生物技术通报

玉米萜类合成酶基因tps2的功能及其启动子功能区段鉴定

王丹, 李圣彦, 刘进平, 郎志宏

2020, 36(12): 1-11. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0563

摘要 ( 506 )

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虫害是造成玉米减产和品质下降的主要原因,玉米萜类合成酶基因tps2（terpene synthase 2）受虫害诱导表达,催化产生多种萜类化合物。qPCR检测不同激素和黏虫处理条件下tps2的表达;过表达植株（TPS2OE）进行玉米螟行为选择实验;原生质体瞬时表达检测tps2启动子的活性。结果显示植物激素（JA、SA、ET）和黏虫诱导tps2高表达;TPS2OE中tps2的表达量及目的萜类含量显著高于对照B73;玉米螟行为选择实验结果表明,尽管实验组和对照组叶片上的玉米螟卵的个数无显著差异,但TPS2OE叶片上的幼虫数较少,危害面积也更小;启动子截短分析发现-183至-129为tps2启动子必需的功能区段,并且-227至-183区段可能存在负调控元件。综上,tps2受植物激素和虫害诱导表达,TPS2OE植株对玉米螟幼虫有一定的抑制作用,tps2启动子必需的功能区段为-183至-129。

海南山栏稻抗旱基因转录组分析

翟楠鑫, 迟会, 夏玥琳, 刘彩月, 裴新梧, 袁潜华

2020, 36(12): 12-20. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0422

摘要 ( 628 )

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山栏稻是海南独有的地方旱稻,具有丰富的抗旱基因资源。本研究以海南山栏稻品种白沙糯为材料,利用转录组测序技术研究在模拟干旱胁迫后其转录组水平的变化。主要结果如下：山栏稻白沙糯干旱胁迫后有2 791个基因差异表达,差异表达基因中有184个转录因子在干旱胁迫后显著上调,包含了Znf、AP2/ERF、MYB、NAC、bZIP等抗旱转录因子,其中Znf家族转录因子所占数量最多。表达分析显示一些未注释的基因,如Os01g0910800随着胁迫时间的延长,表达水平逐渐上升且倍数明显。该研究获得的转录组数据和数字基因表达谱,为山栏稻抗旱机理的研究提供了信息资源,并为进一步解析山栏稻的抗旱机理奠定基础。

基于简化基因组测序高粱育种材料亲缘关系的分析

张一中, 范昕琦, 杨慧勇, 张晓娟, 邵强, 梁笃, 郭琦, 柳青山, 杜维俊

2020, 36(12): 21-33. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0344

摘要 ( 402 )

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探明高粱育种材料的遗传结构和亲缘关系,为今后高粱杂交育种、种质创新及杂种优势群构建提供理论依据。采用简化基因组测序技术（Specific-locus amplified fragment sequencing,SLAF-seq）对37份高粱材料进行测序,以高粱（Sorghum bicolor_v3.1）基因组为参考基因组进行酶切预测,以水稻品种日本晴为对照进行比对分析,开发单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）标记并将其应用于育种材料的遗传结构和亲缘关系分析。结果表明,从37份高粱材料中共获得106.19 Mb的读长数据,不同材料的读长个数在1 461 206-4 628 462;对照数据的双端比对效率为92.15%,酶切效率为89.69%,SLAF建库正常。测序质量值Q30平均为89.60%,所有样品GC含量均值为45.71%,共开发了226 724个SLAF标签,其中多态性SLAF标签有105 053个,通过序列分析共获得185 451个有效标记。群体遗传结构分析和主成分分析都将37份高粱育种材料划分为2个类群,保持系和国外材料聚为一类,恢复系和中国材料聚为一类,分群结果与实际系谱基本相符。根据SNP标记估算材料间的遗传距离,距离值范围为0.0098-0.8841,L2R与L17R遗传距离最小,3765白B与L17R遗传距离最大。本研究明确了部分外引材料的血缘关系,并发现都拉类型、卡佛尔/顶尖类型的不育系与倾中国高粱的恢复系亲缘关系最远,在高粱杂交育种选配亲本上应加以重视。

转BpLTP4烟草耐盐性分析

石晶静, 郭依萍, 于颖, 周美琪, 王超

2020, 36(12): 34-41. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0498

摘要 ( 403 )

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从白桦（Betula platyphylla Suk）中克隆获得CDS为357 bp的BpLTP4。该BpLTP4蛋白为疏水性蛋白且具有一个潜在的跨膜区,蛋白三级结构含有一个疏水腔,该蛋白具有LTP家族基因特有的8个Cys残基结构。BpLTP4与其他物种LTP耐盐基因的亲缘关系较近。qRT-PCR分析表明,NaCl胁迫处理48 h高度诱导BpLTP4表达。通过叶盘法获得BpLTP4过表达烟草转基因株系,用150 mmol/L NaCl胁迫处理转基因和野生型株系后发现,转基因株系耐盐能力高于野生型,其平均发芽率是WT的5.6倍;根长是WT的1.099倍;DAB、NBT、Evans blue染色均浅于WT,POD活性比WT增高了0.28倍,SOD活性较WT增高了0.12倍。BpLTP4响应盐胁迫处理,通过提高保护酶活性、清除活性氧、维持细胞完整性来提高转基因草的耐盐能力。

基于转录组测序花烟草响应盐胁迫活性氧清除相关基因的挖掘

鲁琳, 杨尚谕, 刘维东, 鲁黎明

2020, 36(12): 42-53. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0241

摘要 ( 476 )

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为了鉴定参与花烟草盐胁迫响应的活性氧清除相关基因,用200 mmol/L NaCl处理花烟草幼苗,并在处理后12 h采集其幼苗样本,提取总RNA,采用高通量测序技术,进行转录组测序。基于差异表达基因GO及KEGG分析的基础上,对参与其中的活性氧清除基因进行挖掘,利用qRT-PCR的方法验证转录组测序结果。结果表明,盐处理后,花烟草基因表达量变化在2倍以上的基因有7 239个（P<0.01）,其中,上调表达基因4 037个,下调表达基因3 162个,将其功能归类于生物过程、细胞组分及分子功能三大类159个GO条目,并显著富集在12条KEGG代谢通路中。同时,在盐胁迫下,花烟草有45个活性氧清除相关基因的表达发生了显著改变,其中,上调表达基因28个,下调表达基因17个。此结果说明,活性氧的清除是花烟草抵御盐胁迫的重要机制之一。

一株兼具产IAA能力纤维素降解菌的筛选、鉴定及条件优化

吴婧, 聂彩娥, 朱媛媛, 黄薇, 马超, 姜瑛, 朱林, 郜红建

2020, 36(12): 54-63. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0454

摘要 ( 513 )

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从砂姜黑土中筛选兼具秸秆降解和植物促生能力的菌株,解决外源腐秆菌土壤存活状况差、促腐效果弱及作物生长不良等问题。结合羧甲基纤维素钠平板筛选、产CMC酶（内切-β-1,4-葡聚糖酶）和IAA（吲哚-3-乙酸）能力测定等评价菌株的秸秆降解和植物促生潜力;通过形态学、生理生化和16S rDNA序列分析进行菌株的种属鉴定;采用秸秆降解摇瓶试验和玉米盆栽试验对菌株实际促腐和促生功效进行测定;设置单因素试验探究菌株生长、产酶和产IAA的最适宜条件。筛出1株CMC酶活高、IAA产量大（20.15 mg/L）的菌株n3;经鉴定,n3为玉米固氮螺菌（Azospirillum zeae）;接种n3与对照相比,可将液态发酵下秸秆的促腐率显著提升54.71%,使土培条件下的玉米根长、平均直径和SPAD值分别提升18.3%、22.0%和5.24%（P<0.05）;n3生长、产酶和产IAA的最适氮源和装液量一致,分别为酵母粉和25 mL/250 mL,而产酶的最适pH为5.0,生长和产IAA的最适pH均为6.0。所筛玉米固氮螺菌（Azospirillum zeae）可用于生产多功能腐秆剂,加速砂姜黑土区还田秸秆腐解的同时促进作物的生长,开发利用的前景广阔。

土壤微生物对异噁草酮连续施用的响应

张盈, 吴小虎, 李晓刚, 段婷婷, 徐军, 董丰收, 刘新刚, 郑永权

2020, 36(12): 64-74. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1252

摘要 ( 469 )

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本实验研究了温室条件下,连续两年施用异噁草酮后土壤微生物群落组成及N转化功能微生物的响应。第二次施药后第7天、15天、30天、60天和90天采集土壤,测定异噁草酮残留量和相关微生物指标。研究结果显示异噁草酮降解半衰期为17.4 d。施药后第15天细菌拷贝数降低,Alpha多样性增加;真菌拷贝数在第15天和60天显著降低,Alpha多样性在第7天和第90天显著降低。主成分分析（PCoA）显示,整个培养期间细菌和真菌的群落组成显著改变。分子生态网络分析表明,异噁草酮增加分子生态网络中节点数、连接数、平均度和平均路径长度,显著改变模块枢纽与联络者。FAPROTAX功能预测结果表明异噁草酮主要降低反硝化作用。

溶藻弧菌PepA蛋白原核表达载体的构建及其乙酰化鉴定

徐洲, 范晨龙, 丁燏

2020, 36(12): 75-81. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0444

摘要 ( 363 )

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旨为构建溶藻弧菌 HY9901 PepA蛋白的原核表达载体、优化其表达条件,并分析该蛋白是否存在乙酰化调控。首先设计特异性引物经PCR克隆 pepA基因,构建表达载体pET-28a-PepA并将其转入大肠杆菌BL21（DE3）,然后用SDS-PAGE和Western blot分析蛋白的表达及乙酰化情况。结果显示,表达菌株可以正确表达重组蛋白（60.7 kD）,其最佳表达条件为：体积分数为0.1%的IPTG,37℃诱导5 h;Western blot结果表明,PepA蛋白是乙酰化蛋白,且在体外不存在去乙酰化。

Mangrovibacterium sp. SH-52耐热内切型海藻酸裂解酶基因的克隆及酶学鉴定

李卫娜, 申冬玲, 张煜星, 刘学通, 伊日布斯

2020, 36(12): 82-90. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0375

摘要 ( 365 )

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研究来自厌氧海藻酸分解菌的海藻酸裂解酶,表征其酶学特征,旨为丰富海藻酸裂解酶工业应用提供理论依据。从一株厌氧菌Mangrovibacterium sp. SH-52中克隆一个海藻酸裂解酶基因SHA-I,分析基因序列,并在大肠杆菌中进行异源表达,纯化后对其酶学性质进行分析。SHA-I由362个氨基酸构成,分子量大约为41 kD,与Lewinella cohaerens中的海藻酸裂解酶同源性最高,为80%,属于多聚糖裂解酶类（Polysaccharide lyase,PL）7家族。SHA-I最适pH为7.0,最适温度是50℃,在60℃时的活性超过最高活性的50%,在80℃时约为最高活性的40%,表明SHA-I是一种耐热性海藻酸裂解酶。SHA-I对polyG（聚甘露糖醛酸）有底物特异性,其降解海藻酸主要产生二糖和三糖,是一种内切型海藻酸裂解酶。

产电海洋脂肪酶生产菌的分离筛选鉴定及培养条件研究

黄阳天, 陆育彪, 黄益帖, 孟繁龙, 徐凯文, 李鹏

2020, 36(12): 91-97. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0833

摘要 ( 358 )

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旨在为研究海洋产脂肪酶细菌的产酶特征,并初步研究其产电性能。从舟山海域潮间带海泥中筛选具有产脂肪酶性能的海洋细菌,以橄榄油为唯一碳源进行平板筛选,采用NaOH滴定分析法测定脂肪酶活性,并初步研究了发酵条件对酶活的影响。为了确定菌株的分类地位,利用16S rRNA基因分析进行鉴定,构建系统发育进化树,并通过单因素实验初步研究了各培养条件对产酶活性的影响,同时初步探究其微生物产电性能。结果显示：从潮间带海泥中筛选到具有产脂肪酶活性的菌株2株,分别标记为S11和S22,分子鉴定结果显示,S11与假单胞属Pseudomonas putida WAB1947,S22与芽孢杆菌属Bacillus substills LSRB在进化地位上最为接近。单因素实验结果显示,培养时间48 h、初始pH值7.0、尿素含量为0.35 g/L时两株菌株对应的产酶活性最好。构建微生物燃料电池（MFC）进行电压采集,结果显示S11、S22的最大输出电压分别为0.055 V和0.031 V。菌株S11和S22分别为假单胞属Pseudomonas putida和芽孢杆菌属Bacillus substills,并表现出一定的产电性能。

大鼠His-Akt1重组蛋白的真核表达、蛋白纯化及活性鉴定

孟利, 杜彩萍

2020, 36(12): 98-103. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0497

摘要 ( 564 )

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构建His-Akt1-pcDNA3.1真核表达载体,于HEK293细胞进行表达,Ni-NTA亲和纯化His-Akt1,并对Akt1进行活性鉴定。以Akt1（全长）-pcDNA3.1重组体为模板,采用PCR扩增目的基因,然后克隆入真核表达载体pcDNA3.1;将His-Akt1-pcDNA3.1转染HEK293细胞表达,Ni-NTA纯化His-Akt1,用SDS-PAGE、考马斯亮蓝染色及免疫印迹鉴定蛋白纯度;蛋白经透析后,免疫印迹检测Akt1 Ser473和Thr308磷酸化水平。His-Akt1- pcDNA3.1真核表达载体构建成功,在HEK293细胞中高效表达;考马斯亮蓝染色和免疫印迹结果显示,取2 mg过表达His-Akt1的蛋白混合液经 Ni-NTA纯化后,加入含100 mmol/L咪唑的洗脱液洗脱,可获得高纯度His-Akt1重组蛋白。上述His-Akt1重组蛋白经透析后,免疫印迹结果显示His-Akt1 Ser473和Thr308磷酸化水平（活化水平）均呈高水平。重组His-Akt1-pcDNA3.1真核表达载体成功构建,且蛋白高表达,His-Akt1经提取纯化后具有较高的酶活性。

谷氨酸（钠）对人体肠道菌群影响的体外发酵研究

刘淑君, 陈苗, 王凤忠, 包郁明, 辛凤姣, 温博婷

2020, 36(12): 104-112. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0600

摘要 ( 848 )

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为了研究谷氨酸对人体肠道微生物组成及功能的影响,以谷氨酸钠为底物进行肠道微生物的体外发酵,并测定发酵液中短链脂肪酸（SCFA）、γ-氨基丁酸（GABA）的含量。结果表明,添加谷氨酸钠的发酵液中总酸产量显著高于无底物添加的空白对照组（P<0.01）,其中丁酸的含量增加了26倍;且体外发酵后,谷氨酸钠的转化率达72.36%。16S微生物多样性分析结果显示,与原始粪便样本相比,添加谷氨酸钠体外发酵后拟杆菌门（Bacteroidete）和变形菌门（Proteobateria）相对丰度升高（P<0.05）,厚壁菌门（Firmicutes）和放线菌门（Actinobacteria）相对丰度降低（P<0.01）;添加谷氨酸钠显著提高了埃希氏菌属（Escherichia-Shigella）和拟杆菌属（Bacteroides）的相对丰度（P<0.01）。研究表明,谷氨酸钠体外发酵可以提高发酵液中短链脂肪酸尤其是丁酸的产量,影响肠道微生物的组成结构及功能,并且谷氨酸钠可通过肠道微生物体外发酵转化生成GABA。

一种三联乳酸菌的体外降胆固醇和抗氧化能力研究

黄元霞, 彭传海, 丁宁, 邱忠平, 李星, 邹美慧

2020, 36(12): 113-120. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0399

摘要 ( 396 )

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为获得一种易在体内定植且降胆固醇和抗氧化能力较强三联乳酸菌,以干酪乳杆菌（Lactobacillus casei S1）、屎肠球菌（Enterococcus faecium S4）和哈伯氏乳杆菌（Lactobacillus harbinensis S6）3株供试菌株制备三联乳酸菌,考察三联乳酸菌的人工胃肠耐受性、降胆固醇能力、γ-氨基丁酸（Gamma-aminobutyric acid,GABA）含量和抗氧化活性。结果表明,三联乳酸菌在人工胃肠液处理24 h后,存活率为47.88%,活菌数为1.25×10⁹CFU/mL;总胆固醇去除率、胆盐水解酶（Bile salt hydrolase,BSH）比活以及GABA含量分别为73.43%、151.40 U/mg、1.387 mg/mL;还原力、超氧自由基清除率、羟自由基清除率分别为1.52、95.68%、89.93%,显著高于对照组（P<0.01）。三联乳酸菌的人工胃肠液耐受较强,且具有较强的降胆固醇和抗氧化能力,可进一步开发为功能性微生态制剂或保健品。

植物转录因子TIFY家族蛋白结构和功能的研究进展

杨锐佳, 张中保, 吴忠义

2020, 36(12): 121-128. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0307

摘要 ( 2096 )

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TIFY蛋白是植物中一类特异性转录因子。根据其保守结构域的不同可分为4个亚家族：TIFY、JAZ、ZML和PPD。通过回顾近年研究成果,从TIFY蛋白的结构、分布及在调控植物的生长发育,响应各种逆境胁迫和不同激素信号等方面的生物学功能进行综述,旨在为TIFY蛋白家族的深入研究与利用奠定理论基础。

植物表皮蜡质合成及调控因子WIN/SHN的研究进展

李晓佩, 王思宁, 史晶晶, 高志民

2020, 36(12): 129-136. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0572

摘要 ( 513 )

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植物表皮蜡质是植物与外界环境直接相接触的一层疏水保护层,由于它能够调节植物体内的水分应对干旱、盐和冷等非生物胁迫,因此对植物的生长和发育起着重要的作用。在不同的物种之间,植物表皮蜡质的结构和组成均有着很大差异,但都具有类似的蜡质合成途径,对该途径的研究已经取得了显著的成果。多种转录因子参与了植物的蜡质生物合成,其中隶属于AP2转录因子家族中的WIN/SHN通过与某些基因的启动子结合,调节蜡质合成相关基因的表达,从而影响蜡质的合成。在植物表皮蜡质合成的基础之上,重点对调节蜡质形成的转录因子WIN/SHN的结构特点、表达模式、转录调节作用及其对生理和表型的影响,以及对逆境的应答反应进行了综述,并对蜡质合成的复杂性问题进行了论述。鉴于蜡质对生命科学和农业生产实践的重要价值,深入开展包括WIN/SHN在内的遗传因子及环境因子对蜡质合成、调控与运转的机制研究将具有重要意义。

β-果糖苷酶抑制子的研究进展

周怀烨, 周碧瑶, 苏涛

2020, 36(12): 137-145. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0258

摘要 ( 365 )

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在高等植物中,β-果糖苷酶抑制子（Cell wall/vacuolar inhibitor of β-fructosidase,C/VIF）是一类在质外体（细胞壁）或液泡中存在的小分子蛋白家族（14-23 kD）,主要在翻译后水平抑制酸性蔗糖转化酶的水解活性。其调控机制可通过微调质外体蔗糖代谢稳态或细胞渗透压,影响植物种子和果实的发育和成熟过程,并参与植物对非生物胁迫抗逆适应性的调节;同时,也是植物应对病原菌侵染产生糖免疫过程和防御响应的重要组成部分。研究发现,β-果糖苷酶抑制子编码的基因表达和活性受激素（ABA、Auxin和CK等）和环境因子（冷、旱、和伤胁迫等）调节。综述了β-果糖苷酶抑制子的分子结构和生化特点,器官和组织中分布的时空表达特征,以及在植物中的生理功能和调控机制等最新报道和研究进展。因β-果糖苷酶抑制子在木本植物中的生理活性和作用机理有待探索,可为后续填补这些研究空白提供依据和奠定理论基础。

宏基因组学在植物病害研究中的应用

汪盼盼, 杨野, 刘迪秋, 崔秀明, 刘源

2020, 36(12): 146-154. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0207

摘要 ( 846 )

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随着测序技术的不断发展,宏基因组学已成为当前研究热点,是研究植物病害的重要手段之一。植物病害影响了植物的正常生长和发育,甚至导致植物死亡。大部分植物病害是由致病微生物或病毒引起。与传统微生物组研究方法相比,宏基因组可通过高通量测序和后续的生物信息学分析,探明样品中的物种组成和功能基因,研究物种多样性。总结并比较了当前宏基因组学的分析策略以及在植物根际微生物和植物病毒研究中的应用,并对今后的发展趋势进行了展望,以期为宏基因组学在植物病害的相关研究中提供方法上的参考。

水稻重要农艺性状调控基因及其育种利用研究进展

张海淼, 李洋, 刘海峰, 孔令广, 丁新华

2020, 36(12): 155-169. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0537

摘要 ( 518 )

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水稻是我国三大主要粮食作物之一,也是保证我国口粮绝对安全的必保品种之一,具有极高的生产价值。随着分子标记、转基因等技术的快速发展,越来越多的科研工作者将研究方向聚焦到水稻高产、高抗、营养高效等优异农艺性状基因的克隆和功能鉴定上来,并在此基础上利用分子育种技术对目标性状进行定向改良,以获得综合性状优良的水稻品种。相对于传统杂交育种技术,分子育种技术在水稻中的应用可以打破物种间的生殖隔离,缩短育种时间,使水稻性状的改良更加精准、多样化。综述了水稻营养高效利用、激素、生物胁迫、非生物胁迫、产量与品质等调控基因的最新研究进展,并对未来水稻研究发展方向进行了展望,旨在为我国水稻研究提供有益参考。

水稻花粉外壁孢粉素合成及运输相关基因研究进展

王联红, 张秋云, 刘家林, 沈亚琦, 欧阳林娟, 贺浩华, 胡丽芳

2020, 36(12): 170-177. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0421

摘要 ( 429 )

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花粉外壁是花粉正常发育的保障,可为小孢子建立结构支持从而保护其免受恶劣条件的影响,其主要由孢粉素组成。花粉外壁的正常发育是一个复杂的多基因表达调控过程,水稻中目前已分离和鉴定出一系列参与到花粉外壁合成特别是孢粉素代谢相关的基因。本文归纳总结了22个与水稻孢粉素合成及运输相关的基因及其功能、分子机制及调控网络,旨为进一步研究水稻雄性生殖发育分子机制提供理论依据。

榧树属植物的无性繁殖技术研究进展

王小河, 辜夕容, 李杰, 崔瑶

2020, 36(12): 178-187. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0155

摘要 ( 402 )

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榧树属植物现存7种,有性生殖障碍大,野生种质资源稀少,多为渐危至濒危的重点保护植物。无性繁殖是扩大种群规模,保护及开发利用该属植物的必要前提,目前所用技术主要是嫁接、组织培养和扦插。其中,嫁接成功率受接穗与砧木的亲和力及活力、嫁接方法与嫁接时期等影响;组织培养效果与植物基因型、外植体类型及取材时间、基本培养基种类、激素种类及浓度、外源添加物、培养环境等密切相关;扦插生根率高低与插穗类型,扦插时期,扦插基质,外源激素的种类、浓度和处理时间以及扦插后管理等密切相关。未来还需继续加强无性繁殖技术研究,并探索其机理,从根源上解决榧树属植物无性繁殖难题,全面推进无性繁殖技术在榧树属植物种群扩大中的应用。

固定化漆酶去除废水中双酚A

孙凯, 陈正杰, 汪登洋, 束茹玉, 吴吉, 韦凡

2020, 36(12): 188-198. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0377

摘要 ( 652 )

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双酚A（BPA）是一种重要的有机化工原料,被广泛用于制造聚碳酸酯和环氧树脂塑料。该化合物可在野生生物和人体内富集,导致生物体内分泌系统失衡和紊乱,甚至诱发癌症风险。采用吸附、芬顿氧化、电化学、光降解和生物膜过滤等技术可有效去除废水中BPA。然而,这些常规的方法难以消除痕量BPA,且易对生态环境造成二次破坏。漆酶介导的自由基氧化具有反应条件温和、催化效率高、操作可控和经济环保等优点,在修复BPA污染废水方面具有极高的战略价值。目前,固定化技术的应用不仅有望实现漆酶对BPA的连续处理,也能够强化漆酶氧化降解BPA。综述了环境中BPA的主要来源及其对生物体的健康危害,重点分析了固定化漆酶对水体中BPA的转化作用和机理,明确了反应体系中BPA转化中间体产物的生态毒性,旨在为大规模应用固定化漆酶去除废水中BPA奠定理论基础和提供技术指导。

萜类化合物在酿酒酵母中的合成生物学研究进展

李佳秀, 蔡倩茹, 吴杰群

2020, 36(12): 199-207. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0565

摘要 ( 763 )

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萜类化合物以其独特且多样的生物活性,广泛应用于医药、食品、化妆品行业。酿酒酵母作为最简单的真核细胞,与植物来源的萜类化合物生物合成酶适配性高,是复杂萜类化合物生产的优选底盘。近年来,构建并优化酿酒酵母底盘细胞中的萜类化合物代谢途径一直是合成生物学领域研究的热点。从优化异戊二烯前体途径酶、改造中央碳代谢、平衡竞争途径和异源表达细胞色素P450酶4个方面对高价值萜类化合物的合成生物学策略进行综述,旨在为酿酒酵母底盘细胞中萜类化合物的生物合成研究的进一步优化提供参考。

细菌脲酶蛋白结构与催化机制

贺越, 赵圣国, 张晓音, 郑楠, 王加启

2020, 36(12): 208-217. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0459

摘要 ( 843 )

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细菌脲酶催化尿素分解产生氨,但是高脲酶活性会对人类健康、农业、环境等造成不利影响,因此研究细菌脲酶特征和抑制脲酶活性具有重要科学意义。随着分子生物学和结构生物学的快速发展,越来越多的细菌脲酶蛋白结构特征被解析,脲酶活性调控机制也不断被完善,脲酶蛋白研究进入一个新阶段。本文主要从细菌脲酶晶体结构及活性中心特征、脲酶催化机制、脲酶抑制剂作用机制四个方面对研究进展进行综述,以期为脲酶调控的相关研究提供参考。

蛋白源生物质的绿色生物转化

梁昕鑫, 唐丹, 霍毅欣

2020, 36(12): 216-228. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0365

摘要 ( 506 )

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生物能源的大规模应用有助于环境保护和能源的可持续供给。目前生物燃料工艺开发实现了碳的循环利用,但尚未对氮的循环给予充分的重视。鉴于当前富含蛋白质的废弃物种类繁多且数量巨大,将蛋白质中氨基酸的碳骨架转化为生物燃料、大宗化学品及药物中间体等高附加值化合物正成为一个渐受关注的领域。从氨的生物循环利用角度入手,介绍了利用经光合作用生产的蛋白质等废弃物转化为高附加值化合物的高效、低成本、可持续的生产体系,并综述了进一步优化绿色转化技术所面临的挑战及可能的应对策略,旨为下一步高附加值化合物的低污染和高效生产提供参考。

猪流行性腹泻病毒蛋白拮抗宿主天然免疫应答的研究进展

成温玉, 白云, 贾怀杰, 强桃艳, 赵鸿远, 张博艺, 郭晓荟

2020, 36(12): 229-238. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0436

摘要 ( 451 )

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猪流行性腹泻病毒（Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV）是引起猪腹泻的主要病原之一,可导致猪呕吐、水样腹泻和严重脱水等症状,对仔猪的致死率高达100%,给养猪业造成了巨大的经济损失。PEDV编码的21个蛋白不仅参与病毒增殖,而且在拮抗宿主天然免疫应答中发挥重要作用。目前,已有10个蛋白被证实具有限制或阻断干扰素应答的能力,其通过不同的机制逃避宿主的免疫应答。为了深入理解这些蛋白在病毒感染中的作用以及调控宿主免疫反应的机制,本文对调控宿主免疫应答的PEDV蛋白进行总结,以期为PEDV疫苗的创制和疾病防控奠定理论基础。

固有免疫相关编码基因在奶牛乳腺炎调节中的研究进展

胡启超, 罗仍卓么, 魏大为, 杨箭, 贾立, 王兴平, 马云

2020, 36(12): 239-246. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0429

摘要 ( 370 )

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乳腺炎是奶牛最常见的疾病之一,特别是高产奶牛极易发病,给现代奶业造成了巨大的经济损失。为阐明奶牛乳腺炎的分子机制和开展抗乳房炎分子育种,学者们在固有免疫对奶牛乳腺炎的调节机制方面开展了大量的研究工作,发现细胞模式识别受体、信号通路、炎症细胞因子、炎症趋化因子、宿主防御素和抗菌肽等编码基因在乳腺固有免疫反应中起着重要的调节功能。本文综述了乳腺固有免疫相关编码基因的分类、表达模式、分子调控机制,及其乳腺炎相关SNP的挖掘等方面的研究进展,为系统了解和深入研究奶牛乳腺炎的分子机制提供参考。

大豆种子蛋白质组样品制备与数据分析方法

牟永莹, 王道平, 陈明, 邱丽娟, 潘映红

2020, 36(12): 247-255. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0555

摘要 ( 476 )

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构建一种适用于大豆种子蛋白质组样品制备与液相质谱分析的技术体系,为深入研究大豆蛋白组学创造条件。以大豆品种中黄35成熟期种子为材料,分别对常用的蛋白质提取、酶切、液相分离梯度和数据库进行比较分析。结果表明,使用改进的尿素硫脲蛋白提取法配合赖氨酸C端内切酶/胰蛋白酶顺序酶切法制备的质谱分析样品,经90 min纳升级液相梯度分离和质谱分析,最后采用UniProt数据库解谱时,大豆种子蛋白鉴定数目最多。将此方法应用于大豆品种十胜长叶成熟种子样品制备和分析,3次样品制备重复试验共鉴定非冗余蛋白2 244组,其中61%蛋白质可被重复鉴定。该方法具有一定的可靠性和稳定性,适用于大豆种子蛋白质组样品制备和数据分析。

短串联靶标模拟技术及其在植物miRNA功能研究中的应用

郑文清, 张倩, 杜亮

2020, 36(12): 256-264. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0257

摘要 ( 767 )

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MicroRNA（miRNA）作为一类大小长约21-24个核苷酸的内源非编码RNA,通过影响靶基因mRNA的稳定性或者翻译过程调控基因的表达。随着现代分子生物学技术的发展,越来越多的研究表明miRNA在植物的生长和发育过程中发挥着重要的作用。但是,miRNA功能研究缺乏有效的、适用性广的方法。介绍了一种可以特异地靶标miRNA方法,即短串联靶标模拟（Short tandem target mimic,STTM）,并对STTM的基本特点和作用机制、与其他类似技术的比较以及其在植物中miRNA功能研究中的应用等方面进行了总结,有望为今后植物miRNA的功能研究提供技术参考。

2020, 36(12): 264-267.

摘要 ( 116 )

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