敏感易早花特征，探究豫浓香201低温敏感形成的分子机制。 方法 以豫浓香201和中烟100为供试材料，4 ℃胁迫0、6和24 h观察其生长状态，测定H₂O₂含量、脯氨酸含量、抗氧化酶活性和内源ABA含量等生理指标，联合转录组学开展低温响应分子机制探究。 结果 与中烟100相比，4 ℃ 24 h豫浓香201严重萎蔫。低温处理后，中烟100内H₂O₂含量、脯氨酸含量、SOD和POD抗氧化酶明显升高，且持续低温内源ABA含量显著增加；豫浓香201细胞内H₂O₂含量极显著升高、脯氨酸含量、SOD和POD抗氧化酶无明显升高，且内源ABA含量明显降低。低温6 h，中烟100和豫浓香201参与低温响应的差异表达基因（DEGs）数目分别为4 314、3 769；低温24 h，中烟100和豫浓香201的DEGs分别为17 618、14 293。KEGG富集显示，低温胁迫下，两品种参与淀粉-蔗糖代谢通路的DEGs数量相当，中烟100 中DEGs参与植物激素转导通路较多，豫浓香201 DEGs参与植物昼夜节律通路较多。低温处理后，中烟100中可溶性糖相关基因SUS、TPP，α-淀粉酶基因AMY3，ABA通路相关基因SRK2E、SAPK3均上调表达，有助于增强抗寒性；豫浓香201中开花途径相关基因ELF3、FLK，冷调节基因COR27，光形态建成核心调控因子COP1与CBF负调节因子EIN3均表达上调。 结论 低温后，中烟100激活复杂而广泛的抗寒防御通路，而豫浓香201抗氧化酶系统调节能力不足，致使ROS清除系统减弱，对低温更敏感。

紫花苜蓿酵母表达文库的构建及候选耐盐基因的筛选与鉴定

张驰昊, 刘晋囡, 董家乐, 晁跃辉

2026, 42(2):  239-249.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0844

摘要 ( 158 )   HTML ( 7)   PDF (16561KB) ( 38 )  

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目的 构建紫花苜蓿（Medicago sativa）盐诱导基因表达文库，筛选候选耐盐基因并进行验证。 方法 使用1% NaCl处理紫花苜蓿幼苗，收集植物材料并提取总RNA，反转录后构建基因表达酵母文库。将文库质粒与空白质粒（pYES2-NTB）转入酵母菌株，确定用于文库筛选的NaCl浓度及候选耐盐基因。挑选196个单克隆菌落进行耐盐性分析，并进行PCR鉴定和测序分析。选择其中4个候选基因进行转基因功能分析。 结果 获得高质量RNA，并成功建立紫花苜蓿盐诱导基因表达文库，文库库容为7.68×10⁷ CFU/mL，总克隆数为1.536×10⁸ CFU。文库菌液在SG/-Ura+1.5 mol/L NaCl条件下仍有单克隆酵母菌落存活，而对照组则在1.3 mol/L NaCl培养基上已无法存活。测序结果经序列比对后，鉴定出75个不同基因。筛选并获得4个候选耐盐基因Msa1025270、Msa0320180、Msa0819320、Msa0859120，通过NCBI网站查询得这4个基因的功能与脱落酸受体、ABA反应、脱落酸和环境胁迫诱导、脱水早期反应等蛋白有关。转基因功能鉴定结果显示，4个候选基因表达能够显著提高植物对NaCl的抵抗能力。 结论 文库菌液具有良好的耐盐抗性，候选耐盐基因转基因植株验证结果表明，Msa1025270、Msa0320180、Msa0819320、Msa0859120 4个基因具有耐盐相关功能。

蒺藜苜蓿SMXL基因家族全基因组鉴定及表达分析

庄娜, 贺红利, 张兴政

2026, 42(2):  250-266.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0481

摘要 ( 122 )   HTML ( 8)   PDF (7184KB) ( 87 )  

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目的 SMXLs（SUPPRESSOR of MAX2 1-LIKE）是重要植物激素独角金内酯信号转导通路中的抑制因子及烟素（karrikins, KARs）信号通路的主要成员。在全基因组水平鉴定蒺藜苜蓿SMXL基因家族成员并分析其在非生物胁迫下的表达模式变化，为豆科植物相关基因家族的研究提供理论支持，为未来深入研究MtSMXL基因的功能奠定基础。 方法 运用生物信息学方法，基于已报道植物SMXL家族编码氨基酸序列，对蒺藜苜蓿SMXL家族成员进行全基因组鉴定，利用TBtools等工具对MtSMXL成员进行进化和功能分析，同时利用转录组数据进行成员不同组织内表达分析及钾、氮、磷、硫营养缺乏胁迫处理和在冷害、干旱、高盐胁迫下的表达量分析。 结果 依据进化分析，共筛选鉴定出17个MtSMXL成员。参考基因结构和保守结构域将它们分为G1-G3三个组群；MtSMXLs上游启动子区域存在多种参与响应植物激素和非生物胁迫的顺式作用元件，各成员中类型和数量有一定差异；共线性分析表明，豆科植物WGD事件对MtSMXL基因家族的扩张有重要作用；家族成员在不同组织部位及响应各种胁迫的过程中其表达模式均存在明显差异，通过分析选出参与不同胁迫响应功能候选基因。 结论 蒺藜苜蓿SMXL基因不同组群在进化中结构和功能差异较大，成员及不同胁迫下响应模式不同，其中MtSMXL2/7/11可用于K/N/S/P元素缺乏胁迫；而MtSMXL7/8/13/14/16可用于干旱、冷、高盐胁迫响应通路研究。

蔗茅EfBBX基因家族鉴定及冷胁迫下表达模式分析

农韦优, 赵昌祖, 钱禛锋, 丁倩, 王誉洁, 陈疏影, 何丽莲, 李富生

2026, 42(2):  267-277.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0908

摘要 ( 115 )   HTML ( 2)   PDF (2806KB) ( 38 )  

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目的 B-box型锌指蛋白（BBX蛋白）在抵御植物非生物胁迫中具有重要作用。蔗茅具有良好的耐冷性，可为甘蔗的耐冷遗传改良提供基因资源。对蔗茅EfBBX基因家族成员鉴定和特征分析，并探究其在冷胁迫中的生物学功能。 方法 从蔗茅全基因组中鉴定出EfBBX基因家族成员，通过生物信息学方法分析其理化性质、系统进化、染色体定位、共线性分析、基因结构、保守结构域和启动子顺式元件；RT-qPCR试验对EfBBX基因家族成员进行冷胁迫下的表达模式分析。以蔗茅无性系E2为材料，克隆EfBBX4、EfBBX10和EfBBX18基因CDS序列，并将EfBBX18基因在本氏烟草中进行瞬时表达。 结果 在蔗茅全基因组中鉴定出19个EfBBX基因家族成员，划分为5个亚家族，其不均匀分布于蔗茅10条染色体中的6条；亚细胞定位预测显示EfBBX蛋白主要位于细胞核和叶绿体中；EfBBX基因家族的启动子区域含有大量激素、非生物胁迫响应以及光响应相关元件；RT-qPCR实验证实，10个基因可以被冷胁迫诱导表达；成功克隆了EfBBX4、EfBBX10和EfBBX18基因，其中蔗茅EfBBX18在本氏烟草中的瞬时表达可增强烟草的耐冷性。 结论 从蔗茅基因组中鉴定出19个EfBBX基因，10个基因均可以被冷胁迫诱导表达，成功克隆3个基因，其中EfBBX18在本氏烟草中的瞬时表达可增强烟草的耐冷性。

三七RALF基因家族鉴定及表达分析

杨子涵, 李葵秀, 李俊良, 吕文慧, 何温婷, 刘旭燕, 刘冠泽

2026, 42(2):  278-292.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0585

摘要 ( 246 )   HTML ( 24)   PDF (8080KB) ( 111 )  

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目的 快速碱化因子（rapid alkalinization factors, RALFs）是一类植物多肽类激素，参与植物免疫应答反应，在三七全基因组水平对RALF基因家族进行鉴定并探究PnoRALFs基因家族在三七免疫反应中的作用。 方法 利用生物信息学分析方法对PnoRALFs基因家族进行鉴定，对该基因家族染色体分布、蛋白理化性质、系统发育树、保守基序、基因结构、启动子顺式元件和组织特异性进行表达分析；采用4种外源激素水杨酸（SA）、茉莉酸甲酯（MeJA）、脱落酸（ABA）、乙烯（ETH）处理及毁灭柱孢菌（Cylindrocarpon destructans）侵染，分析基因表达模式，并利用烟草瞬时表达验证关键基因的功能。 结果 三七全基因组中共鉴定到13个PnoRALFs基因，分布于8条染色体，分为Ⅰ亚类和Ⅱ亚类；基因结构和保守基序分析发现，PnoRALFs基因含有保守的RRXL基序和YISY保守基序；顺式元件预测发现PnoRALFs基因启动子区段含有多种激素如ABA、MeJA、SA和赤霉素（GA）等响应元件。组织特异性表达分析发现，13个PnoRALFs基因在不同组织中的表达水平存在显著差异；此外，4种外源激素处理下，PnoRALF2、PnoRALF5、PnoRALF6、PnoRALF9表达量呈现上调趋势；毁灭柱孢侵染后转录组数据及RT-qPCR分析发现，9个PnoRALFs响应毁灭柱孢侵染，其中PnoRALF9表达量显著上调；烟草瞬时表达PnoRALF9后，烟草中PTI途径NbFPK1、NbWRKY29和ROS途径NbMPK6、NbGAPDH表达量上调。 结论 三七全基因组共鉴定到13个PnoRALFs基因，PnoRALF9响应4种外源激素处理及毁灭柱孢侵染，瞬时过表达后诱导植物免疫相关基因表达，推测PnoRALF9在三七抗病免疫反应中发挥重要作用。

当归4-香豆酸∶辅酶A连接酶基因家族的鉴定与功能表征

李勒松, 张金金, 贺佳蝶, 梁艳丽, 杨生超, 栗孟飞, 赵艳

2026, 42(2):  293-305.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0417

摘要 ( 136 )   HTML ( 10)   PDF (3207KB) ( 39 )  

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目的 探究4-香豆酸∶辅酶A连接酶（4-coumarate：coenzyme A ligase, 4CL）在当归根部木质素生物合成中的作用，为通过遗传改良或栽培手段定向调控当归药材品质奠定基础。 方法 通过生物信息学方法鉴定当归4CL基因家族，开展蛋白理化性质、二级结构预测、基因结构、启动子顺式作用元件以及系统进化分析，通过大肠杆菌异源表达和体外酶活验证基因功能，利用实时荧光定量PCR分析基因表达特征。 结果 在当归基因组中共鉴定到12个As4CLs，编码415‒572个氨基酸，相对分子质量在45‒62 kD，等电点范围为5.47‒9.06，二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主。系统进化分析将As4CL6与As4CL7归在Group I，其余As4CLs均属于Group Ⅲ。氨基酸序列比对结果显示As4CLs含有2个功能保守结构域Box I和Box Ⅱ。启动子分析结果显示，As4CLs基因含有丰富的光响应元件、激素响应元件及非生物胁迫响应元件；体外酶活实验证明As4CL6与As4CL7均能够催化4-香豆酸、咖啡酸和阿魏酸生成相应的辅酶A硫酯，且两个酶均对阿魏酸的亲和力最强；RT-qPCR结果显示As4CL6和As4CL7在当归抽薹根部的表达量高于未抽薹根部。 结论 成功克隆了As4CL6与As4CL7基因，通过体外酶活实验证明2个重组蛋白对3种底物均具有催化活性。

桑树MnDREB6E的克隆及耐盐抗旱性分析

董亚茹, 朱红, 王照红, 赵东晓, 刘惠芬

2026, 42(2):  306-316.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0705

摘要 ( 113 )   HTML ( 5)   PDF (4490KB) ( 25 )  

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目的 解析桑树DREB转录因子家族成员MnDREB6E的生物学功能，阐明其在非生物胁迫响应中的作用机制，为木本植物抗逆分子育种提供基因资源。 方法 基于桑树盐胁迫转录组数据克隆MnDREB6E，通过生物信息学分析其序列特征及系统进化关系；利用酵母单杂交技术分析其顺式作用元件；构建过表达及抑制表达载体，采用农杆菌瞬时转化技术获得转基因植株，测定盐/干旱胁迫下生理生化指标及相关基因表达水平。 结果 MnDREB6E开放阅读框（ORF）全长1 173 bp，编码390个氨基酸，具有典型AP2/ERF结构域，归属DREB A6亚组；MnDREB6E亚细胞定位预测在细胞核，可特异性结合GCC-box/DRE顺式元件；盐/干旱胁迫下，过表达植株的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性显著提高，抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）和脯氨酸含量增加，超氧阴离子（O₂^•-）、过氧化氢（H₂O₂）、羟自由基（•OH）水平降低，相对电导率和丙二醛含量下降，相关抗氧化酶基因表达显著上调。 结论 MnDREB6E通过协同调控抗氧化代谢与渗透保护通路，正向增强桑树对盐/干旱胁迫耐受性。

基于CRISPR/Cas9技术制备NCAPG基因敲除牛成纤维细胞系

王婷婷, 何孟雅, 盛家顺, 高晨, 蔡含芳, 付彤, 孙宇, 高腾云, 张天留

2026, 42(2):  317-324.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0792

摘要 ( 74 )   HTML ( 9)   PDF (8760KB) ( 129 )  

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目的 利用CRISPR/Cas9技术构建NCAPG基因敲除的牛胎儿成纤维细胞模型，并探究NCAPG基因缺失对细胞活性的影响。 方法 在牛NCAPG基因转录本第6外显子区域设计特异性sgRNA，将其与SpCas9蛋白孵育形成核糖核蛋白（RNP）复合物，通过电转染技术将RNP复合物导入牛胎儿成纤维细胞。随后采用ClonePlus™技术进行单克隆分离培养，经PCR扩增和测序验证后成功获得NCAPG基因敲除的阳性单克隆细胞株。 结果 ICE软件分析表明，sgRNA的敲除效率达到49%；TA克隆测序结果证实，所获得的单克隆细胞均为杂合子，其靶位点存在5 bp的缺失突变；Western blot检测显示，与野生型细胞相比，敲除细胞株中NCAPG蛋白表达水平极显著降低（P<0.01）；CCK-8细胞活性检测结果表明，NCAPG基因敲除显著抑制了细胞增殖能力（P<0.01），表现为细胞生长速率明显减缓。 结论 利用CRISPR/Cas9技术成功构建了牛胎儿成纤维细胞NCAPG基因高效敲除方法，并证实NCAPG基因缺失会显著抑制细胞活性，为深入研究牛NCAPG基因的功能及其分子机制提供了重要的实验材料。

基于代谢组学筛选五指山猪与杜长大猪脂肪沉积差异代谢物的比较研究

王雅南, 魏立民, 王峰, 晁哲, 任钰为, 刘海隆, 黄丽丽, 孙瑞萍

2026, 42(2):  325-337.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0646

摘要 ( 124 )   HTML ( 1)   PDF (4318KB) ( 203 )  

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目的 研究五指山猪与杜长大商品猪血清和皮下脂肪差异代谢物特征，筛选与脂肪沉积相关的生物标志物。 方法 选取商业化猪场中健康且符合上市要求的五指山猪6头（W组）和杜长大猪6头（C组）。屠宰后采集血清及皮下脂肪样本，通过非靶向代谢组学技术检测代谢谱，结合KEGG数据库富集分析差异代谢物及相关通路。 结果 （1）五指山猪血清中LDL-C、BUN和CREA含量极显著低于杜长大猪（P<0.01），LDH显著降低（P<0.05）；（2）脂肪HE染色结果显示五指山猪脂肪细胞面积和直径显著大于杜长大猪（P<0.05），但其脂肪细胞密度和单位面积细胞数显著低于杜长大猪（P<0.05）；（3）血清代谢组学筛选出107个上调，120个下调的差异代谢物，将227个差异代谢物导入KEGG数据库进行功能富集分析，共富集到26条代谢通路；（4）皮脂代谢组学中筛选出45个上调，110个下调的差异代谢物，共富集到29条代谢通路。 结论 五指山猪脂质沉积能力较弱，其血清中PA、PC、PE及皮脂中DL-同型半胱氨酸、油酸等代谢物可能作为脂质沉积的潜在生物标志物；甘油磷脂代谢通路、糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚生物合成通路以及甘油磷脂代谢通路可能调控脂肪代谢差异。血清和皮脂代谢物在脂肪沉积中的协同与差异化调控，为猪的脂质代谢育种及肉质改良提供重要理论依据。

AOL-113转录因子对少孢节丛孢菌菌丝生长、胁迫响应及捕食能力的调控作用

孙焱森, 魏立翔, 李若冰, 张程志, 聂宇航, 李杰, 才学鹏, 乔军, 孟庆玲

2026, 42(2):  338-350.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0603

摘要 ( 127 )   HTML ( 3)   PDF (14493KB) ( 38 )  

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目的 为探究少孢节丛孢菌（Arthrobotrys oligospora）Zn（Ⅱ）₂Cys₆型转录因子AOL-113的生物学功能。 方法 利用同源重组的方法构建Δ AOL-113缺失株和CΔ AOL-113回补株，从菌丝生长特性、营养物质利用、环境胁迫响应、分生孢子产生及萌发和线虫捕食能力等表型进行分析，同时结合转录组学技术，在乙酸钠诱导条件下对WT菌株与Δ AOL-113缺失株进行差异表达基因分析，探究转录因子AOL-113的分子调控机制。 结果 转录因子AOL-113编码GAL4型锌指蛋白，与转录因子FacB有较高的同源性。与WT菌株相比，Δ AOL-113缺失株生长速率、碳源利用特别是脂肪酸的利用能力显著下降，对H₂O₂和甲萘醌这类氧化胁迫剂更敏感。此外，∆ AOL-113缺失株产生捕器数量及捕器形成速度显著下降，对线虫的降解消化利用能力也显著下降。回补株表型与WT株无显著差异。转录组分析证实，AOL-113缺失导致多个代谢通路（包括氧化磷酸化、脂质代谢、乙醛酸循环、过氧化物酶体、半乳糖代谢和糖酵解）中关键基因表达显著下调，从而影响菌丝生长、碳源利用、抗胁迫能力、捕食能力等多个生物学过程。 结论 转录因子AOL-113不仅通过调控细胞代谢（尤其是乙酸代谢和脂肪酸β氧化）为菌丝生长和捕食器形成提供能量支持，同时也参与调控捕食线虫和消化线虫的效率，为揭示少孢节丛孢菌从腐生向寄生生活方式转变的分子机制和家畜线虫病生防制剂的研发提供了新思路。

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2026, 42(2):  1. 

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