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    1. WOX家族基因调控植物生长发育和非生物胁迫响应的研究进展
    冯珊珊, 王璐, 周益, 王幼平, 方玉洁
    生物技术通报    2023, 39 (5): 1-13.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1098
    摘要553)   HTML38)    PDF(pc) (2910KB)(638)    收藏

    WOX(WUSCHEL-related homeobox)家族是植物特有的一类转录因子家族,其含有由65-66个氨基酸残基组成的同源异型结构域(Homeodomain,HD)。植物WOX家族成员通过在转录水平上调控靶基因表达,从而参与植物的生长发育和对非生物胁迫的响应等重要生物过程。综述了植物WOX家族成员的分类、结构特征,重点介绍了其在植物生长发育(根、茎、叶、花、果实、种子、胚胎)的调控及植物响应非生物(干旱、盐、冷)胁迫方面的功能研究进展,并对研究WOX转录因子的意义及有待解决的问题进行了展望,旨在为进一步研究WOX家族基因的功能提供参考。

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    2. 植物侧枝发育的调控研究进展
    王兵, 赵会纳, 余婧, 余世洲, 雷波
    生物技术通报    2023, 39 (5): 14-22.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1112
    摘要512)   HTML69)    PDF(pc) (1205KB)(956)    收藏

    植物侧枝的发育在植物形态建成中具有十分重要的地位,侧枝的形态直接影响植物的产量。侧枝的发育由生长点干细胞持续分裂和分化形成,包括侧生分生组织特化,侧生分生组织起始和侧生分生组织外生。侧枝的发育受到内部生长因子和外部环境信号的共同调节。文中总结了侧枝发育过程中侧生生长点干细胞起源、形成和休眠等过程的基本问题,综述了转录因子、激素、表观遗传、外界环境共同决定侧生分生组织形成和发育中的作用机制,为探讨植物侧枝的形成机理提供参考。

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    3. 理想株型塑造之于玉米耐密改良
    王宝宝, 王海洋
    生物技术通报    2023, 39 (8): 11-30.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0660
    摘要413)   HTML41)    PDF(pc) (1778KB)(1057)    收藏

    玉米是生产能力最强的谷物作物,其充足稳定供给对保证世界范围内的粮食安全至关重要。长期的研究和生产实践表明,提高品种耐密性和种植密度是提高玉米产量的关键,而塑造理想的株型是提高玉米耐密性的重要途径。报道显示紧凑的叶夹角、较低的穗位高、较少的雄穗分枝数、较早的开花期,是玉米耐密株型性状的重要组成部分。本文从这4类性状入手,对其与耐密性的关系、形态发育及遗传调控基础的研究进展进行综述,并通过对目前研究的分析,提出了未来玉米耐密株型改良研究的一些方向,期望能为未来的玉米耐密育种提供一些有用的借鉴。

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    4. 植物激素信号通路调控水稻粒型的分子机制
    姚莎莎, 王晶晶, 王俊杰, 梁卫红
    生物技术通报    2023, 39 (8): 80-90.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0273
    摘要347)   HTML30)    PDF(pc) (2275KB)(765)    收藏

    水稻是人类主要的粮食作物,如何有效提高其产量和品质是备受关注的重大科学问题。水稻籽粒大小是影响产量的主要因素之一,水稻籽粒发育调控的研究对利用分子设计育种提高产量、改善品质具有重要的指导意义。粒型由籽粒的长度、宽度和厚度共同决定,是受多基因调控的数量性状,是决定水稻产量和品质的关键因素之一。近年来,通过对水稻种子发育缺陷突变体的研究,发现了大量与粒型相关的数量性状位点(quantitative trait locus, QTL),一些相关基因也相继被克隆和鉴定,调控水稻粒型的复杂信号通路正在逐步阐明,其中一些基因涉及植物激素的合成、分解、运输,以及植物激素的信号转导途径。本文概述了水稻胚乳发育的基本过程,归纳了目前对胚乳发育过程中植物激素动态变化的整体认识,聚焦于控制水稻粒型的植物激素信号通路相关QTL和基因的研究现状,并对近年来取得较大进展的细胞分裂素、油菜素内酯、生长素、赤霉素、乙烯、茉莉酸和脱落酸相关通路与粒型调控的关系进行了总结和分析,进一步梳理了水稻粒型相关植物激素信号调控网络,旨在为鉴定和解析植物激素调控水稻粒型的分子机制提供参考,同时为水稻分子设计育种提供新的思路。

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    5. 密植高产——我国玉米育种的最核心目标
    严建兵, 赵久然
    生物技术通报    2023, 39 (8): 1-3.  
    摘要340)   HTML54)    PDF(pc) (1061KB)(549)    收藏
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    6. 玉米矮秆基因与矮秆育种研究
    王天依, 王荣焕, 王夏青, 张如养, 徐瑞斌, 焦炎炎, 孙轩, 王继东, 宋伟, 赵久然
    生物技术通报    2023, 39 (8): 43-51.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0504
    摘要336)   HTML44)    PDF(pc) (1112KB)(687)    收藏

    株高是影响玉米株型和种植密度的重要农艺性状,培育耐密植的矮秆/半矮秆新品种可为增产做贡献。但目前多数矮秆突变体单株产量损失较大,难以在育种中应用。因此,探究玉米株高的调控机制、挖掘株高基因的优良等位变异,从而改善玉米株型结构、提高群体光能利用率、增强群体对水肥的耐性,对提高玉米产量尤为重要。本文综述了目前挖掘到的株高数量性状位点,阐述了株高相关基因主要受植物激素、微管结合蛋白以及成花因子调节;概述了Brachytic2Br2)基因在玉米矮秆育种研究中的应用及其局限性;最后展望了矮秆有利等位基因及其分子标记和现代生物技术在矮秆种质资源创制中的重要价值。本文将为玉米株高的遗传机制解析以及矮秆玉米分子育种奠定基础。

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    7. 植物表达外源蛋白研究进展及展望
    蒋铭轩, 李康, 罗亮, 刘建祥, 芦海平
    生物技术通报    2023, 39 (11): 110-122.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0662
    摘要335)   HTML38)    PDF(pc) (2614KB)(493)    收藏

    植物为宿主表达外源蛋白的系统称之为分子农场,通过农杆菌将外源基因导入植物进行表达具有高效、安全、廉价的优点,特别是植物具备一系列翻译后修饰功能,因此该系统能弥补原核表达系统的缺陷。本综述首先介绍了近些年在烟草叶片瞬时表达和水稻胚乳组织特异性表达上取得的进展,特别是一些利用分子农场进行医用蛋白表达、药物合成、疫苗制备等典型案例。在优化生物反应器、提高表达效率策略上,本综述重点探讨了蛋白翻译后水平上的调控,包括蛋白酶抑制剂的作用、糖基化修饰环节以及分子伴侣共表达等对外源蛋白表达的影响。最后,围绕外源蛋白大量囤积于内质网可能引发内质网胁迫的问题,展望了通过优化内质网环境来提高外源蛋白表达效率的可行性。

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    8. 植物细胞外囊泡及其分析技术的进展
    张雪萍, 鲁雨晴, 张月倩, 李晓娟
    生物技术通报    2023, 39 (5): 32-43.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1106
    摘要326)   HTML18)    PDF(pc) (1860KB)(498)    收藏

    细胞外囊泡是细胞在生理和病理条件下通过胞吐作用释放的具有磷脂双分子层结构的纳米级囊泡。细胞外囊泡作为蛋白质、核酸、脂质和代谢物等物质的载体,能够在细胞与细胞之间穿梭,行使物质传递、信息交流的功能,是细胞间通讯的重要媒介。近年来,植物中细胞外囊泡的研究也不断深入,其研究和分析技术也取得了很大进展。本文介绍了细胞外囊泡的组成,综述了植物中细胞外囊泡的生物学功能,分析了细胞外囊泡分离与富集方法的优缺点,以及原位成像技术的应用,最后对植物细胞外囊泡研究技术发展的重点进行了展望。

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    9. 肠道菌群及代谢物调控宿主肠道免疫的研究进展
    沙珊珊, 董世荣, 杨玉菊
    生物技术通报    2023, 39 (8): 126-136.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1530
    摘要314)   HTML21)    PDF(pc) (1574KB)(302)    收藏

    肠道菌群是一个稳定且复杂的微生态系统,其在长期进化过程中与宿主建立了稳定的共生关系,且微生物的活动直接影响着宿主的健康。它们不仅在宿主营养物质的消化代谢和机体发育等方面发挥重要作用,而且与宿主的免疫和疾病密切相关。肠道菌群和机体免疫系统之间的相互作用机制十分复杂,受多种环境因素的影响,至今尚未完全阐明。微生物代谢物及微生物-机体共代谢物对调控免疫功能具有重要作用,逐渐引起研究者们的重视。因此,本文在介绍肠道及其在宿主防御中的作用的基础上,就肠道微生物及肠道内代谢产物如何促进宿主免疫系统发育、调节宿主免疫反应等进行了综述。旨在为进一步研究肠道微生物及代谢物与机体免疫系统互作提供参考,同时为改善畜禽肠道健康的营养措施提供理论依据。

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    10. 木薯重要性状基因的研究进展
    肖亮, 吴正丹, 陆柳英, 施平丽, 尚小红, 曹升, 曾文丹, 严华兵
    生物技术通报    2023, 39 (6): 31-48.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1274
    摘要310)   HTML16)    PDF(pc) (1228KB)(207)    收藏

    木薯是全球热区的重要粮食作物、经济作物和能源作物,但其生物学研究和育种进展落后于主要粮食作物,分子育种是木薯遗传改良的重要驱动力,挖掘木薯重要性状相关基因是实现其传统育种向分子育种转变的基础和前提。本文系统地总结了木薯株型、产量、品质、抗逆等性状基因以及相关基因功能表征的最新进展,并指出构建自交分离群体和多组学整合是未来挖掘木薯关键基因的重要手段。本文拟为推进功能基因组研究成果应用于木薯育种技术体系建设提供参考,为木薯遗传改良提供理论指导。

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    11. 烯效唑缓解植物干旱损伤的研究进展
    丁凯鑫, 王立春, 田国奎, 王海艳, 李凤云, 潘阳, 庞泽, 单莹
    生物技术通报    2023, 39 (6): 1-11.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1352
    摘要298)   HTML32)    PDF(pc) (1791KB)(229)    收藏

    全球气候变化异常引起全球范围内水循环状况剧烈改变,极端天气和旱涝灾害频发,其中干旱已经成为农业生产中最常见的非胁迫生物胁迫之一。干旱胁迫对植物的光合作用、渗透调节和内源激素水平等相关生理过程可产生直接或间接影响,进而降低作物产量和品质,严重制约农业生产。烯效唑具有高效、广谱、快速的特性,具有矮化植株、防止倒伏、提高叶绿素含量的作用,同时也在植物对胁迫耐受性和抗性中发挥着重要作用。外源烯效唑能够缓解干旱胁迫对植物理化进程造成的损伤。本综述系统概述了干旱胁迫对植物理化进程的影响,分别从光合作用、碳代谢、逆境生理、内源激素水平及抗逆基因表达等方面阐明了植物对干旱胁迫的应激反应,分析了干旱胁迫下外源烯效唑在调控活性氧代谢和抗氧化防御系统、提高渗透调节物质含量、调节内源激素水平以及诱导基因表达的积极效应。指出了外源烯效唑缓解干旱胁迫的研究现状和发展趋势,为今后作物生产抗旱研究提供方向和依据。

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    12. 微生物单细胞分离方法研究进展
    张坤, 闫畅, 田新朋
    生物技术通报    2023, 39 (9): 1-11.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1506
    摘要294)   HTML35)    PDF(pc) (8911KB)(354)    收藏

    自然界中大多数微生物处于未培养状态,被称为 “微生物暗物质”。随着微生物单细胞分离方法的不断更新,利用新技术、新方法应对微生物纯培养的挑战获得了重要进展,这些新的分离及培养策略对推动微生物资源学的发展具有重要意义。尽管宏基因组学和基因组学数据相关成果日益增多,但微生物单细胞的分离与培养对于系统研究微生物的生态功能、遗传进化等仍至关重要。本文主要概述了目前使用的或正在研发的膜扩散培养法、微流控分选、荧光激活细胞分选、单细胞拉曼分选、光镊技术、显微操作技术等单细胞分离技术的原理与应用,及其在微生物单细胞分离和培养方面的优点与不足,同时展望了这些单细胞分离技术未来的发展和应用前景。

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    13. 玉米产量性状的表观遗传调控机制和育种应用
    张道磊, 甘雨军, 乐亮, 普莉
    生物技术通报    2023, 39 (8): 31-42.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0378
    摘要293)   HTML18)    PDF(pc) (1928KB)(502)    收藏

    作物表型的多样性受到多方面因素的影响,其中表观遗传变异可以通过表观修饰调控基因表达来控制作物性状及胁迫响应,进而影响农作物产量。影响玉米产量的主要农艺性状包括株高、叶夹角、根系等株型因素。此外,生物胁迫和非生物胁迫、种质资源也是影响玉米产量的关键因素。作物中主要的表观调控方式包括组蛋白修饰、DNA修饰、RNA修饰、非编码RNA及染色质重构。本综述重点总结了表观遗传修饰对玉米主要产量性状的调控机制及表观遗传变化在作物品种改良中的重要性,并结合表观遗传编辑技术提出了提高玉米产量的表观育种新途径。

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    14. 烟草TCP基因家族的鉴定及表达分析
    张路阳, 韩文龙, 徐晓雯, 姚健, 李芳芳, 田效园, 张智强
    生物技术通报    2023, 39 (6): 248-258.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1141
    摘要290)   HTML28)    PDF(pc) (4409KB)(158)    收藏

    TCP基因是植物特有的转录因子,对植物的生长发育起到重要的作用。鉴定烟草TCP基因家族,为烟草TCP基因功能研究及遗传改良提供理论依据。基于烟草全基因组数据,通过BLAST对烟草TCP基因家族进行鉴定,利用生物信息学的方法分析了该家族成员的理化性质、基因结构、蛋白质结构域、染色体分布、系统进化及启动子分析,并利用RT-qPCR验证了TCP基因家族在烤烟不同品种各个组织的表达情况。烟草中共鉴定了20个TCP基因,将其分为两大类Class I与Class II;已知的TCP基因位于不同的染色体上且分布不均匀,所有TCP基因均具有保守的结构域;TCP基因家族启动子区域显著富集生长发育和激素响应的顺式元件,部分TCP基因还具有低温胁迫的作用元件;20个NtTCPs基因在K326和Ti706不同组织和不同时期叶片内存在不同程度的表达,NtTCPs基因在烟草K326和Ti706中的表达具有组织特异性。其中Class I亚族基因在6个组织和苗期叶片内表达水平较高,而Class II亚族基因在幼苗叶片、上部叶和中部叶表达水平较高。研究结果揭示了烟草TCP基因家族成员在烟草生长发育过程中起到重要作用,为探究烟草TCP基因家族的生物学功能提供了基础。

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    15. 甘草酸和甘草苷生物合成与调控的研究进展
    周定定, 李辉虎, 汤兴涌, 余发新, 孔丹宇, 刘毅
    生物技术通报    2023, 39 (5): 44-53.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1249
    摘要286)   HTML7)    PDF(pc) (3519KB)(570)    收藏

    甘草是一种被多个国家药典收录的常用中草药,由豆科甘草属特定物种的根和匍匐茎炮制而成。甘草含有丰富的次生代谢物和多种活性成分,具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎和增强免疫等多方疗效。甘草酸和甘草苷是甘草最重要的活性物质。近年来甘草酸和甘草苷的生物合成和调控的研究进展突出。为此,本文综述了甘草中甘草酸和甘草苷的生物合成途径,以及非生物胁迫、生物因素对合成通路调控的研究进展;也对甘草酸和甘草苷的生物合成及调控的未来研究提出展望,以期对该领域的未来发展带来一定帮助。

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    16. 植物花瓣呈色机理及花色分子育种
    张和臣, 袁欣, 高杰, 王校晨, 王慧娟, 李艳敏, 王利民, 符真珠, 李保印
    生物技术通报    2023, 39 (5): 23-31.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1229
    摘要281)   HTML16)    PDF(pc) (2063KB)(529)    收藏

    植物花瓣呈色的主要化学物质包括类黄酮/花青素苷、类胡萝卜素和甜菜色素。其中类黄酮/花青素苷是分布最广泛的色素,决定大多数植物花瓣的呈色;类胡萝卜素在一些植物黄色至橙红色花瓣中起着作用;而甜菜色素主要存在于石竹目植物,包含甜菜红素和甜菜黄素。目前,关于色素生物合成的分子网络已被解析,主要由一系列结构基因控制;一些与色素合成相关的调控因子在很多植物中被鉴定发现。另外,基于外源基因表达或内源基因编辑的分子育种在一些观赏植物的花色改良中被成功应用。本文系统性总结了植物中3种类型色素合成的分子基础、调控机制及分子育种应用等方面的研究进展;将有助于提高我们对植物色素合成分子调控网络的认识,并以期为今后开展花色分子设计育种提供理论支持。

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    17. 单细胞转录组测序技术及其在秀丽隐杆线虫中的应用
    赵金玲, 安磊, 任晓亮
    生物技术通报    2023, 39 (6): 158-170.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1190
    摘要276)   HTML24)    PDF(pc) (1201KB)(271)    收藏

    单细胞转录组测序技术使人们摆脱了细胞异质性问题的干扰,从而在单个细胞水平实现对基因表达及转录调控机制的探索,以及对不同细胞亚群和特殊细胞类型的识别,对系统发育领域的研究具有重要意义。传统模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)由于体细胞数目固定、细胞分化路径清晰等特点,近年来成为了单细胞转录组学研究的重要模型。本文对目前单细胞转录组测序技术的发展现状进行综述,总结其在秀丽隐杆线虫的细胞谱系分析、单细胞轨迹推断以及神经元细胞图谱等研究工作中的应用情况,并对未来的研究方向作进一步展望。

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    18. 植物bHLH基因家族研究进展及在药用植物中的应用前景
    安昌, 陆琳, 沈梦千, 陈盛圳, 叶康卓, 秦源, 郑平
    生物技术通报    2023, 39 (10): 1-16.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0243
    摘要276)   HTML32)    PDF(pc) (3127KB)(489)    收藏

    碱性/螺旋-环-螺旋(bHLH)转录因子是植物中第二大转录因子家族,该家族广泛存在于各种植物的基因组中,并在植物生长发育、次生代谢、非生物逆境胁迫响应等方面发挥着重要的调控作用。本文全面综述了植物bHLH基因家族成员的结构特征、分类规则及其生物学功能的研究进展,重点梳理总结了bHLH在植物生长发育和非生物胁迫(干旱、低温、盐、重金属)中的应答和调控,以及在次生代谢产物生物合成及动态积累过程中的重要作用,可为深入研究bHLH在生长发育、植物抗逆及品质形成等方面的分子调控机制及种质资源的开发提供指导。同时,因bHLH广泛参与调控植物次生代谢产物的合成和积累,已成为分子生药学和中药生态农业研究的热点。为此,本文进一步总结了近年来研究较为透彻的两种药用植物(丹参Salvia Miltiorrhiza、黄花蒿Artemisia annua)中bHLH基因家族及其成员的研究进展,以期为药用植物bHLH基因家族的深入研究提供参考,并为药用植物的分子育种、拟境栽培等工作的开展以及中药生态农业的发展提供新思路。

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    19. 大肠杆菌Nissle 1917对炎症性肠病治疗作用的研究进展
    陈彩萍, 任昊, 龙腾飞, 何冰, 鲁兆祥, 孙坚
    生物技术通报    2023, 39 (6): 109-118.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1027
    摘要274)   HTML7)    PDF(pc) (1878KB)(219)    收藏

    炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一组特定的肠道疾病的统称,主要体现为慢性及复发性的肠道炎症。其全球发病率正在迅速上升,严重影响人们生活质量与生命健康,已成为当前的全球性健康问题。在过去的几十年里,大量研究表明IBD的发病率与肠道菌群失调有关。因此,以肠道益生菌为主的治疗策略成为一大热点,其中大肠杆菌Nissle 1917(Escherichia coli Nissle 1917,EcN)备受关注。本文聚焦肠道益生菌EcN在治疗IBD中的应用与机制,系统地综述了EcN的益生菌特性,概述EcN在临床实践中对IBD的治疗应用,同时从上皮屏障完整性调节、免疫调节、黏液屏障保护和肠道菌群稳态等方面阐述EcN治疗IBD的具体作用机制。此外,结合当前的研究现状,讨论了未来基于工程化EcN新疗法的发展前景,强调EcN在IBD治疗和预防中的适用性和可行性策略,并对该领域未来的研究方向进行了展望,为进一步深入研究EcN治疗IBD提供思路和参考。

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    20. 植物lncRNA及其对低温胁迫响应的研究进展
    陈晓, 于茗兰, 吴隆坤, 郑晓明, 逄洪波
    生物技术通报    2023, 39 (7): 1-12.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0051
    摘要270)   HTML24)    PDF(pc) (2660KB)(323)    收藏

    低温限制植物生长区域,决定种植范围;导致作物产量和品质下降,严重可能造成植株死亡。为了抵抗低温胁迫,植物进化出了复杂的防御机制。lncRNA是存在于细胞核和细胞质中、由体内基因组转录产生的一类转录本。近年来,已证实lncRNA可以通过多聚腺苷酸化、与某些蛋白酶协同作用、与miRNA竞争性结合等方式来响应植物低温胁迫。本文就lncRNA的定义、来源、分类以及低温条件下lncRNA在模式植物拟南芥和农经作物中的研究进展进行了总结,期望为植物耐低温机理研究及植物耐冷分子育种提供参考。

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    21. 代谢工程改造毕赤酵母生产赤藓糖醇
    赵思佳, 王晓璐, 孙纪录, 田健, 张杰
    生物技术通报    2023, 39 (8): 137-147.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0138
    摘要268)   HTML21)    PDF(pc) (5136KB)(431)    收藏

    本研究旨在以毕赤酵母为底盘细胞构建赤藓糖醇生产菌株。通过调控糖酵解途径中磷酸果糖激酶基因pfk的表达,敲除副产物阿拉伯糖醇和核糖醇生产相关基因,过表达不同来源的4-磷酸赤藓糖磷酸化酶、赤藓糖还原酶和糖醇磷酸酶,构建毕赤酵母赤藓糖醇生产菌株,对过表达戊糖磷酸途径关键酶转酮酶(TKL)、磷酸核酮糖差向异构酶(RPE)及赤藓糖还原酶对赤藓糖醇产量的影响也进行了探究。结果表明,过表达酿酒酵母来源的糖醇磷酸酶基因pyp1及大肠杆菌来源的4-磷酸赤藓糖磷酸化酶基因yidA的工程菌株C8具有赤藓糖醇生产能力,摇瓶发酵产量为30 mg/L;进一步过表达tklrpe后,菌株C10摇瓶发酵产量提高约40倍,达到1.2 g/L,高密度发酵产量为10.6 g/L;赤藓糖还原酶的过量表达并没有提升赤藓糖醇的产量,反而提高了副产物的产量。本研究首次在毕赤酵母中成功构建了赤藓糖醇合成通路,为改造毕赤酵母高效生产赤藓糖醇及其他高价值化合物奠定基础。

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    22. 基于BSA-seq和RNA-seq挖掘水稻株高相关QTL
    吴元明, 林佳怡, 柳雨汐, 李丹婷, 张宗琼, 郑晓明, 逄洪波
    生物技术通报    2023, 39 (8): 173-184.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0386
    摘要267)   HTML13)    PDF(pc) (5363KB)(342)    收藏

    株高是影响水稻产量稳定性的重要因素之一,水稻株高相关QTL的定位及候选基因的挖掘,有助于深入了解株高分子调控机制,进而为培育理想株型的水稻品种奠定基础。以油占8号及广西野生稻为亲本构建的285个CSSL群体为试验对象,结合NGS与BSA-seq等方法,利用SNP和InDel 两种分子标记进行关联分析,对可能与株高相关的基因组区段进行定位。结果显示,Δ(SNP-index)分子标记在Chr.7和Chr.10中分别关联到3.205和1.311 Mb大小的候选基因组区域。Δ(InDel-index)标记关联到的基因组区域大小分别为2.848和1.292 Mb,且全部包含于Δ(SNP-index)关联到的区间内。结合GO、KEGG、Uniprot、eggNOG等数据库中的功能注释、高质量多态性位点筛选以及已有的株高相关转录组数据,最终关联到Chr.7中的5个候选基因,包括功能和机理已知的OsTCP21。RT-qPCR结果显示,OsTCP21在高株和矮株中的表达差异与已有研究结果相一致,LOC_Os07g05050和LOC_Os07g02850在高株中表达量较高,LOC_Os07g04220和LOC_Os07g02770在矮株中表达量较高。这5个候选基因在水稻株高性状的调控中起重要的作用,OsTCP21是一个关键调控基因。

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    23. 利用酵母双杂交系统筛选水稻中与OsCRK5互作蛋白
    王子颖, 龙晨洁, 范兆宇, 张蕾
    生物技术通报    2023, 39 (9): 117-125.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0090
    摘要262)   HTML13)    PDF(pc) (22652KB)(150)    收藏

    水稻是重要的粮食作物,研究水稻生长发育调控机制可为水稻品种改良奠定理论基础。钙依赖蛋白激酶(calcium dependent protein kinases, CDPKs)是植物中重要的蛋白激酶,参与植物生长发育以及对环境反应的应答。水稻中的CRK5(CDPK-related kinase 5)在蛋白序列和结构上与CDPK高度同源。为进一步研究OsCRK5在水稻干旱反应中的功能,本研究利用酵母双杂交筛库技术筛选了OsCRK5的互作蛋白。首先将OsCRK5的1-1 332 bp片段克隆至pGBKT7载体中,获得诱饵载体pGBKT7-OsCRK5,经测序无误后,转化至酵母菌株Y2H Gold中。在营养缺陷培养基中观察到重组蛋白不具有毒性作用及自激活活性,同时利用Western blot分析重组蛋白的表达。进一步利用水稻cDNA文库筛选OsCRK5的互作蛋白,共得到77个阳性克隆。功能预测结果显示,互作蛋白涉及蛋白质合成、贮存和降解过程、转录调控、植物细胞生长和分裂过程、能量代谢和细胞代谢等方面的功能。最后,从阳性克隆中选取参与植物干旱胁迫应答的两个蛋白OsWR1和OsDi19-1,利用酵母双杂交和双分子荧光互补的方法验证其与OsCRK5的相互作用。研究结果为水稻抗旱的遗传改良奠定了基础。

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    24. 我国玉米超高产研究现状与展望
    刘月娥, 徐田军, 蔡万涛, 吕天放, 张勇, 薛洪贺, 王荣焕, 赵久然
    生物技术通报    2023, 39 (8): 52-61.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0555
    摘要259)   HTML11)    PDF(pc) (1088KB)(723)    收藏

    玉米作为我国种植面积最大、总产最高的第一大粮食作物,对我国粮食安全、饲料保障都至关重要。在耕地资源日趋紧张的形势下,未来我国粮食扩大面积的空间有限,产能提升主要依靠单产提高。2023年中央一号文件明确提出要全力抓好粮食生产,开展吨粮田建设,实施玉米单产提升工程。玉米超高产是优良品种、生产条件和栽培管理技术等最高水平的体现,本文全面综述了我国玉米超高产研究的政策支持、高产纪录现状、超高产田的分布及气象特点、高产创建的技术要点。在此基础上,从增加科研投入加强新品种选育、加强栽培技术集成进行示范推广、加强农田基础设施建设等方面提出了我国玉米大面积高产创建的建议。

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    25. 牛诱导多能干细胞的建立及应用研究进展
    曾虹, 曾睿琳, 付伟, 吉文汇, 兰道亮
    生物技术通报    2023, 39 (5): 130-141.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1371
    摘要258)   HTML8)    PDF(pc) (2594KB)(268)    收藏

    诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为可以无限增殖更新并具有分化为三胚层多种细胞类型的一类干细胞系。目前对人与小鼠的iPSCs研究已经取得了很多重要成果,但其他动物,如牛等经济型有蹄类家畜iPSCs的研究始终没有突破性的进展。如何将外源转录因子通过重编程载体高效安全地导入体细胞中并持续表达是生产牛诱导多能干细胞(bovine induced pluripotent stem cells,biPSCs)的主要瓶颈。本文就biPSCs建立中重编程系统的选择、诱导因子的选择、小分子化合物的添加等方面进行综述,以期为进一步完善biPSCs及牛胚胎干细胞系的建立提供参考。

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    26. 植物感应干旱信号的机制
    于波, 秦晓惠, 赵杨
    生物技术通报    2023, 39 (11): 6-17.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0763
    摘要258)   HTML32)    PDF(pc) (2347KB)(375)    收藏

    干旱导致渗透胁迫,是造成作物减产的主要自然灾害。自达尔文时代,科学家开始探索植物感知和应答干旱胁迫的机制。现已阐明胁迫激素脱落酸信号途径,并逐步获得植物感知干旱和渗透胁迫的一些线索。本文总结了近年来干旱和渗透信号在植物中感知和传导的研究进展,对干旱胁迫可能的输入信号以及植物潜在的感知方式进行阐述,并提出了干旱胁迫信号研究中尚需解决的核心科学问题,期望为解析植物干旱信号感知和作物抗逆遗传改良提供线索。

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    27. 小肽激素调控植物生长发育及逆境生理研究进展
    胡海琳, 徐黎, 李晓旭, 王晨璨, 梅曼, 丁文静, 赵媛媛
    生物技术通报    2023, 39 (7): 13-25.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1468
    摘要256)   HTML14)    PDF(pc) (2169KB)(972)    收藏

    小肽激素通常是指含5-100个氨基酸长度的肽段。在植物体内小肽激素含量很低、分子量小、数量多、来源及加工成熟机制复杂,这赋予了小肽多种多样的生物学功能,能够在极低浓度下与受体结合,调节植物的细胞分裂与生长、组织与器官分化、开花与结实、成熟与衰老等生理过程,协调植物响应多种胁迫环境。小肽激素作为细胞间信号转导的重要介质,参与调控生长发育的分子机制是近年来植物学科研究的热点和前沿。本文系统综述了小肽激素的结构、分类及其功能研究进展,重点讨论了CLE、RALFs、PSK、CIF、SYS等家族调控植物生长发育及逆境生理的研究进展,并展望了植物小肽激素的应用前景,为植物小肽激素的深层次研究和开发应用提供了重要的理论基础。

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    28. 植物细胞壁结构及成像技术研究进展
    张曼, 张叶卓, 何其邹洪, 鄂一岚, 李晔
    生物技术通报    2023, 39 (7): 113-122.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1347
    摘要255)   HTML22)    PDF(pc) (2581KB)(383)    收藏

    植物细胞壁作为细胞外复杂交联网络,为植物细胞生长、发育以及适应环境变化提供机械支撑,具有调节植物形态、抵抗胁迫、运输水分等功能。除此之外,植物光合作用积累的生物质大部分贮藏在细胞壁中,因此,研究细胞壁的成分和纳微结构对更好的利用植物能源具有重要意义。植物细胞壁的结构研究是当今植物界研究的前沿热点之一。随着新型成像技术的发展,近年来关于细胞壁成分和纳微结构的研究取得了阶段性的进展。本文就植物细胞壁的成分、结构、成像技术和力学性质进行了总结与展望,以期为植物细胞壁的相关研究提供新思路。

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    29. 植物bHLH转录因子调控铁稳态的研究进展
    李宇, 李素贞, 陈茹梅, 卢海强
    生物技术通报    2023, 39 (7): 26-36.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1474
    摘要248)   HTML14)    PDF(pc) (3054KB)(341)    收藏

    铁是植物生长发育所必需的微量营养元素,生长在中性或碱性土壤中的植物普遍存在缺铁现象。而植物的正常生长发育需要保持体内铁的平衡,这种铁稳态在转录和转录后水平上都受到严格的调控。植物中铁稳态的调控网络由许多转录因子参与,其中碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop helix, bHLH)家族的成员不可或缺。本文拟对植物中调控铁平衡的关键bHLH转录因子进行梳理汇总,对这些转录因子在植物生长发育中调节铁稳态的机制进行综述,以期为揭示植物铁稳态调节的研究提供理论基础。

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    30. 有尾噬菌体的结构及其受体研究进展
    李托, 李陇平, 屈雷
    生物技术通报    2023, 39 (6): 88-101.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1329
    摘要246)   HTML10)    PDF(pc) (1884KB)(300)    收藏

    随着“超级耐药”细菌的不断出现和快速传播,噬菌体(细菌病毒)成为抗生素替代品研究的热点,是解决抗生素耐药难题、促进养殖业健康发展的新途径。噬菌体能够特异性裂解宿主菌是其发挥治疗功效的关键,然而噬菌体裂解细菌的特异性又取决于噬菌体受体结合蛋白与受体的识别与吸附。有尾噬菌体利用其受体结合蛋白(尾部纤维、尾钉和基板结构等)识别细菌表面受体(脂多糖、外膜蛋白、荚膜、鞭毛和菌毛等),最终将细菌裂解。本文综述了有尾噬菌体及其受体结合蛋白的类型和结构,以及噬菌体受体方面的研究进展,讨论了基于噬菌体与宿主菌互作研究基础上的噬菌体治疗制剂的选择策略,为后续深入研究噬菌体与其宿主菌互作机理、改造噬菌体和创制噬菌体生物杀菌制剂提供坚实的理论基础。

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    31. 辐射诱变技术在木本植物育种中的应用及展望
    李玉岭, 毛欣, 张元帅, 董元夫, 刘翠兰, 段春华, 毛秀红
    生物技术通报    2023, 39 (6): 12-30.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1008
    摘要246)   HTML11)    PDF(pc) (2451KB)(216)    收藏

    辐射诱变在植物新品种选育和遗传改良方面发挥着重要作用,为了能让育种者迅速准确地了解辐射诱变在木本植物上的研究和应用情况,基于CNKI数据库及国际原子能机构官网,对2000年后公开发表的木本植物辐射诱变相关文献及公布的辐射突变品种进行统计分析。从辐射诱变机理、辐射效率影响因素、突变体鉴定及分离、辐射育种成果等方面进行了全面梳理。结果表明,目前辐射诱变机理尚不清楚,影响辐射效率的关键因素为适宜辐照剂量,其次要关注辐射材料的敏感差异性,鉴定突变体的方法有表型、生理生化、细胞学及分子标记,组合使用结果更准确。总体上木本植物辐射育成品种数量不多,并且有逐渐下降的趋势。该文综述了木本植物辐射育种研究进展,对辐射诱变存在的难题诸如诱变效率低、突变方向不易控制、突变体鉴定方法不完善等给出相应解决方案,并对今后辐射育种研究方向进行了展望,旨在为植物辐射育种研究及应用提供借鉴和新思路。

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    32. 外源植物激素调控微藻生长及目标产物积累研究进展
    李苑虹, 郭昱昊, 曹燕, 祝振洲, 王飞飞
    生物技术通报    2023, 39 (6): 61-72.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1166
    摘要245)   HTML10)    PDF(pc) (2547KB)(245)    收藏

    微藻因独特的生长优势及富含油脂、蛋白质、类胡萝卜素、不饱和脂肪酸等物质,使其在生物能源、功能食品、医药保健等领域应用广泛。非生物胁迫(缺氮、高光强、高温、高盐、重金属等)是诱导藻细胞快速富集油脂等代谢物的传统且有效的手段,但通常是以牺牲微藻生长量为代价,限制了目标产物的高效积累。植物激素是一种调节微藻细胞生长代谢的重要小分子信号物质,其调控微藻的生长代谢过程主要包括促进藻细胞的分裂、调控藻类抗逆性、提高光合作用效率及重要次级代谢产物的积累等。因此,通过将植物激素和非生物胁迫相结合的手段可以进一步促进目标产物的合成并提高微藻在非生物胁迫条件下的耐受能力。论文总结了近年来被应用到微藻培养体系中的植物激素种类、可能的合成途径及其生理功能,分析了其在藻类应答非生物胁迫中的作用及对细胞生长和目标产物合成的影响,探讨了植物激素调控下微藻抵抗不同非生物胁迫的内在机制研究及其耐受逆境协同油脂积累的可能机制,并展望了外源植物激素在微藻生物质产业发展中的机遇和挑战,旨在为微藻高效培养及高附加值产物的积累提供理论依据和技术指导。

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    33. 甜瓜PIN基因家族的鉴定及高温胁迫表达分析
    李敬蕊, 王育博, 解紫薇, 李畅, 吴晓蕾, 宫彬彬, 高洪波
    生物技术通报    2023, 39 (5): 192-204.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1196
    摘要245)   HTML21)    PDF(pc) (5942KB)(295)    收藏

    生长素输出载体蛋白PIN(PIN-formed)是调控植物生长素极性运输的重要载体,在植物生长发育过程中发挥重要作用,但PIN蛋白在甜瓜基因组中的成员、性质、染色体分布、系统进化、启动子,以及家族成员在高温胁迫中的表达特性尚不明确。本研究利用生物信息学方法在甜瓜(Cucumis melo)全基因组数据库中筛选鉴定到18个CmPIN成员,编码氨基酸数量在51-642之间,分子量介于5.19-70.30 kD之间,不稳定指数在24.33-48.87之间;主要定位于细胞质膜上,除CmPIN6CmPIN8无跨膜结构外,其他16个PIN蛋白均具有2-11个跨膜结构域;分布在9条染色体上,均含有1-9个Motif,CmPIN家族成员基因含有1-10个外显子,二级结构主要为α-螺旋和无规则卷曲结构。构建了CmPIN家族成员与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、番茄(Solanum lycopersicum)、玉米(Zea mays)的PIN蛋白进化树,将18个CmPINs聚类为7个亚族,其中亚族Ⅵ中数量最多。启动子顺式作用元件分析显示,甜瓜CmPIN启动子中存在大量的顺式作用基本元件,还含有与激素、光信号和干旱诱导等相关的顺式作用元件。对不同温度处理的甜瓜胚根进行荧光定量分析,结果表明,高温胁迫下Yucasin+IAA处理的CmPIN13CmPIN18基因表达量显著高于Yucasin处理;NPA+IAA处理的CmPIN2CmPIN13CmPIN18基因表达量显著高于NPA处理,推测CmPIN基因家族参与了甜瓜发芽过程高温胁迫的响应调控。

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    34. 茉莉酸调控植物生长发育和胁迫的研究进展
    孙雨桐, 刘德帅, 齐迅, 冯美, 黄栩筝, 姚文孔
    生物技术通报    2023, 39 (11): 99-109.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0323
    摘要243)   HTML21)    PDF(pc) (2301KB)(368)    收藏

    植物作为不可移动的生物,感知外界刺激通过改变自身信号转导对其做出反应。植物激素作为重要的信号分子,在植物应对不同生物和非生物胁迫反应中发挥作用,以调节植物生长发育并适应不断变化的环境。茉莉酸是植物体内的重要激素之一,目前它的合成途径、生理作用等已有大量研究,但对其感知环境变化并做出反应的信号转导途径以及与其他植物激素的相互作用方面的研究还有空白之处。本文主要阐述茉莉酸在调控植物生长发育、胁迫应答及其与其他植物激素的相互作用方面的研究进展。

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    35. 沙福芽孢杆菌GX-H6的分离鉴定及对水稻细菌性条斑病的防病效果
    任沛东, 彭健玲, 刘圣航, 姚姿婷, 朱桂宁, 陆光涛, 李瑞芳
    生物技术通报    2023, 39 (5): 243-253.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1153
    摘要241)   HTML7)    PDF(pc) (6897KB)(405)    收藏

    水稻细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS)由稻黄单胞菌稻生致病变种(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)侵染引起,已成为我国南方水稻种植区的一个重要病害。为了筛选防治BLS的生防菌,以Xoc 野生型菌株GX01为指示菌,采用含菌平板稀释法和牛津杯法,从花生根际土壤中筛选到一株对Xoc具有拮抗作用的细菌,编号为GX-H6。根据形态学观察、生理生化特征以及16S rDNA和进化树分析,鉴定该菌株属于沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)。拮抗实验表明,B. safensis GX-H6菌株能够对多种黄单胞菌以及植物病原真菌具有较好的拮抗活性,尤其对引起水稻发生白叶枯病(bacterial blight, BB)的稻黄单胞菌稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv. oryzaeXoo)的拮抗效果最显著。温室和田间水稻植株试验表明,GX-H6菌株能较好地防治BLS和BB。对GX-H6菌株的基因组进行分析,发现该菌株的基因组中拥有与抗真菌、环境竞争相关的基因,同时也拥有地衣杆菌素(lichenysin)、植物阿唑霉素(plantazolicin)和溶杆菌素(bacilysin)合成相关基因。这为生产应用提供了新的微生物资源,以及为后续的抑菌机理研究提供了新材料。

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    36. 基于KASP平台的转基因玉米高通量特异性检测方法
    朱少喜, 金肇阳, 葛建镕, 王蕊, 王凤格, 路运才
    生物技术通报    2023, 39 (6): 133-140.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1191
    摘要235)   HTML16)    PDF(pc) (3845KB)(188)    收藏

    为了促进转基因玉米产业化发展,加快优良性状转化体与骨干自交系的转育工作,适用于回交群体的高通量前景选择方法亟待开发。本研究以转基因玉米DBN9936为材料,根据其外源插入片段及其侧翼序列,采用primer5软件设计了6对特异性引物,与内标准基因zSSIIb引物进行组合用于评估,获得最优引物组合后,进一步开展特异性验证、检出限测试和多样品验证。结果显示,最优引物组合为DBN9936-LB1*zSSIIb-k1;10份DBN9936 BC1代种子的 KASP基因分型结果与琼脂糖凝胶电泳结果完全一致;10份转化体DBN9858、DBN9501、C0010.1.3、C0010.3.1、C0010.3.7、C0030.2.5、BT11、GA21、MIR162和2A-7的转基因玉米样品在双平台上检测结果均表现为阴性;转基因玉米DBN9936的检出限为10%;48份不同DBN9936杂交种材料的KASP基因分型结果均表现为阳性。综上,本研究方法可用于转基因玉米DBN9936回交转育过程中的前景选择,且样品通量高,为其他农作物在转基因育种过程中的目标基因检测提供了技术参考。

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    37. 基于CRISPR/CasX介导的水稻基因组编辑技术的建立
    李雪琪, 张素杰, 于曼, 黄金光, 周焕斌
    生物技术通报    2023, 39 (9): 40-48.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0413
    摘要234)   HTML20)    PDF(pc) (3605KB)(246)    收藏

    Cas蛋白作为核酸酶发挥其切割活性需要识别特定的PAM序列,如SpCas9识别NGG PAM位点,LbCas12a识别TTTV PAM。已挖掘到新的能够识别TTCN PAM序列的蛋白—CasX蛋白,扩展了基因组编辑技术的编辑范围。本研究利用CasX的两个衍生型蛋白PlmCasX和DpbCasX,建立基于CRISPR/CasX介导的水稻基因编辑系统。通过PEG介导的水稻原生质体瞬时表达分析其编辑活性发现,PlmCasX和DpbCasX两个蛋白能够对水稻内源基因OsCPK16实现有效编辑。后通过水稻稳定遗传转化进一步验证,在TTCA PAM识别位点,DpbCasX蛋白对水稻内源基因OsCPK21的编辑效率为17.5%,PlmCasX蛋白对水稻内源基因OsCPK21的编辑效率为66.07%;在TTCG PAM识别位点,PlmCasX蛋白对OsCPK4的编辑效率为23.21%,而DpbCasX蛋白不能实现有效的基因编辑。并且基于MIDAS方法对PlmCasX蛋白的优化并不能提高其编辑活性。本研究证明了CRISPR/CasX系统在水稻中具有编辑活性,且其能识别TTCR PAM这一特性,扩大了基因编辑技术在水稻中的应用范围。

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    38. 植物感知和传递低温信号的分子机制
    张晓燕, 杨淑华, 丁杨林
    生物技术通报    2023, 39 (11): 28-35.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0615
    摘要232)   HTML25)    PDF(pc) (2113KB)(273)    收藏

    低温胁迫是影响植物生长、发育及作物产量的重要环境胁迫之一。植物通过感知低温信号并快速启动低温应答,以降低低温胁迫对其损伤。近年来,低温潜在感受器和低温调控网络逐渐被解析。植物可以在多个层面感知低温信号,但具体机制依然不清楚。当植物感知低温信号后,一些低温诱导的次级信号分子(如钙离子和活性氧)被植物解码并传递,以激活下游低温应答基因表达。同时,蛋白翻译后修饰可调控蛋白活性和稳定性,在植物早期低温信号传递中起关键作用。本文重点阐述植物感知和传递低温早期信号的分子机制,并讨论和展望低温胁迫领域面临的挑战及研究方向。

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    39. 植物中β-紫罗兰酮生物合成及调控研究进展
    叶云芳, 田清尹, 施婷婷, 王亮, 岳远征, 杨秀莲, 王良桂
    生物技术通报    2023, 39 (8): 91-105.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0208
    摘要230)   HTML19)    PDF(pc) (5145KB)(180)    收藏

    β-紫罗兰酮(β-ionone, BI)是一种重要的天然香气挥发性化合物,广泛分布于植物中,是由类胡萝卜素裂解双加氧酶对β-胡萝卜素的9,10和9',10'裂解产生的一种脱辅基类胡萝卜素。β-紫罗兰酮作为环化异戊二烯的代表,具有抗菌、抗病毒和抗肿瘤等多种生物活性,因此,植物中β-紫罗兰酮的生物合成与代谢调控研究逐渐成为热点。本文对植物中的β-紫罗兰酮生物活性、生物合成与调控等相关研究进展进行了归纳总结,重点综述了植物中的β-紫罗兰酮生物合成途径及其相关酶,随后从分子水平阐述了类胡萝卜素裂解双加氧酶基因对β-紫罗兰酮生物合成的控制,以及WRKY、NAC、ERF和MYB等转录因子调控相关结构基因的表达从而影响β-紫罗兰酮生物合成,总结了温度、光照、水分和土壤盐碱度等环境因子对植物中的β-紫罗兰酮生物合成的调控,并且介绍了β-紫罗兰酮生物合成途径中相关基因对植物叶片、花朵、果实色泽和香味的影响,以及利用基因过表达、基因沉默等基因工程技术对植物中β-紫罗兰酮生物合成的改良,同时对植物中β-紫罗兰酮研究尚待解决的问题作了合理展望,旨在为植物中的β-紫罗兰酮生物合成和调控机制的更深层次的研究提供理论帮助,为改良植物花香物质、获得高产量的天然β-紫罗兰酮提供理论参考。

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    40. 褪黑素种子引发处理提高朝天椒耐盐性的作用机制
    魏茜雅, 秦中维, 梁腊梅, 林欣琪, 李映志
    生物技术通报    2023, 39 (7): 160-172.   DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1253
    摘要228)   HTML9)    PDF(pc) (5375KB)(259)    收藏

    褪黑素具有增强植株耐盐性的作用,但其通过种子引发处理提高朝天椒植株耐盐性的效果和作用机制还鲜见报道。为探讨种子引发剂褪黑素(melatonin, MT)对盐胁迫下辣椒幼苗生长及生理特性的影响机制,以‘茂蔬360’为材料,研究褪黑素引发种子对盐胁迫下辣椒幼苗生长、光合特性、抗氧化代谢及渗透调节等的影响。结果表明,褪黑素种子引发处理显著缓解了盐胁迫对朝天椒植株生长的不利影响,与未引发处理相比,经不同浓度褪黑素引发种子后,显著提高了盐胁迫下辣椒幼苗生长,具体表现为植株根长、地上高度、茎鲜重、叶片鲜重、根鲜重、Fv'/Fm'、Qp、NPQ、Fo、Fv/Fm值和叶绿素含量提高。生理分析表明,经不同浓度褪黑素引发处理后,显著降低了盐胁迫下朝天椒植株叶片的丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量;叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、AsA和DHA含量显著提高;叶片POD、SOD、APX和GR活性显著增强。此外,经褪黑素引发处理后,显著提高了盐胁迫下叶、茎、根中K+含量,降低了Na+含量和Na+/ K+值。以上结果表明,100 μmol/L褪黑素种子引发处理效果最好,明显提高了朝天椒对土壤盐分的耐性,减少了植株对Na+的吸收,缓解了盐胁迫对朝天椒植株的伤害。

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