生物技术通报

合成生物技术助力可持续发展

江会锋

2020, 36(4): 0-Ⅱ.

摘要 ( 258 )

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酿酒酵母中基于CRISPR/dCás9的基因转录调控工具的开发与应用

陈永灿, 张建志, 司同

2020, 36(4): 1-12. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-1181

摘要 ( 347 )

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酿酒酵母（Sáccháromyces cerevisiáe）是重要的模式真核微生物,广泛用于基础研究和工业发酵。基于CRISPR/dCás9系统开发的转录调控方法具有可编程、多重性和正交性等优点,在酿酒酵母的基因调控、功能基因组学、代谢工程等研究领域具有巨大潜力。本文关注酿酒酵母中CRISPR/dCás9基因转录调控工具的研究进展,阐述了不同转录调节结构域对dCás9或gRNá活性的调节,设计与优化dCás9和gRNá表达的方法,影响CRISPR/dCás9系统转录调控效率、特异性和通量的靶向性因素,最后总结了该工具在酿酒酵母代谢工程中的应用,并对该技术的未来发展提出了展望。

合成型酵母基因组重排技术

张慧, 田方方, 吴毅

2020, 36(4): 13-18. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-1138

摘要 ( 308 )

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基因组的结构变异是生物体表型进化的重要驱动力之一。设计与合成酵母基因组为人工基因组结构变异提供了新途径。人工合成酿酒酵母基因组（Sc2.0）通过系统性地引入重排元件,赋予了基因组柔性可变的功能,可诱导产生DNá片段的删除、反转、复制、移位等基因组结构变异。合成型酵母基因组重排技术可实现菌株性状的快速进化,并且为研究基因组结构变异与表型变化间的关系提供了一种快速、全新的方法。综述了合成型酵母基因组重排技术的研究热点和技术进展,并展示了其在创新菌种中的应用价值。

基于细胞亚群调控提升生物合成效率的研究进展

曹燕亭, 刘延峰, 李江华, 刘龙, 堵国成

2020, 36(4): 19-25. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-1153

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采用合成生物学与代谢工程技术设计与构建微生物细胞工厂是实现化学品绿色生物制造的重要方法。微生物发酵过程中低产细胞亚群和非生产细胞亚群由于代谢负担轻,更加具有生长优势,会降低产物合成的综合效率。目前,基于响应产物浓度的生物传感器,偶联产物合成与生长的细胞亚群调控系统有助于解决这个问题。综述了细胞亚群调控系统设计和构建的常用方法,重点讨论了目前细胞亚群调控系统存在的问题及其解决策略。

枯草芽孢杆菌表达与调控工具相关研究进展

张维娇, 金学荣, 徐雅晴, 李江华, 堵国成, 康振

2020, 36(4): 26-33. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-1026

摘要 ( 353 )

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枯草芽孢杆菌作为革兰氏阳性模式微生物,由于其清晰的遗传背景、高效的分泌能力以及简单的培养条件等优势被广泛的应用于生物技术产业。近年来,随着代谢工程与合成生物学的发展,枯草芽孢杆菌相关表达系统与调控工具研究也取得了很大进展。围绕枯草芽孢杆菌动态调控工具的研究进展,分别从转录水平调控和转录后水平调控两个层面上进行综述,并对调控元件在生物技术中的应用进行了讨论。最后,对未来枯草芽孢杆菌表达与调控工具的发展进行了展望。

基于转录和翻译调控的氨基酸高产菌株筛选及构建策略

郑博, 王宁, 霍毅欣

2020, 36(4): 34-40. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0577

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氨基酸的工业化生产和应用有近50年的历史。除了调味料和其他食品用途外,氨基酸还被用于动物饲料、药物和化妆品等许多领域。如今大多数氨基酸通过微生物发酵生产,极低的价格对它们在工业中的应用至关重要。通常采用挑选营养缺陷型或具有类似物抗性的菌株来筛选氨基酸生产菌。然而,因部分氨基酸生产菌的生产效率低下,限制了其工业化发展。主要梳理了营养缺陷型、氨基酸类似物和富含稀有密码子标记基因3种不同筛选方法及其实际应用,旨为高产菌株的筛选与构建提供候选方案。

硫辛酸衍生物的制备与活性研究进展

孙腾, 徐刘佳, 郑明明

2020, 36(4): 41-46. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-1271

摘要 ( 345 )

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α-硫辛酸是一种具有抗氧化、抗衰老、抑制肿瘤、抗癌等多种生物活性的化合物。近年来研究表明对硫辛酸进行酯化修饰不仅可以提高它的脂溶性,同时可以有效改善其生物活性。为了更好地开发、利用硫辛酸衍生物,结合国内外研究现状,综述了硫辛酸衍生物的生物转化和化学合成方法及其抗氧化、抗肿瘤等活性,并展望其未来发展方向,以期为新型硫辛酸衍生物在食品、药品、化妆品等领域的广泛应用提供参考。

核黄素工业菌株高通量筛选方法的建立和应用

付首颖, 夏苗苗, 张祎凝, 刘川, 涂然, 张大伟

2020, 36(4): 47-53. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-1162

摘要 ( 273 )

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枯草芽孢杆菌是主要的核黄素工业生产菌之一,高通量筛选技术是选育获得高产核黄素菌株的关键环节。为实现工业菌种选育与高通量筛选技术相结合,对流式细胞分选、液滴微流控分选和96孔板筛选在核黄素工业菌株筛选中的应用进行了研究,并对96孔板筛选方法进行了优化。在流式细胞分析中,来源于同一株工业菌的低产菌株P1与高产菌株R1的细胞荧光与核黄素产量不成正相关。在液滴微流控分析中,P1和R1的发酵液上清荧光与核黄素产量成正相关,然而液滴分选后活细胞的数量很少。在96孔板筛选实验中,振荡培养后P1和R1的发酵液荧光分别为22 264 á.u.、28 647 á.u.;静置培养后荧光分别为7 095 á.u.、10 189 á.u.,核黄素产量与荧光成正相关,且二者荧光差异显著。利用96孔板静置培养的方法对工业菌株S1的突变体库进行筛选,得到的优选菌株核黄素产量为2.53 g/L,相比S1提高了15%。这些结果表明96孔板静置培养-荧光检测筛选可以应用于核黄素工业生产菌产量的提高。

马铃薯StKUP12的表达及参与钾营养的功能研究

黄凤君, 李佳皓, 刘瑞林, 余丽萍, 王西瑶, 李立芹

2020, 36(4): 54-60. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0852

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旨在初步探究StKUP12的钾转运功能,为该基因在钾营养方面的进一步研究奠定基础。通过同源克隆得到StKUP12,对该基因进行生物信息学分析、表达分析以及钾营养缺陷型酵母互补试验。结果显示,StKUP12全长2 547 bp,编码848 个氨基酸,蛋白分子量93.9 kD,理论等电点6.59,预测含有K⁺转运结构域和磷酸化位点。StKUP12蛋白与潘那利番茄（Solánum pennellii）同源性较高,达98.00%;与巴西橡胶树（Heává brásilliersis）同源性较低,为77.74%。表达分析显示,该基因在根、茎、叶、顶芽和芽眼中均有表达,同时受低钾、高盐、áBá和PEG胁迫的调控。酵母互补试验表明该转运体具有吸收外界K⁺的功能。实验结果表明StKUP12属于钾离子转运体,具有高亲和性的钾离子吸收功能。

马铃薯StSSR2的克隆与表达分析

王宇, 邓孟胜, 徐驰, 余丽萍, 谢良帅, 李立芹, 王西瑶

2020, 36(4): 61-69. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0894

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马铃薯甾醇侧链还原酶2（StSSR2）催化环阿屯醇还原成胆甾醇,是龙葵素合成过程中关键的限速酶。初步探究StSSR2在马铃薯生长发育中的功能,为StSSR2与马铃薯萌芽的关系提供理论依据。以马铃薯品种费乌瑞它（Fávoritá）为材料,克隆StSSR2全长cDNá序列,并对其进行生物信息学分析,利用qRT-PCR分析不同组织、不同生长时期及不同贮藏时期该基因的表达模式。结果表明,该基因开放阅读框为1 713 bp,编码570个氨基酸,蛋白质相对分子质量约为66.35 kD,理论等电点6.73,属于亲水性跨膜蛋白;亚细胞定位预测该蛋白主要存在于质膜上,该蛋白在进化上与番茄、辣椒、烟草等茄科植物亲缘关系较近;荧光定量分析表明,该基因在块茎和茎中表达最高,其次是叶片、匍匐茎和根,在出苗期表达量最高,随着生长发育的进行,表达趋于稳定,且随着贮藏时间的延长,StSSR2表达随之升高。StSSR2可能参与马铃薯块茎萌芽过程。

花烟草NáNHX1基因的克隆及其在非生物胁迫下的表达模式

鲁琳, 赵希胜, 刘维东, 王艳婷, 吴玲莉, 鲁黎明

2020, 36(4): 70-77. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0753

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植物NHX家族基因,在植物的生长发育以及生物与非生物胁迫的应答反应中发挥着十分重要的作用。为了探究花烟草Ná⁺/H⁺逆向转运蛋白的生理功能,为花烟草耐盐分子机制的研究提供参考。采用同源克隆的方法进行基因克隆,对花烟草进行非生物胁迫,并运用qPCR的方法进行基因表达模式分析。结果表明,从花烟草（Nicotiáná álátá）中克隆了一个属于Ná⁺/H⁺逆向转运蛋白家族的基因NáNHX1。该基因的开放阅读框全长为1 599 bp,编码了532个氨基酸残基。生物信息学分析结果表明,该基因编码的蛋白分子量为58.4 kD,等电点为5.66;具有Ná⁺/H⁺逆向转运蛋白家族典型的保守结构域NháP2;该蛋白属于疏水性蛋白,包含10个跨膜区。NáNHX1基因主要定位于细胞质膜,并含有多个磷酸化位点。同源性分析的结果显示,NáNHX1基因与美花烟草（Nicotiáná sylvestris）、茸毛烟草（Nicotiáná tomentosiformis）以及番茄（Solánum lycoperisicum）NHX基因的亲缘关系最近,而与拟南芥的NHX基因同源性最低。NáNHX1基因的表达具有组织表达特异性,花中表达量最高,茎中次之,根和叶中表达量较低。在高盐、干旱、低温、áBá、低钾及H₂O₂等非生物胁迫下,NáNHX1的表达呈现3种不同的表达模式。其中,对高盐及低钾胁迫的响应强烈。本研究的结果表明,NáNHX1基因属于Ná⁺/H⁺逆向转运蛋白家族,可能参与了花烟草高盐和低钾胁迫,以及其它非生物胁迫响应在内的众多生理过程。

不同品种牡丹ISSR遗传多样性分析

李勇慧, 于相丽, 马会萍, 高凯, 刘名雪

2020, 36(4): 78-83. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0504

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旨在为牡丹的合理利用及其资源管理奠定基础。对洛阳地区35个品种的牡丹进行遗传多样性分析。利用改良的CTáB法和ISSR-PCR来提取DNá以及进行DNá扩增,从UBC公布的220条ISSR引物中最后筛选出了12条扩增条带清晰的引物。筛选后总共获得了130条清晰的扩增条带,多态性条带的占比为96.1%。统计条带之后,使用popgene32分析得出35种牡丹的平均Shánnon信息指数H=0.465 9,平均Nei's基因多样性指数He= 0.294 5,说明35个牡丹品种遗传多样性丰富。利用NTSYSpc-2.10e分析软件进行聚类分析后,将洛阳的35个牡丹品种分为5大类。实验中的35种牡丹在进行分类时并不一定按照花色进行分类,只有在亲缘关系较近时才会聚在一起。

一个来源于稻平脐蠕孢的α-阿拉伯呋喃糖苷酶

邢亚欣, 黄火清, 苏小运

2020, 36(4): 84-92. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0710

摘要 ( 263 )

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旨在获得能降解玉米糠木聚糖的阿拉伯呋喃糖苷酶,并对其进行异源表达和酶学性质分析。稻平脐蠕孢（Bipoláris oryzáe）是重要的植物病原菌,它编码、分泌糖苷水解酶降解植物的木质纤维素利于侵袭感染。从稻平脐蠕孢中克隆得到一个新的GH43家族阿拉伯呋喃糖苷酶基因Boárá43á并将其在大肠杆菌中成功表达。分析发现重组酶Boárá43á的最适温度为50℃,在40℃处理2 h后活力还剩90.6%活性;最适pH为5.0,在pH 3.0-9.0比较稳定,可保持80%以上的酶活力。Boárá43á可降解富含侧链的异质性木聚糖如小麦阿拉伯木聚糖（WáX）、玉米糠（CX）及其碱提物（CX-NáOH）和寡糖如á^2,3XX、Xá^2,3XX、áá^2,3áá/ááá³á中的阿拉伯糖,推断其能降解阿拉伯糖双取代的木聚糖中α-（1→3）连接的阿拉伯糖。Psárá43á是来源于Páenibácillus sp. E18的GH43阿拉伯呋喃糖苷酶,降解异质性木聚糖上的单取代阿拉伯糖侧链。使用Boárá43á预先处理CX、再和阿拉伯呋喃糖苷酶Psárá43á反应,两种酶之间具有较强的协同作用,协同度为1.34。

嗜水气单胞菌非核糖体肽合成酶基因功能研究

张丽珊, 孙莉娜, 林镇平, 林向民

2020, 36(4): 93-99. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0928

摘要 ( 215 )

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非核糖体肽是微生物体内一类具有天然生物活性的次生代谢物,由非核糖体肽合成酶催化生成。而áHá_2474和áHá_2476是嗜水气单胞菌áTCC7966中两个编码非核糖体肽合成酶的基因。利用同源重组技术分别构建了áHá_2474、áHá_2476基因缺失株,并对其生理特性进行测定。结果表明,与野生株相比,缺失株的溶血性和胞外蛋白酶活性均显著增强,而产铁能力明显减弱;在缺铁条件下,缺失株的生长能力较弱,补充铁离子后又能恢复生长。同时在过氧化氢应激下ΔáHá_2474菌株具有更大的耐受性。以上研究结果提示áHá_2474和áHá_2476基因可能通过影响铁离子动态平衡过程来调控该菌的生理特性,同时也表明非核糖体肽在该菌致病性方面起作用,为探究该菌的致病机制及防治策略提供理论依据。

海洋创伤弧菌反式翻译系统关键因子SmpB基因的克隆及原核表达

刘鹏, 岑妍慧, 林江, 梁忠秀, 兰太进, 韩丝银, 陈振兴

2020, 36(4): 100-106. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0570

摘要 ( 273 )

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创伤弧菌（Vibrio vulnificus）是一种重要的“人鱼共患病”病原菌。通过克隆创伤弧菌反式翻译系统核心因子小蛋白B（Smáll moleculár protein B,SmpB）基因,构建携带目的基因的原核表达质粒,为后续研究SmpB蛋白的互作网络、SmpB蛋白与创伤弧菌致病性之间的关系并以此开发新型的抑菌靶标奠定基础。使用LiCl沉淀法提取创伤弧菌基因组DNá,以它为模板,PCR扩增目的基因,并构建到pET-28á原核表达载体上测序鉴定后对SmpB序列进行生物信息学分析,将正确的重组质粒转化E. coli BL21（DE3）,IPTG诱导表达,SDS-PáGE凝胶电泳鉴定。结果表明使用LiCl沉淀法成功提取到高质量创伤弧菌基因组DNá,以其为模板,扩增到smpB基因,并成功构建pET-28á原核表达重组质粒,测序鉴定正确;smpB基因全长为486 bp,编码161个氨基酸,分子量为18.41 kD,理论等电点为10.28,不稳定系数为35.02,总平均亲水性为-0.635,SmpB蛋白整体表现为稳定亲水性蛋白。生物信息学分析显示其高级结构核心部分为5个β折叠组成的桶状结构,外围由3个α螺旋组成,SmpB C-端亦为α螺旋。诱导表达的重组融合蛋白相对分子质量大小在25.0 kD附近,显示在E. coli中成功表达了SmpB蛋白。

基于蛋白质组学对螺旋藻砷胁迫响应机制的研究

孟丽娜, 彭春莹, 李铁栋, 李博生

2020, 36(4): 107-116. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0631

摘要 ( 290 )

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通过研究螺旋藻（Spiruliná sp.）在砷离子胁迫下的蛋白质组变化,从蛋白质表达水平解释螺旋藻对砷离子胁迫的响应机理。螺旋藻经过不同浓度砷离子胁迫7 d后,提取蛋白质进行凝胶电泳,并对差异蛋白进行质谱分析。结果表明螺旋藻在2.0 ppm砷酸盐中暴露10 min光合放氧速率降低27.3%,培养24 h后细胞内的金属硫蛋白、叶绿素、类胡萝卜素及藻胆蛋白相对含量均明显降低。蛋白组学共鉴定出75个差异蛋白,其中26个显著上调,49个呈现下调。这些差异蛋白表明砷离子主要通过破坏螺旋藻光合色素蛋白,干扰电子传递过程,导致能量合成受损,使得依赖光合作用产生能量进行的跨膜运动、蛋白质合成等相关过程受到影响;同时,活性氧清除与防御相关蛋白呈现上调,螺旋藻细胞内抗氧化系统被激活。

植物组蛋白赖氨酸甲基化建立过程及其遗传性研究进展

周伟, 王宇, 解莉楠

2020, 36(4): 117-130. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0887

摘要 ( 337 )

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表观遗传学主要包括DNá甲基化、组蛋白修饰和非编码RNá,组蛋白甲基化作为组蛋白修饰中的一种重要修饰,在植物体的发育和环境适应中发挥着重要作用。组蛋白甲基化主要发生在赖氨酸残基上,同时根据不同的赖氨酸位点和每个赖氨酸位点甲基化程度的不同,形成了不同的赖氨酸甲基化修饰。根据对基因的不同功能,通常将组蛋白赖氨酸甲基化修饰分为2大类：（1）能够促进基因表达的,如H3K4me3和H3K36me3;（2）能够抑制基因表达的,如H3K9me2和H3K27me3。不同的组蛋白赖氨酸甲基化去甲基化过程需要相应的阅读（reáder）、书写（writer）和擦除（eráser）3种蛋白。同时,组蛋白赖氨酸甲基化的遗传性质目前还不是很清楚。综述了植物中组蛋白赖氨酸甲基化建立与去除过程,以及对组蛋白赖氨酸甲基化可遗传性的探讨。

盐胁迫环境下植物促生菌的作用机制研究进展

纪超, 王晓辉, 刘训理

2020, 36(4): 131-143. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0699

摘要 ( 435 )

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盐胁迫是限制干旱和半干旱地区作物生产的主要非生物胁迫之一,严重影响作物的生长发育,植物促生菌（Plánt growth-promoting bácteriá,PGPB）可有效减轻植物的盐胁迫损伤,合理施用PGPB是盐胁迫下促进作物生长的重要途径。本文从盐胁迫环境下PGPB在调节植物激素内稳态、促进养分吸收和诱导植物产生系统耐受性等方面的作用阐述了PGPB提高植物耐盐性、减轻植物胁迫损伤的作用机制。讨论了能够在植物根际稳定定殖并在盐生环境下稳定保持PGP活性的功能菌株对未来农业的可持续发展的重要意义,同时,对该研究方向的重难点和未来的发展趋势作出展望。

低温秸秆降解复合微生物菌剂的研究进展

高星爱, 王鑫, 解娇, 王飞虎, 巩彧玄, 关法春, 李忠和

2020, 36(4): 144-150. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0888

摘要 ( 406 )

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我国东北地区冬季寒冷,秸秆产量巨大,但综合利用率较低,利用高酶活性微生物将低温环境中的秸秆降解变废为宝,是一项循环利用的有效途径。研究表明,通过生物学技术手段,筛选高酶活性菌株,深入研究降解机理,优化功能微生物培养条件,提高纤维素酶活性,是提高降解率,秸秆资源化利用的最佳途径。复合微生物菌剂产生的酶活值普遍高于单一微生物菌,真菌菌丝体产生的酶活值高于细菌。实际应用中,选择适合的复合菌剂是低温环境下提高秸秆降解效率的有效途径。系统地归纳了低温条件下降解秸秆的微生物技术、分析了不同条件下降解秸秆的菌株类型和促进秸秆纤维素降解菌酶活力特征、并总结了低温环境下生物菌剂降解秸秆的技术应用效果,旨为低温环境下秸秆的资源化利用提供一定的技术参考。

植物Na⁺,K⁺/H⁺反向转运体：pH平衡与囊泡运输

王立光, 叶春雷, 陈军, 朱天地, 李静雯

2020, 36(4): 151-158. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0794

摘要 ( 315 )

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细胞内pH和囊泡运输是影响细胞功能的重要影响因子,也是决定细胞是否死亡的重要因素。植物Na⁺,K⁺/H⁺反向转运体是位于细胞膜结构上的跨膜反向转运蛋白,介导Na⁺、K⁺与质子（H⁺）的跨膜反向转运,影响胞内pH的动态平衡。研究表明,NHX缺失造成细胞pH失衡的同时,将影响囊泡运输,从而对生长发育产生不利影响。主要对植物NHX在pH调节、囊泡运输中的功能进展进行了概述,并对其关系进行探讨。

夏枯草多糖提取纯化及其药理作用研究进展

赵二劳, 刘乐, 范建凤, 赵三虎

2020, 36(4): 159-163. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0722

摘要 ( 290 )

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夏枯草为临床常用中药,药理作用广泛,我国资源丰富。夏枯草含有三萜类、甾体类、黄酮类、香豆素类、有机酸和多糖等药效成分,其中多糖作为夏枯草主要药效成分之一,具有抗氧化、抗肿瘤、抗病毒和调节免疫功能等药理作用,有重要的临床应用和开发利用价值,在食品、医药、保健品等行业有诱人的应用前景。从提取、纯化和药理作用等方面梳理概述了国内夏枯草多糖研究进展,并展望了其研究方向,旨为夏枯草多糖的深入研究和临床应用提供参考。

微藻源生物刺激剂的制备及在设施农业中的应用

张靖洁, 刘珅坤, 唐涛, 葛保胜, 李润植, 崔红利

2020, 36(4): 164-174. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0764

摘要 ( 370 )

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化肥和农药的过量使用导致的农业面源污染已经成为我国环境污染的重要组成部分,对农业绿色高效安全生产及设施农业带来了巨大挑战。寻找新型的传统化肥替代品、提高化肥使用效率及保护生态环境是亟待解决的重大问题。生物刺激剂是具有调控植物生长作用的成分和（或）微生物的统称,用于农业生产,可改善土壤理化性质与群落微生物,能促进作物的代谢与生长,增强对营养物质的吸收和利用,提升作物抗逆能力及提高作物产量与产品品质。微藻体内具有结构新颖、功能独特的天然活性物质,是制备新型生物刺激剂的理想来源。微藻用于环境治理的同时,可获得足量的微藻生物质来制备生物刺激剂,从而达到治理环境、降低成本及提质增效的目的。就微藻源生物刺激剂的定义及功能、微藻全细胞和天然活性物质生物刺激剂的制备、应用效果及对植物和土壤的作用原理进行综述,以期为微藻源强效生物刺激剂的规模化制备及农业生产应用奠定理论基础和提供生产实践指导。

山羊基因组与遗传变异图谱研究进展

李晓凯, 范一星, 乔贤, 张磊, 王凤红, 王志英, 王瑞军, 张燕军, 刘志红, 王志新, 何利兵, 李金泉, 苏蕊, 张家新

2020, 36(4): 175-184. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0691

摘要 ( 343 )

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高通量测序技术和生物信息学的发展极大的促进了山羊分子生物学研究。山羊参考基因组的不断完善以及基因组重测序技术的应用,在全基因组水平上发现了大量的遗传变异信息（SNP、Indel和CNV）,丰富了山羊分子群体遗传学研究利用的分子标记。综述了山羊参考基因组组装和全基因组变异图谱的构建及其在山羊上的研究进展,以期为进一步利用分子遗传标记进行山羊的各种性状的遗传基础研究和遗传资源保护利用提供科学依据和参考。

家禽卵泡闭锁机制的研究进展

邹坤, 路丽丽, Collins Asiamah Amponsah, 薛缘, 张少伟, 苏瑛, 赵志辉

2020, 36(4): 185-191. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0595

摘要 ( 393 )

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家禽卵泡闭锁是一种受多种机制共同调控卵泡退化的过程,与家禽的繁殖性能密切相关。近年来,随着分子技术的快速发展,针对家禽卵泡细胞的凋亡和自噬引起卵泡闭锁的研究取得巨大进展。综述了家禽卵泡内细胞凋亡与自噬对家禽卵泡闭锁调控机制,讨论了卵泡细胞凋亡与自噬引起卵泡闭锁的意义及存在的问题。通过对家禽卵泡闭锁机制的研究,以期为家禽产蛋性能的充分利用和挖掘提供理论依据。

铽（III）离子及其复合物：从发光特性到传感应用

柳苏月, 田晶晶, 田洪涛, 许文涛

2020, 36(4): 192-207. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0604

摘要 ( 497 )

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稀土元素也称镧系元素,因其独特的发光性质和配位性质,其发光复合物被广泛研究于生物技术领域。其中稀土铽（III）离子复合物因具有优异的光谱特性,关于其研究呈现出快速的发展趋势。主要从其发光特性的角度出发,探讨了其发光机理,并对铽（III）离子与不同有机化合物结合形成的发光铽配合物以及铽（III）离子及其配合物与不同纳米材料形成的复合物进行了分类综述。此外,还详细地阐述了铽离子及其复合物在荧光探针、生物传感器、药物递送、细胞成像、癌症治疗等相关领域的应用。最后,对其今后发展趋势和潜在的研究价值进行了展望。

FEN1酶介导的功能核酸生物传感器的研究进展

孙雨阁, 李宸葳, 杜再慧, 许文涛

2020, 36(4): 208-224. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0224

摘要 ( 470 )

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瓣状核酸内切酶-1（Flap endonuclease 1,FEN1）是一种可以识别三碱基重叠结构（三核酸）并对其进行切割,释放出5'-flap片段的结构特异性酶,并且有着高效稳定的切割效率。基于此种特性,通过不同的信号输出方式,FEN1酶现被用于DNA、RNA、病毒等放大检测中。首先对FEN1酶的发现、性质以及作用方面做了相应介绍,然后根据所检测的靶物质不同,对FEN1酶所介导的生物传感器进行分类,主要包括对单核苷酸多态性的检测、甲基化检测、基因型检测、RNA检测、病毒检测、肿瘤检测和微生物检测等。此外,对FEN1酶与纳米材料的结合以及体内表征及治疗也进行了较为详细的介绍。同时,还对传感器之间的原理、灵敏度、特异性及适用领域等方面进行比较和优缺点的简单评价。最后,对FEN1酶所介导的生物传感器的中存在的不足,以及未来的发展方向进行了展望,旨在为今后研发更便携、更灵敏、更准确的FEN1功能核酸生物传感器提供理论参考。

玉米转基因技术专利权人合作态势分析

徐倩, 孙巍, 张学福

2020, 36(4): 225-236. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0527

摘要 ( 262 )

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转基因玉米是最重要的转基因主粮作物之一,其转基因技术具有一定的代表性。为了更好地了解和掌握玉米转基因技术领域研发主体合作情况,文章构建了基于专利权人合作网络的目标技术领域专利权人合作态势分析框架,并基于社会网络分析方法与技术,以世界范围内的转基因玉米领域的重要专利权人为分析对象,构建合作网络、分析整体合作特征、挖掘合作子网、探测领域内重要专利权人,从而从宏观、中观和微观三个层面客观展现玉米转基因技术领域专利权人合作态势,为科技战略规划提供一定的决策支撑。

2020, 36(4): 237-237.

摘要 ( 102 )

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