生物技术通报

外源过氧化氢（H₂O₂）影响非生物胁迫下植物生长与生理代谢机制的研究进展

殷缘, 程爽, 刘定豪, 邓晓霞, 李凯月, 王竞红, 蔺吉祥

2025, 41(1): 1-13. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0590

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过氧化氢（hydrogen peroxide, H₂O₂）作为一种重要的活性氧（reactive oxygen species, ROS）信号分子，通过调控氧化还原反应参与细胞应答各种胁迫信号，在植物抗逆过程中扮演着重要角色。适量的外源H₂O₂能够缓解非生物胁迫对植物的伤害，甚至可加快其生长和发育进程，例如促进种子萌发和幼苗生长等。此外，H₂O₂具有无色无毒、强光下易分解等环境友好特性。因此，深入探索其在非生物胁迫下对植物生长与生理代谢的影响尤为重要，对于未来广泛应用H₂O₂作为植物生长调节剂从而提高作物产量和抗逆性等具有重要的实际意义。基于此，本文归纳与总结了在非生物胁迫条件下外源H₂O₂调节植物生长与生理的研究进展，从种子萌发、幼苗生长、开花、结果的生长过程以及光合作用、抗氧化防御系统的生理响应两大方面进行综述，旨在明晰植物的响应机制，以期为未来H₂O₂在农业生产中的广泛应用提供一定的科学依据。

蔬菜种子萌发的纳米调控及其机制研究进展

武志健, 刘广洋, 林志豪, 盛彬, 陈鸽, 许晓敏, 王军伟, 徐东辉

2025, 41(1): 14-24. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0470

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提高种子在非生物胁迫下的萌发率可降低环境恶化对蔬菜安全构成的风险，为全球蔬菜产量提供保障。由于纳米材料具有尺寸小和独特的物理化学性质，在蔬菜生产中可应用于种子引发。纳米引发在改善非生物胁迫下蔬菜种子的萌发方面显示了突出作用。论文将用于调控蔬菜种子萌发的纳米材料分为碳基、硅基、金属颗粒和金属氧化物四类，并列举了部分纳米材料促进蔬菜种子萌发的适宜浓度。描述了不同种类纳米材料常用的合成方法及其影响因素，并比较了传统合成与绿色合成的利弊。重点综述了纳米引发对蔬菜种子和幼苗生理生化指标的影响并归纳为两种调控途径。纳米材料调控种子对水分和养分的吸收以及赤霉素合成等与萌发相关过程，从而促进萌发称为直接调控。间接调控是纳米材料产生活性氧，通过信号传导激活抗氧化系统，提高种子对非生物胁迫的抵抗力从而促进萌发。最后，阐述了纳米材料在种子中的应用，并对纳米引发未来的研究方向进行展望：（1）着重考虑纳米材料在长期条件下对环境的潜在风险，避免经过食物链对人类健康造成不利影响；（2）评估纳米材料在多种非生物胁迫下调节活性氧、保障种子萌发的性能；（3）探索由纳米材料引发产生的活性氧通过信号传导激活防御途径的整体通路；（4）补充纳米材料进入种子的准确机制。

微藻油脂合成及高脂藻株培育研究进展

邹涛圳, 李鹏飞, 李新冬, 万欢, 张燚

2025, 41(1): 25-38. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0522

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微藻油脂作为一种潜在的可再生能源和生物燃料资源，在解决能源危机及促进绿色发展方面具有重要意义。藻种特性影响微藻培育、油脂提取和转化等多个环节，选择适宜的原始藻株进行定向育种，有望突破生产过程中总体油脂产率偏低的瓶颈。胁迫培养通过改变微藻的外部生长条件来引起其内部生理和代谢变化，从而促进油脂的积累，本质上是利用微藻自身的应激性反应，需要在油脂积累和生长平衡之间找到最佳点。诱变技术通过物理或化学手段引起微藻细胞损伤，本质上是一种外应力作用下的随机突变，需要从中筛选出具有优良性状的突变株。基因工程育种通过分子生物学手段，定向改造微藻的基因组，具备高精度、高成本和高复杂性。探索高脂藻株培养与资源化理念的结合，可以实现更经济环保的生物质能原料微藻生产模式，推动生物质能产业发展。论文概述了微藻油脂合成的机理及其调控策略，总结了促微藻产油的培育方法，包括胁迫、诱变、基因工程及高脂藻株与资源化生产的联动，强调培育高脂藻株对于实现可持续生物燃料生产的重要作用。通过列举各培育手段在当前微藻油脂高产研究的技术重点和作用机理，说明了当前微藻产油的研究方向和瓶颈，未来的研究可能致力于产油微藻油脂代谢调控网络的发掘完善、高通量育种方法的创新及资源化培养体系的优化。

单链DNA退火蛋白介导细菌基因组同源重组的机制及应用研究进展

尹号, 尤留超, 韩瑞, 高鹏程, 付磊, 储岳峰

2025, 41(1): 39-48. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0457

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基因组编辑技术是研究细菌等微生物在基因功能、耐药机制及致病机制等方面的重要工具，而同源重组是细菌基因组编辑的重要方式之一，传统的细菌内源性重组途径存在效率低下的问题，而一种来自噬菌体的单链DNA退火蛋白（SSAP）表现出了远超内源性重组途径的基因组编辑效率，该蛋白具有单链DNA结合活性、介导基因组定向重组的特点，使其成为目前极具潜力的基因组编辑工具。本文主要对同源重组基本原理、噬菌体源SSAP介导的同源重组途径的基本元件、重组机制模型以及应用策略展开概述，旨在为进一步解析单链DNA退火蛋白介导的同源重组过程提供帮助，为研究更多细菌基因功能、致病机制以及开发工程菌株提供技术支撑，也为缺乏基因编辑方法的细菌提供技术参考。

荧光假单胞菌蛋白表达系统研究进展

谭景轩, 邢德勋, 何天锦, 刘占英

2025, 41(1): 49-61. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0506

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荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）作为一种新型蛋白表达系统，凭借其多样且独特的分泌系统，逐渐展现出在生物技术和生物制药领域的巨大应用潜力。尽管传统蛋白表达系统，如大肠杆菌、酿酒酵母及昆虫细胞系统，已在众多研究和工业应用中取得成功，但仍存在折叠机制和翻译后修饰等方面的局限性。相较之下，荧光假单胞菌因其能够高效处理和分泌大分子蛋白质而迅速成为当前研究的热点。本文综述了荧光假单胞菌在蛋白表达系统方面的最新进展，涵盖了高效表达宿主菌株、克隆表达载体及调控元件、蛋白分泌系统等多个领域。详细分析了荧光假单胞菌在蛋白质折叠、分泌及糖基化修饰等关键步骤中的优异表现，并探讨了多种信号肽在优化蛋白分泌效率中的应用。这些研究成果不仅显著提升了目标蛋白的溶解度和表达水平，还为改善蛋白质生产工艺提供了新的思路。此外，荧光假单胞菌在疫苗、治疗性蛋白质和抗体生产中的应用也已显示出广阔的应用前景。尽管近年来的研究取得了显著进展，该系统在某些高分子蛋白表达方面仍面临挑战。未来的研究应集中于基因组编辑技术、蛋白质分泌调控机制的优化，以及工业生产中的工艺优化，以进一步提高荧光假单胞菌作为蛋白表达平台的灵活性和效率，为蛋白质工程和合成生物学提供强有力的工具。

萝卜硫素纳米颗粒及其生物学应用

高欣茹, 许文涛

2025, 41(1): 62-73. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0554

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萝卜硫素是一种植物化学物质，具备抗氧化、抗癌、抗炎等多种生物活性。然而，萝卜硫素稳定差、热敏性强等因素限制了它在不同领域的应用。基于纳米技术的载药系统为萝卜硫素的多维应用提供了可能。通过与纳米技术结合，可以提高萝卜硫素的生物利用率，促进其临床试验的发展。基于以上特点，本文围绕萝卜硫素不同生物活性的具体作用机制、萝卜硫素纳米颗粒的特点及其生物学应用展开详细的介绍。其中，重点综述了应用于萝卜硫素递送的无机纳米颗粒、有机纳米颗粒及无机-有机复合纳米颗粒的特点，并根据萝卜硫素纳米颗粒的治疗多样性对其具体应用进行归纳总结。此外，对当前萝卜硫素纳米颗粒面临的主要问题与发展前景作出展望，以期扩展萝卜硫素的应用领域，为未来食品、保健、医疗科技的发展注入新的动力。

一种水稻叶片基因组DNA简易提取方法

金素奎, 国倩倩, 刘巧泉, 高继平

2025, 41(1): 74-84. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0796

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【目的】为了应对日益增加的大规模遗传材料鉴定需求，急需建立一种快速、简易、高效、低成本的基因组DNA提取方法。【方法】根据水稻遗传鉴定的特点，对传统TPS法进行改进和简化。（1）将特制的钢珠加样条与全自动研磨仪结合使用，提高了研磨水稻叶片组织的速度；（2）使用TPS缓冲液室温研磨裂解，无需液氮冷冻研磨；（3）研磨后的组织匀浆仅需75℃水浴20 min即可完成裂解；（4）室温静置5 min后吸取粗提液上清5 μL至96孔PCR板内，使用排枪加入95 μL 灭菌的去离子水进行稀释，即完成基因组DNA的提取过程。【结果】简易TPS法提取基因组DNA的步骤减少至6步以内，省略了DNA沉淀、离心、洗涤、溶解等过程。提取过程简单、快速，可在30 min内完成96个样本的DNA提取。提取过程中使用的试剂种类较少且廉价易得、安全环保。通过优化DNA提取液的用量，用简易TPS法提取的基因组DNA开展的各类常规分子遗传鉴定的效果与CTAB法及传统TPS法相当。【结论】简易TPS法提高了水稻基因组DNA提取的效率，适合高通量的遗传鉴定。

基于软腐病菌诱导的魔芋酵母双杂交文库筛选WRKY72互作蛋白

沈川, 李夏, 覃剑锋, 段龙飞, 刘佳

2025, 41(1): 85-94. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0535

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【目的】通过构建魔芋cDNA文库，筛选转录因子WRKY72的互作蛋白，为解析WRKY72调控魔芋抗病的分子机制提供帮助。【方法】以胡萝卜软腐果胶杆菌侵染不同阶段的魔芋为实验材料，提取总RNA等量混匀后构建魔芋cDNA文库，使用同源重组的方法构建转录因子WRKY72的诱饵载体，采用酵母双杂交技术筛选候选靶标蛋白，并进行一对一验证。【结果】酵母文库滴度为1.6×10⁷ CFU/mL，插入片段的平均长度在1 000 bp左右，诱饵载体在酵母中经验证无自激活。诱饵载体pGBKT7-WRKY72筛库获得了41个阳性互作蛋白，包括转运蛋白、通道蛋白、热休克蛋白、叶绿素结合蛋白和过氧化物酶等。对这些互作蛋白进行GO和KEGG功能富集分析，最后选取12个互作蛋白进行一对一酵母双杂交验证。【结论】成功构建了高质量的魔芋文库并筛选到了转录因子WRKY72的互作蛋白，为解析魔芋抗软腐病机制提供了理论基础。

苏云金芽胞杆菌可视化快速表达载体的构建与特性分析

张静安, 胡孝龙, 曹蓓蓓, 廖敏, 束长龙, 张杰, 王奎, 操海群

2025, 41(1): 95-102. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0608

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【目的】构建可以快速高效表达苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）杀虫基因的表达载体，提高Bt杀虫基因发掘及功能研究效率。【方法】以pUC18载体为基础，构建一个以cry1Ac基因启动子p1Ac指导、融合绿色荧光蛋白GFP的可视化快速表达载体p1Ac-GFP，并从生物活性、碱溶性、抗胰蛋白酶稳定性、培养条件等方面对其进行分析。【结果】p1Ac-GFP在大肠杆菌中指导表达的Cry1Ac蛋白与Bt来源的蛋白在杀虫活性方面无明显差异。同时，p1Ac-GFP表达的Cry1Ac蛋白能够溶解于50 mmol/L Na₂CO₃溶液中，可溶性组分可被胰蛋白酶消化为60 kD大小的核心活性片段。此外，p1Ac-GFP大肠杆菌宿主菌株可以发出绿色荧光，培养菌液荧光强度与所表达的Bt蛋白浓度呈较好的线性关系。培养条件优化结果显示，37℃、培养液与装瓶体积比为5/5、48 h的培养时间最适合p1Ac-GFP表达Bt Cry1Ac蛋白。【结论】p1Ac-GFP表达Bt蛋白时可以直接使用菌液荧光强度作为生物活性测定的浓度指示依据，有助于Bt基因杀虫活性功能的快速批量筛选。

基于CRISPR-Cas12a技术的呼吸道合胞病毒检测方法的建立

姚雪春, 李磊, 王志贤, 盛长忠, ZHOU Zeqi, TAN Cherie S

2025, 41(1): 103-109. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0433

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【目的】呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus, RSV）是婴幼儿急性呼吸道感染的最常见原因。基于RT-ERA-CRISPR/Cas12a技术，建立一种RSV快速特异性的检测方法。【方法】针对RSV N基因保守区域设计合成特异性crRNA及酶促重组等温扩增（ERA）引物，筛选最佳扩增引物-crRNA组合建立检测体系；通过荧光法检测RSV核酸，确定检测方法的灵敏度及特异性。【结果】根据Cas12a的激活原理，针对A型及B型RSV分别设计合成RSV-crRNA1及RSV-crRNA2，二者混合加入检测体系，可同时检测到A型及B型RSV，并具有协同作用；实验筛选出一组最佳引物组合（RSV-F + RSV-R3J），最低检出限为5×10² copies/mL，可在39℃恒温条件下，35 min内完成检测；该方法与其他核酸测试样本无交叉反应，只能检测出RSV核酸，具有较高的特异性。【结论】基于RT-ERA-CRISPR/Cas12a技术，成功建立了一种灵敏度高、特异性强、快速、低成本的RSV核酸检测方法，该方法不依赖复杂的检测仪器，任何能够提供恒温环境和检测荧光信号功能的仪器均可适用。因此，该方法适用于RSV即时检测，还可能应用于其他病原体感染的检测。

肺炎支原体感染评价方法的比较研究

李志强, 王吉英, 袁厅, 王佳, 韦艳娜, 王玉格, 李少丽, 邵国青, 冯志新, 于岩飞

2025, 41(1): 110-119. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0464

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【目的】以小鼠为动物模型，分析肺炎支原体感染（Mycoplasma pneumoniae infection, MPI）的特性并对病变评价标准进行比较分析，为MPI统一评价方法的提出提供参考。【方法】利用BALB/c小鼠经滴鼻途径，两次感染5×10⁷ CCU的M. pneumoniae M129株，14 d后检测小鼠体重、肺脏大体病变、肺组织病理变化及其两种定量分析方法、肺组织病原载量、外周血T淋巴细胞亚群和血清中IL-6的表达水平等指标，分析M. pneumoniae感染特性并对病变评价标准进行比较分析。【结果】感染M129菌株14 d后，BALB/c小鼠血清中IL-6表达水平上升；肺脏出现明显的实变，肺组织切片可见大量中性粒细胞浸润，并可观察到肺泡间隔增厚。采用两种方法对肺脏病理切片的病变程度进行比较评分，发现美国胸科学会（American Thoracic Society, ATS）开发的肺损伤病理学评分系统相较于26分法能更为精细更加客观地反应肺部病变情况。感染导致小鼠炎症反应的发生并最终引起小鼠体重的显著降低。另一方面，肺部病原载量结果显示，M129株感染小鼠14 d后肺部病原载量极低；T细胞亚群流式检测分析显示，机体产生了偏向CD4⁺ T细胞的免疫，提示M. pneumoniae感染与机体免疫互相博弈，机体的免疫反应可能会逐渐清除肺部的病原。【结论】M. pneumoniae经鼻感染能导致BALB/c小鼠发生系统性炎症反应。对于肺组织病的评价，ATS肺损伤病理学评分系统相较于26分法更为精细客观，有利于不同研究之间的比较分析。

多元数据分析方法在解释GC-MS动植物油脂数据中的应用

刘平阳, 刘占芳, 周红, 张冠男, 孙振文, 李亚军, 周正, 刘耀

2025, 41(1): 120-131. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0525

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【目的】开发一种基于气相色谱-质谱联用技术（gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）结合多元分辨与多元数据分析的综合方法，以实现对法庭科学中常见老化动植物油脂的快速、准确鉴别，特别是针对腐败降解后脂肪酸组成复杂、难以通过传统谱图比对区分的样品。【方法】首先，采用直观推导式演进投影法（heuristic evolving latent projection, HELP）对GC-MS采集的复杂重叠峰进行解析，分离并提取出动植物油脂中各化学组分的纯色谱图和纯质谱图。随后，运用层次聚类分析（hierarchical cluster analysis, HCA）和主成分分析（principal component analysis, PCA）两种无监督学习方法，对附着于5种不同载体上、经60℃老化36 d后的13种动植物油脂的GC-MS数据进行降维和聚类分析，以探索其种属间的差异。进一步地，采用正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis, OPLS-DA）这一有监督学习方法，对油脂样品的地域来源及品牌进行快速鉴别。【结果】HCA和PCA分析结果显示，该方法能够有效区分出老化后动植物油脂的种属类别，但在进一步区分不同地区或品牌的油脂时存在局限性。而OPLS-DA模型则展现出更高的分类精度，成功实现了对不同地区或品牌老化动植物油脂的快速准确鉴别。【结论】通过GC-MS结合HELP多元分辨技术及HCA、PCA、OPLS-DA分析方法，为法庭科学中老化动植物油脂的鉴别提供了一种高效、准确的技术方案。该方法有效解决了油脂腐败降解复杂性问题，并实现了对不同地区或品牌油脂的快速准确鉴别。

高粱CPP基因家族鉴定及表达分析

杜品廷, 吴国江, 王振国, 李岩, 周伟, 周亚星

2025, 41(1): 132-142. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0569

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【目的】CPP基因家族在真核生物中广泛存在，对植物的生长发育起到重要的作用。从高粱基因组中鉴定CPP基因家族成员并分析其表达特征，为高粱CPP基因家族功能研究及遗传改良提供理论依据。【方法】通过生物信息学技术的方法对高粱CPP基因家族进行序列分析，并联合转录组和RT-qPCR技术分析SbCPP在高粱不同组织及盐碱胁迫下的表达情况。【结果】高粱中共鉴定到8个SbCPP基因，不均匀地分布在7条染色体上，家族各成员间具有相似的基因结构及蛋白理化性质；结合进化树分析与共线性分析结果表明，SbCPP基因与水稻存在密切亲缘关系，且共存在6对同源基因；启动子分析发现，SbCPP基因启动子含有光响应、激素响应、应激响应等元件。转录组数据分析结果表明，SbCPP基因可能参与高粱响应盐碱胁迫的调控过程。通过实时荧光定量PCR发现，SbCPP基因在高粱盐碱胁迫中广泛表达，但家族成员在不同时期中的表达模式存在差异，SbCPP01、SbCPP04在12 h表达较高，SbCPP02在6 h表达较高，SbCPP03在1 h表达量较高，上述基因表达显著。【结论】在高粱中获得了8个CPP基因，其中SbCPP01、SbCPP02、SbCPP04基因在盐碱胁迫处理下呈现高表达，表明这些基因在高粱抵御盐碱胁迫中发挥重要作用。

谷子SiSAP基因家族的鉴定与表达分析

李禹欣, 李苗, 杜晓芬, 韩康妮, 连世超, 王军

2025, 41(1): 143-156. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0576

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【目的】胁迫相关蛋白（stress associated protein, SAP）是一类具有A20/AN1锌指结构域的蛋白，在植物抵御非生物胁迫方面发挥重要作用，目前，谷子SiSAP基因家族的功能尚不明晰。对SiSAP基因家族进行鉴定和表达模式分析，为探究SiSAP基因的功能奠定基础。【方法】通过生物信息学方法对该基因家族进行鉴定及分析，经实时荧光定量PCR（RT-qPCR）验证SiSAP基因家族成员在非生物胁迫和激素处理下的表达模式。【结果】谷子SiSAP基因家族有17个成员，不均匀分布在6条染色体上，15个成员没有内含子，另外2个成员均含有1个内含子；氨基酸序列长度为150-291 aa，分子量介于15.05-32.12 kD，等电点为6.62-9.36；SiSAP基因家族成员与单子叶植物的亲缘关系更近；所有成员启动子序列均含有逆境胁迫和激素响应相关作用元件，以及ERF、Dof、C2H2等转录因子结合位点；转录组数据显示，SiSAP1、SiSAP2、SiSAP3、SiSAP4、SiSAP6、SiSAP7、SiSAP8、SiSAP11和SiSAP14等9个基因在各个组织器官中都有表达，其余8个基因几乎不表达；RT-qPCR结果证实，以上9个基因对低温、高盐和干旱3种非生物胁迫，以及脱落酸、茉莉酸甲酯、生长素和赤霉素4种激素处理的响应模式不同。【结论】SiSAP基因家族可能参与谷子抗旱、耐盐和耐低温胁迫的应答。

藜麦MADS-box基因家族的全基因组鉴定和表达分析

何财林, 卢晶, 郭会会, 李小安, 吴琪

2025, 41(1): 157-172. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0656

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【目的】开展藜麦CqMADS-box基因家族鉴定和表达分析，为藜麦产量品质的提高提供优异基因资源。【方法】基于拟南芥MADS-box蛋白序列，利用BLASTP和隐马尔可夫模型文件（Hidden Markov Model, HMM）鉴定CqMADS-box基因家族成员，采用最大似然法（maximum likelihood, ML）构建系统发育树，分析MADS-box基因在染色体的位置，利用MXSCan分析CqMADS-box基因家族成员在藜麦亚基因组A/B间，及其与甜菜二倍体近缘种C. pallidicaule（A）、C. suecicum（B），六倍体近缘种中国台湾红藜（Chenopodium formosanum）中MADS-box成员的共线性，利用WoLF PSORT、PlantCARE等在线网站分析CqMADS-box转录因子的理化性质、基因结构、启动子区顺式作用元件。基于前期发表的转录组数据，分析CqMADS-box在不同组织、6个花序发育时期、种子萌发的表达模式；利用转录组数据分析在长日照和短日照下，花期和花器官相关CqMADS-box的表达情况。【结果】鉴定得到117个藜麦MADS-box基因家族成员，分布在17条染色体上。I型CqMADS-box包含Mα、Mγ两个进化分支，II型包含CqPI（CqGLO）、CqAGL17等14个进化分支。不同分支CqMADS-box基因结构、蛋白Motif组成、转录因子结合位点类型和数量存在不同程度的差异。进化分析表明，串联复制是藜麦MADS-box家族扩张的主要途径，大部分复制的时间在四倍体化之前。表达模式结果表明，CqMADS-box基因在花序中表达量相对较高，而在花序发育前期（YP1或YP2），CqSEP3、CqAP1、CqGGM13类基因呈相对高表达；种子经过ABA处理后，CqSEP3类基因表达量显著上升；不同光周期下的表达模式表明，CqAP1、CqSOC1类基因在长日照和短日照下表达量均较高。【结论】CqMADS-box基因家族成员具有组织特异性表达模式，且CqSEP3类基因在藜麦花序发育和响应ABA激素处理的过程中发挥重要作用。

青稞HvnJAZ4的生物信息学和表达模式分析

王子傲, 田瑞, 崔永梅, 白羿雄, 姚晓华, 安立昆, 吴昆仑

2025, 41(1): 173-185. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0479

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【目的】茉莉酸（JA）信号途径抑制因子JAZs家族是植物JA信号调控途径中的重要组成部分，探索青稞JA信号抑制因子HvnJAZ4基因和蛋白结构、分子动力学以及表达模式特点，为青稞HvnJAZs基因家族调控机制研究提供参考。【方法】采用多种生物信息学方法对HvnJAZ4的基因和蛋白结构，以及分子动力学特点进行分析，并采用qPCR和亚细胞定位对其表达模式进行研究。【结果】HvnJAZ4启动子区域有与JA、脱落酸（ABA）、赤霉素（GA）、水杨酸（SA）、低温响应相关的顺式作用元件。HvnJAZ4由418个氨基酸组成，其中，α螺旋、延长链、β折叠、无规则卷曲所占比例分别为23.50%、12.47%、2.64%和61.39%，HvnJAZ4与野生二粒小麦TdJAZ4亲缘关系最近。HvnJAZ4具有典型的NT、ZIM和Jas结构域，ZIM结构域是HvnJAZ4与其他HvnJAZs以及HvnNINJA1发生互作的关键结构域，Jas结构域是HvnJAZ4与HvnCOI1b发生互作的关键结构域。分子动力学模拟发现HvnJAZ4·Jas短肽与JA-Ile互作的关键氨基酸位点1个，与HvnCOI1b互作的关键氨基酸位点8个。相对于叶、根、茎和茎节，HvnJAZ4在籽粒、分蘖芽中表达量较高，并受低温、MeJA、ABA、GA诱导表达，亚细胞定位结果表明，HvnJAZ4定位在细胞核上。【结论】青稞HvnJAZ4可能在JA调控青稞生长发育和逆境适应以及与其他激素协同调控中扮演着关键角色。

中国南瓜bHLH转录因子家族的鉴定与生物信息学分析

李彩霞, 李艺, 穆宏秀, 林俊轩, 白龙强, 孙美华, 苗妍秀

2025, 41(1): 186-197. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0606

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【目的】基于中国南瓜全基因组数据，鉴定中国南瓜bHLH转录因子家族成员并分析其理化性质和结构等，为中国南瓜bHLH转录因子家族的生物学功能研究提供理论支撑。【方法】利用NCBI和中国南瓜基因组数据库等对中国南瓜bHLH基因家族进行鉴定，利用ExPASy ProtParam tool、DNAMAN和MAGA5.1等软件进行基本理化性质、系统进化、保守基序、启动子作用元件和表达模式等生物信息学分析。【结果】在中国南瓜全基因组中共鉴定出153个CmobHLHs基因，不均等地分布在20条染色体上。CmobHLH蛋白质含有91-897个氨基酸，理论等电点介于4.77-10.33；亚细胞定位预测表明有139个CmobHLH蛋白位于细胞核；系统进化分析将CmobHLH蛋白分为8个亚家族；保守基序（motif）预测结果表明，中国南瓜共含10条motif，其中motif1和motif2普遍存在于153个bHLH蛋白中。CmobHLHs在中国南瓜的各个部位均有表达，CmobHLH41、CmobHLH5、CmobHLH36和CmobHLH88分别在果实、叶片、茎和根中表达量最高；盐胁迫下，100个CmobHLHs基因表达量上调，49个CmobHLHs基因表达量下调。RT-qPCR结果表明盐胁迫下CmobHLH52和CmobHLH148基因表达量显著上调，而CmobHLH8、CmobHLH83、CmobHLH93和CmobHLH115基因表达量显著下调，与转录组结果基本一致。【结论】鉴定出153个CmobHLHs基因，家族成员在不同部位和盐胁迫下的表达模式存在差异，为挖掘南瓜bHLH转录因子在抗盐等方面的功能提供理论基础。

芦笋DUF247基因家族成员鉴定及表达分析

李云宾, 黎玉萍, 成钦, 林春, 毛自朝, 刘正杰

2025, 41(1): 198-209. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0596

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【目的】对芦笋全基因组DUF247家族进行鉴定与分析，为该基因家族特别是AoSOFF的性别决定的分子功能研究奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对芦笋中的DUF247基因家族成员进行鉴定，开展其各成员编码蛋白理化性质、聚类、蛋白保守结构域、启动子中顺式作用元件及表达模式分析；利用实时定量PCR（RT-qPCR）和组织原位杂交技术验证芦笋性别决定基因AoSOFF的表达模式。【结果】芦笋中鉴定出24个DUF247基因家族成员，它们不均匀地分布在7条染色体上，且在不同器官中呈现差异表达。该家族成员编码蛋白的理化性质如氨基酸组成、分子量、理论等电点、不稳定系数和脂肪族系数等都存在差异。RT-qPCR和组织原位杂交结果表明，DUF247基因家族成员之一AoSOFF在芦笋雄花无性别分化早期的雌蕊、雄蕊以及花冠中均有较高表达，但在性别分化早期开始降低表达；在两性花中的表达量较低；而在雌性芦笋各组织中表达极低或检测不到，说明AoSOFF在雄性芦笋中特异性表达，与芦笋性别决定中的雌性抑制功能密切相关。【结论】芦笋DUF247家族成员具有明显的保守性，在芦笋不同性别的不同组织中的表达模式存在显著差异，特别是AoSOFF是一个雄性专一性基因，其同源基因参与植物的自交亲和调控，预示其以自交不亲和类似的反应导致雌性发育的抑制。

单叶蔷薇GRAS转录因子家族鉴定及表达分析

孔青洋, 张晓龙, 李娜, 张晨洁, 张雪云, 于超, 张启翔, 罗乐

2025, 41(1): 210-220. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0507

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【目的】对单叶蔷薇（Rosa persica）GRAS基因家族成员进行鉴定及功能分析，为单叶蔷薇GRAS基因家族功能研究及育种应用奠定理论基础。【方法】以单叶蔷薇基因组为研究对象，对单叶蔷薇GRAS基因家族进行成员鉴定、结构分析、进化分析、顺式作用元件分析、GRAS蛋白二级结构、三级结构预测，结合转录组对组织部位、不同水平干旱和低温胁迫环境中基因表达进行分析。【结果】鉴定出42个GRAS基因家族成员，分布在 7条不同的染色体上；42个RbGRAS基因可分为9个亚族；基因结构分析表明RbGRAS基因具有保守的N端，而C端在结构上较多变；对基因家族成员共线性分析显示，有4对片段重复基因和4对串联重复基因；顺式作用元件分析发现，单叶蔷薇GRAS基因家族中含有丰富的激素应答元件和胁迫响应元件；RbGRAS蛋白二级预测结构以α-螺旋以及无规则卷曲为主，三级预测结果显示蛋白组成相似；组织特异性表达分析结果显示GRAS基因主要在根系和茎组织中表达，在花中表达量较低；RbGRAS基因在干旱和低温胁迫中也存在基因特异性表达。【结论】鉴定得到42个RbGRAS家族成员，均含有逆境相关作用元件，RbGRAS27和RbGRAS41分别对干旱和低温胁迫积极响应。

百合LoSAUR10基因的表达特征及功能分析

田栩瑞, 霍信屹, 郭云涵, 向林, 产祝龙, 王艳平

2025, 41(1): 221-229. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0502

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【目的】对百合LoSAUR10基因进行克隆和组织表达特异性分析，在拟南芥中对其功能进行探究，为百合鳞茎发育机理提供参考依据。【方法】利用外源处理比较生长素对百合鳞片扦插籽球发生的影响，在此基础上以‘西伯利亚’百合cDNA为模板克隆 LoSAUR10，并对其进行生物信息学分析，利用实时荧光定量PCR和过表达转基因拟南芥植株对LoSAUR10 基因的表达特征及其在叶片发育中的功能进行分析。【结果】生长素IAA处理能显著促进百合鳞片扦插过程中的籽球发生和膨大，0.05 g/L的生长素处理后百合籽球发生率较对照组增加了69.04%。在扦插产生的籽球发生早期，LoSAUR10 基因的表达受外源生长素诱导，在籽球进入膨大阶段时，LoSAUR10 基因的表达逐渐下降。测序结果表明，LoSAUR10基因编码区长297 bp，无内含子，编码98个氨基酸，含有Auxin-inducible结构域。进化树分析结果表明LoSAUR10蛋白序列与郁金香中TgSAUR10及模式植物拟南芥中AtSAUR9和AtSAUR10具有较高的序列相似性。荧光定量PCR结果表明，LoSAUR10基因在转录水平受生长素诱导，且在多个组织中均有表达，但在百合鳞片中表达量较高。与野生型植株相比，过表达LoSAUR10的转基因拟南芥植株表现出莲座叶增大，叶片数量增加，叶片表皮细胞面积增大，且抽薹时间提前的表型。【结论】百合LoSAUR10基因参与调控植物的叶片发育和开花过程，研究结果为揭示百合籽球发生机理奠定了基础。

盐胁迫对广藿香叶片生理特性、超微结构及药效成分的影响

袁柳娇, 黄文琳, 陈崇志, 梁敏, 黄梓淇, 陈雪雪, 陈日檬, 王锂韫

2025, 41(1): 230-239. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0451

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【目的】探究盐胁迫处理对广藿香幼苗叶片生理特性、超微结构及药效成分含量的影响，为广藿香人工栽培和抗逆种质筛选及培育高产、优质、高抗的品种提供参考。【方法】以‘石牌’广藿香幼苗为材料进行盆栽试验，采用浓度为0（CK）、50（低浓度）、100（中浓度）、150（中高浓度）、200（高浓度）mmol/L的氯化钠（NaCl）溶液进行处理。于胁迫后10、15和20 d，分别采取广藿香幼苗叶片进行抗氧化酶活性、丙二醛含量测定，并测量株高及拍照记录生长情况；于胁迫后20 d，观察叶片细胞结构变化，及测定广藿香百秋李醇和广藿香酮含量。【结果】随着盐胁迫浓度增加与胁迫时间的推移，广藿香幼苗增长速率逐渐降低，高浓度盐胁迫下幼苗出现萎蔫或枯死现象。盐胁迫处理10 d时，与CK组相比，不同浓度处理组的过氧化物酶（peroxidase, POD）、过氧化氢酶（catalase, CAT）活性及丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量均升高。除高浓度处理组外，其他胁迫处理组幼苗超氧化歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性升高；处理20 d时，百秋李醇和广藿香酮含量均呈上升趋势，且高浓度处理组药效成分含量均较对照组高。高浓度的盐胁迫对广藿香叶片细胞结构造成损伤，叶绿体降解呈离散状态，类囊体基质片层微曲、间距加大；线粒体嵴膨大，部分出现半空泡化现象；波浪状的细胞质膜从细胞壁缩回，部分细胞发生质壁分离。【结论】盐胁迫下广藿香幼苗抗氧化酶活性显著提高，能够清除多余的活性氧以抵御胁迫环境，并促进了百秋李醇和广藿香酮2种有效成分的合成，以保证植株生长，提高了药材的品质。因此认为广藿香在一定程度上能够适应盐渍化土壤。

组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA处理对杨树茎生长发育的影响

寇焙森, 程萌萌, 郭雪琴, 葛彬, 刘迪, 陆海, 李慧

2025, 41(1): 240-251. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0469

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【目的】探究组蛋白乙酰化修饰在杨树茎生长发育中的分子机制。【方法】利用组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A（trichostatin A, TSA）对84K杨树（Populus alba × P. glandulosa）进行不同时间处理，采用Western blot检测杨树茎中组蛋白乙酰化水平变化情况，然后用RNA-Seq技术对其茎中基因表达谱进行转录组分析，最后利用石蜡切片和扫描电镜观察木质部的表型变化。【结果】Western Blot 结果表明2 μmol/L TSA处理2 h能明显提高茎中组蛋白H3的乙酰化水平，随着TSA处理时间延长，组蛋白H3的乙酰化水平进一步升高。转录组结果显示，TSA处理2 h、12 h共得到5 625个差异基因表达，其中2 h上调基因2 158个，下调基因1 556个；12 h上调基因905个、下调基因1 006个。GO功能分析发现，差异上调基因主要富集在细胞壁组分，DNA结合转录因子活性；差异下调基因主要富集在光合作用、响应非生物刺激等词条；KEGG通路分析发现差异上调基因显著富集到木质素合成等通路。表型分析结果显示，相较于未处理组，TSA处理导致植株高度下降9.03%，但是茎直径和木质部厚度未见显著性差异。【结论】组蛋白H3乙酰化水平上升通过促进转录活性或细胞壁相关基因的表达来参与杨树茎的发育，从而影响植株的高度。

黑龙江大豆根瘤菌及根际促共生菌株的筛选及应用

刘克寒, 杨升辉, 黄巧云, 崔文靖

2025, 41(1): 252-262. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0564

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【目的】黑龙江是我国大豆的主产区，有着丰富的大豆根瘤菌资源，针对该区域筛选优质抗逆大豆根瘤菌及根际促共生菌株对于大豆的提质增产至关重要。【方法】从黑龙江采集根瘤、根际土分离纯化大豆根瘤菌、根际菌，通过rpoB、16S rRNA基因测序进行种属鉴定。在试管培养条件下进行根瘤菌菌株对盐胁迫（1.2% NaCl）、干旱胁迫（15% PEG6000）的耐受性评价。胁迫耐受根瘤菌菌株接种到黑河43，筛选高效共生菌株。代表性根瘤菌菌株及其根际促共生菌株混合菌接种到黑河43，获得高效共生根瘤菌及促共生显著的菌株。【结果】（1）分离获得大豆根瘤菌136株，其中129株慢生型根瘤菌（分属于Bradyrhizobium elkanii、B. japonicum、B. diazoefficiens、B. yuanmingense、B. liaoningense）；7株快生型根瘤菌（分属于Sinorhizobium fredii、Sinorhizobium sp.）。（2）分离获得拮抗大豆根腐病病原菌（镰刀菌）的菌株6株（B1-B6，分属于Bacillus velezensis、B. subtilis、B. licheniformis、B.cereus、B. megaterium），其中有4株（B1、B2、B4、B5）具有产IAA的能力。（3）获得耐盐或耐旱代表性大豆根瘤菌28株，其中有两株大豆根瘤菌B. japonicum GN1、B. diazoefficiens GN10对盐胁迫、干旱胁迫均具有较好抗性，并且通过共生表型的筛选确定GN10是代表菌株中最为高效的大豆根瘤菌。（4）混合接种大豆表型结果表明，B. velezensis B4相比于其余5株芽胞杆菌可以显著提升B. diazoefficiens GN10的共生表现。【结论】成功获得耐盐、耐旱且共生效率高的慢生大豆根瘤菌1株，同时获得对共生表现促进效果显著的贝莱斯芽胞杆菌1株，为高效复合根瘤菌菌剂的开发及应用提供有力支撑。

一株玉米根际促生菌Leclercia adecarboxylata LN01促生效果研究及其基因组分析

张婷, 万雨欣, 徐伟慧, 王志刚, 陈文晶, 胡云龙

2025, 41(1): 263-275. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0487

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【目的】有益植物根际微生物通过加强土壤与农作物间互作以促进农作物生长。菌株LN01是一株玉米根际促生菌，探究菌株LN01对玉米植株生长的促进机制。【方法】采用16S rRNA和全基因组学测序，明确菌株LN01分类学地位；其次，通过盆栽实验验证菌株LN01对玉米的促生效果，通过全基因组数据挖掘与促生特性相关基因信息并借助碳氮分析仪、钼锑抗比色法、火焰分光光度计、Salkowski比色法、Chrome Azurol Sulfonate（CAS）蓝色定性检测平板研究菌株LN01固氮、溶磷、解钾、产吲哚乙酸（IAA）和铁载体能力。【结果】菌株LN01促进玉米植株生物量累积并有效提高土壤营养成分。经鉴定菌株LN01为Leclercia adecarboxylata，菌株LN01基因组中存在参与铁获取（fhuBCDEF、afuABC、efeOBU和fepCDG）、磷酸盐溶解（pstABCS、phoABER、phnACDEFGHIJKLP和ugpABCE）、生物固氮（nirBCD、nasA、glnA、gltBD和nrtABC）、解钾（kdpABC、kefBCFG、trkAH和kup）的基因簇和IAA生物合成基因簇（trpABSCFRGD）。通过antiSMASH分析，在整个基因组中发现了促进植物生长的4种次级代谢物的生物基因合成簇，包括非核糖体肽合成酶（NRPS）、萜烯、硫肽和芳基多烯。菌株LN01固氮量、磷酸盐溶解活性、解钾能力、IAA产量分别为15.14、58.33、15.6和 42.2 mg/L，并具有产生铁载体能力。【结论】菌株LN01具有固氮溶磷、解钾作用、铁载体生产及IAA分泌相关基因，帮助玉米植株固定营养成分，促进玉米植株发育。

一株番茄青枯病生防细菌的筛选、鉴定及其生防潜力分析

慕雪男, 吴桐, 郑子薇, 张越, 王志刚, 徐伟慧

2025, 41(1): 276-286. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0598

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【目的】茄科罗尔斯通氏菌（Ralstonia solanacearum, Rs）引起的青枯病是番茄的主要病害。从番茄根际筛选拮抗青枯病菌且具有促生功能的菌株，探究其生理生化特性以及对番茄青枯病的防效，为进一步开发生防制剂提供理论依据。【方法】采用滤纸片法筛选拮抗菌株，通过生理生化特性、16S rRNA序列对菌株进行鉴定分析，采用盆栽试验评价其生防和促生效果，利用16S rRNA基因扩增子测序和荧光定量PCR技术探究拮抗菌株对番茄根际细菌群落的影响。【结果】筛选到拮抗番茄青枯病菌的一株优良菌株A72，经16S rRNA序列鉴定菌株A72为暹罗芽胞杆菌，该菌株具有解磷、解钾、产IAA以及分泌胞外水解酶、铁载体和形成生物膜的能力。盆栽试验表明其对番茄青枯病的防病效果为63.80%，且该菌株能够显著提高番茄植株的根长、株高、干重、鲜重和叶绿素含量。施用菌株A72显著降低了番茄根际土壤中青枯菌的密度并改变了根际细菌群落的结构和组成。【结论】菌株A72对番茄幼苗具有良好的促生防病效果。

辣椒炭疽病生防菌株TN2的筛选鉴定与抑菌效果

刘倩, 马连杰, 张慧, 王冬, 范茂, 廖敦秀, 赵正武, 卢文才

2025, 41(1): 287-297. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0719

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【目的】筛选和鉴定一种具有防治辣椒炭疽病能力的生防菌株，评估其防治效果，并探究其对辣椒果实抗病活性物质的影响及其抑菌物质的稳定性。【方法】将从土壤样品中分离出的单一菌株通过平板对峙试验和辣椒离体生防试验进行筛选，最终获得一株拮抗效果显著的细菌菌株。对其进行形态学分析、生理生化特性分析及16S rRNA序列测定分析鉴定，并测定其接种后辣椒内丙二醛（MDA）含量、防御酶活性以及抑菌活性物质的稳定性。【结果】在平板拮抗试验中，TN2菌株对尖孢炭疽菌（Colletotrichum acutatum）有强烈的抑制作用，抑菌率达70%以上。同时，通过离体生防试验验证，TN2处理后辣椒植株的病情指数显著低于阳性对照组。综合菌株TN2的形态学、生理生化特征以及16S rRNA序列系统进化树分析，鉴定TN2为贝莱斯芽胞杆菌。TN2能够增强过氧化物酶（peroxidase, POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase, PAL）、过氧化氢酶（catalase, CAT）活性，使MDA含量相对阳性对照处理减少，且在不同处理下，其抑菌物质相对稳定。【结论】贝莱斯芽胞杆菌TN2菌株具有良好的防治辣椒炭疽病的潜力，可作为一种有效的生防菌株应用于辣椒炭疽病的生物防治中，具有重要的实际应用价值。

西藏巴松措真菌多样性、群落结构和生态功能预测

周迪, 王东旭, 格桑曲珍, 欧美香, 郭小芳, 德吉

2025, 41(1): 298-311. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0445

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【目的】明确巴松措水体真菌的物种多样性和群落结构，以期为保护该地区的生物多样性和高原湖泊生态系统研究提供科学依据。【方法】通过采集巴松措24个水样，利用ITS Illumina高通量测序技术，研究巴松措水体中真菌群落组成、功能预测和环境因子与真菌群落的相关性。【结果】共获得5 930个OTU，隶属于 17个门，59个纲，137个目，327个科，591个属，815个种，表现出巴松措水体真菌丰富的多样性；巴松措水体真菌的优势菌门是子囊菌门（Ascomycota）、壶菌门（Chytridiomycota），未识别菌门Fungi_phy_Incertae_sedis 和担子菌门（Basidiomycota）；优势真菌目是Pezizales、Rhizophydiales、Fungi_ord_Incertae_sedis、Zygophlyctidales、Atheliales、Helotiales、Tremellales、Hypocreales；FUNGuild数据库分析发现，巴松措水体真菌的营养方式多样，共包含3类营养型和5类复合营养型功能菌群，其中共生营养型（Symbiotroph，10.68%-57.56%）占比最大，并含有大量未知功能菌群；Spearman相关性分析显示，Simpson指数与Temp存在显著负相关关系（r=-0.50，P<0.05），与Shannon指数存在极显著正相关关系（r=0.85，P<0.001），RDA分析表明：Temp、pH和DO是影响巴松措水体真菌群落组成的重要环境因子。【结论】巴松措水体真菌资源丰度多样性较高，真菌的营养方式以共生营养型为主，存在大量未知功能类群，是一个有待开发的生物资源库。

曙厉蝽和益蝽线粒体基因组全序列特征及系统发育分析

江宏燕, 陈世春, 廖姝然, 陈亭旭, 王晓庆

2025, 41(1): 312-323. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0387

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【目的】曙厉蝽（Eocanthecona concinna）和益蝽（Picromerus lewisi）是农林业害虫重要的捕食性天敌昆虫资源，为了解其线粒体基因组的特点与差异，探究益蝽亚科昆虫的系统发育关系，对两种蝽类天敌昆虫的线粒体基因组序列进行测定及分析。【方法】通过测序后拼接、校正、注释获得两种蝽的线粒体全基因组序列，并利用最大似然法构建了基于益蝽亚科昆虫13个蛋白质编码基因（protein-coding gene, PCG）序列的系统发育树。【结果】曙厉蝽和益蝽线粒体基因组大小分别为18 740 bp（GenBank登录号：OR979468）和17 181 bp（GenBank登录号：OR972558），均包括13个PCG、2个核糖体RNA基因（rRNA）、22个转运RNA基因（tRNA）和1个控制区，基因排列与典型的蝽科昆虫相同。曙厉蝽和益蝽线粒体基因组控制区均位于rrnS和trnI之间，长度分别为3 862和2 438 bp，结构差异较大，均包含了不同长度的随机复制区域。对比益蝽亚科昆虫的线粒体基因组全序列和PCG序列的相似度，结果显示同属之间相似度较高，益蝽不同样本PCG序列的相似度超过98%。系统发育分析结果表明益蝽属（Picromerus）的昆虫聚为一支，曙厉蝽、叉角曙厉蝽（E. furcellata）、黑曙厉蝽（E. thomsoni）（GenBank登录号：OP920755）聚为一支，曙厉蝽属与益蝽属的亲缘关系最近，两个属与疣蝽属（Cazira）亲缘关系较远。【结论】明确了两种蝽类天敌昆虫线粒体基因组的特征，构建了益蝽亚科昆虫的系统发育关系，结果与传统分类学鉴定结果一致。

Duox 2调控克氏原螯虾肠组织抗细菌先天免疫的分子机制

文静, 李倩倩, 张明达, 谭茗月, 金博阳, 沈秀丽, 杜志强

2025, 41(1): 324-332. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0540

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【目的】为揭示双氧化酶2（DUOX 2）在克氏原螯虾（Procambarus clarkii）肠道中对活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平的调节功能，以及对体内抗菌肽基因表达的影响。【方法】首先通过实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time quantitative PCR, RT-qPCR）检测金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）感染后的血细胞、肝胰腺、肠、鳃组织中Duox 2基因的表达。RNA干扰后金黄色葡萄球菌刺激克氏原螯虾，统计其存活率，以及对血淋巴中细菌清除能力涂板观察，并且利用荧光探针2', 7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯（2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate，DCFH-DA）测定克氏原螯虾肠道中的ROS水平。最后通过RT-qPCR检测肠道中抗菌肽相关基因（Pc-toll 1、Pc-toll 3、Pc-ALF 1、Pc-lysozyme）的表达。【结果】在金黄色葡萄球菌刺激下，克氏原螯虾的Duox 2基因表达在血细胞、肝胰腺、肠、鳃中显著升高。并且RNA干扰技术抑制Duox 2基因的表达后，克氏原螯虾对金黄色葡萄球菌的抵抗力下降，存活率降低，血淋巴中细菌数量增加。此外，Duox 2基因表达降低导致肠道ROS表达的上升水平受到抑制，并且抗菌肽相关基因的表达水平受到抑制，证实了Duox 2在调控克氏原螯虾免疫防御中的重要作用。【结论】Duox 2通过调节克氏原螯虾肠道内的ROS水平，对机体抗菌肽相关基因的表达产生影响，从而调控体内金黄色葡萄球菌的清除能力。Duox 2对克氏原螯虾抵御金黄色葡萄球菌感染的先天免疫反应有重要作用。

自诱导策略在麦角硫因生物合成中的应用

饶峻, 赵晨, 李端华, 廖豪, 黄加雨, 王辂

2025, 41(1): 333-346. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0575

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【目的】旨在挖掘细菌途径ERG合成潜力，为之后对细菌途径关键酶改造，提高ERG产量提供实验依据。【方法】在大肠杆菌中引入耻垢分枝杆菌ERG合成途径，创建阳性对照工程菌RE。通过摇瓶发酵比较常规诱导法与自诱导法ERG产量；随后对底盘细胞RE的His和Cys途径进行改造，增强其前体氨基酸内源合成能力，得到菌株RE-CH；使用RE-CH菌株在10 L罐上建立自诱导发酵工艺进行发酵放大研究，并对补料策略进行优化；最后，改变调控策略，增加菌体密度，在30 L罐上进行发酵，以期增加ERG产量。【结果】相比常规诱导法，自诱导法ERG产量提高2.8倍；发酵验证表明新工程菌（RE-CH）ERG合成能力得到增强；10 L罐优化补料策略后，ERG产量达到1.1 g/L；30 L罐调整调控策略后，发酵95.5 h，ERG的产量达到4.3 g/L。【结论】利用细菌ERG合成途径发酵ERG产量与真菌途径产量相当，且使用优化后的发酵工艺相比已报道的真菌途径发酵工艺发酵周期缩短约33%。

基于转录组分析挖掘兽疫链球菌透明质酸分子量调控元件

裴旭娟, 狄靖宜, 刘浩, 高伟霞

2025, 41(1): 347-356. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0675

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【目的】挖掘透明质酸分子量的影响元件，构建生产不同分子量大小的透明质酸兽疫链球菌工程菌。【方法】在利用不同碳源培养兽疫链球菌S12生产透明质酸时，发现10 g/L果糖为碳源发酵的透明质酸分子量为1.48×10⁶ Da，比原始发酵培养基（50 g/L蔗糖为碳源）获得的透明质酸分子量2.10×10⁶ Da降低了29.52%。随后将50 g/L的蔗糖和10 g/L的果糖为碳源的S12发酵液进行转录组学分析，发现除果糖代谢相关基因外，精氨酸脱亚胺酶途径的两个关键基因arcA（编码精氨酸脱亚胺酶）和argF（编码鸟氨酸氨基甲酰转移酶）转录水平分别提升了16.29倍和11.27倍。为了探究这两个基因对HA合成的影响，在S12中分别敲除和过表达基因arcA、argF。【结果】arcA过表达菌株在CDM培养基中合成HA分子量2.96×10⁶ Da，比出发菌1.97×10⁶ Da 提高50.25%，另外3个菌株HA分子量变化不大。进一步通过RT-qPCR发现arcA过表达菌株中谷氨酰胺（HA合成中的氨基供体）合成酶编码基因glnA转录水平上调2.0倍，这可能是导致arcA基因过表达HA分子量上升的原因之一。【结论】挖掘到精氨酸代谢相关两个基因对HA分子量具有调控作用，为其他菌株调控HA分子量提供了新靶标。

2025, 41(1): 357.

摘要 ( 5 )

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