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当期目录

    2021年 第37卷 第4期    刊出日期:2021-04-26
    研究报告
    香稻品种OsBADH2突变位点分析及其功能标记的开发
    孙平勇, 张武汉, 舒服, 何强, 张莉, 彭志荣, 邓华凤
    2021, 37(4):  1-7.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1086
    摘要 ( 509 )   HTML ( 36)   PDF (3484KB) ( 383 )  
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    香稻拥有浓郁的香味和较高的营养价值,深得消费者的喜爱和育种专家的重视,挖掘和利用香稻基因资源为培育优质香稻品种奠定基础。水稻甜菜碱醛脱氢酶基因(OsBADH2)功能的丧失导致稻米具有香味。通过对10份香稻品种OsBADH2编码区进行测序分析,明确其变异类型。根据香稻OsBADH2第7外显子8 bp的缺失,设计功能标记E7,利用E7分别对测序的10份香稻品种和2个香稻/非香稻育种群体的OsBADH2基因型进行验证与检测。结果表明,象牙香占、花香B、农香24等9份香稻均在第7外显子发生8 bp的缺失和3 bp的替换,而香稻Xiao7在第14外显子有1个碱基(G)的插入突变。功能标记E7能快速准确地鉴定OsBADH2的纯合显性、纯合隐性和杂合基因型。

    高羊茅FaFT基因表达、蛋白互作及生物学功能分析
    罗维, 牟琼, 舒健虹, 吴佳海, 王小利
    2021, 37(4):  8-17.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0927
    摘要 ( 436 )   HTML ( 27)   PDF (5587KB) ( 280 )  
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    FLOWERING LOCUS T(FT)对植物开花有重要的调控作用。为探索高羊茅FaFT基因的生物学功能,从前期高羊茅转录组中克隆得到FaFT基因。qRT-PCR分析表明FaFT基因在长日照、短日照、连续光照、连续黑暗、昼夜颠倒和长日照下不同发育阶段都保持一定的昼夜节律并受光周期的调控。亚细胞定位显示FaFT基因编码的蛋白位于细胞核中;利用酵母双杂交筛选出可能与FaFT互作的FD蛋白,并进一步通过双分子荧光互补(BiFC)方法进行验证FaFT与FD蛋白互作的真实性。通过构建过表达载体和功能补偿发现在长日照条件下FaFT基因促进拟南芥提前开花,FT基因功能补偿后恢复拟南芥突变体开花表型,突变体植株本身没有开花现象。以上结果说明高羊茅FaFT基因的生物学功能得以成功验证。

    乌拉尔甘草CBL基因家族的鉴定与表达分析
    高玲, 王斐, 谢双全, 陈喜凤, 沈海涛, 李鸿彬
    2021, 37(4):  18-27.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1128
    摘要 ( 585 )   HTML ( 31)   PDF (6979KB) ( 1203 )  
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    钙依赖磷酸酶B类似蛋白(Calcineurin B-like proteins,CBL)是植物特有的一类Ca2+传感蛋白,在植物逆境应答及发育过程中发挥重要作用。为挖掘乌拉尔甘草CBL家族成员特征并预测CBL功能,利用生物信息学方法从乌拉尔甘草基因组中鉴定出10个CBL基因,命名为GuCBL1-GuCBL10,分别定位在10个不同的支架上。氨基酸序列比对发现,CBL家族成员在C-末端都含有4个与钙离子结合的EF-motif,部分CBL成员N端含有肉豆蔻酰化位点及棕榈酰化位点,预测可能与CBL蛋白的亚细胞定位有关。进化树分析显示,乌拉尔甘草CBL基因家族可分为4个亚家族,且各亚族中都包含拟南芥和大豆的CBL基因家族成员,说明它们具有高同源性。在乌拉尔甘草CBL基因的上游序列中,存在一些应答多种激素和逆境的顺式元件,预测CBL基因家族可能具有不同的生物学功能。组织表达分析表明,GuCBL在乌拉尔甘草根、茎和叶片中均有表达,在根中的表达量最高。荧光定量分析显示,在盐、氧化、干旱、高温和低温胁迫下,CBL家族基因受到不同程度的诱导,说明乌拉尔甘草CBL家族基因的表达与逆境胁迫响应之间的密切联系。该研究结果为深入理解CBL基因响应非生物胁迫的调控机制和解析其参与次生代谢物质累积的功能奠定基础。

    生境、温度及外源激素对花花柴花器官发育的影响
    毕愿坤, 李丽, 朱传应, 王彦芹
    2021, 37(4):  28-34.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1126
    摘要 ( 426 )   HTML ( 17)   PDF (2701KB) ( 335 )  
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    植物花器官的生长发育与温度密切相关,高温会导致花器官畸形及体内激素含量的变化。为探究不同生境配合外施生长素(IAA)对花花柴(Karelinia caspia)花器官发育的影响,测定沙漠和人工绿地2种环境下及外施不同浓度生长素(IAA)的花花柴花器官大小(雌花花柱、雄花花丝)及花器官内激素含量的变化。结果表明,在花苞期合适的温度(27-30℃)能够促进花花柴花器官的生长,而在开花过程中,高温(38-40℃)可促进花花柴柱头伸长进而影响花器官生长,直至发育成熟。外施一定浓度的IAA对花花柴花器官的生长具有促进作用,沙漠环境中,外施0.3 μmol/L的IAA促进作用最明显而人工绿地则为0.1 μmol/L。

    播期对河北省超采水区白菜型冬油菜越冬率及产量的影响
    李和平, 李积铭, 李爱国, 武军艳, 宋聪敏, 申彦平, 杨莉
    2021, 37(4):  35-46.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0881
    摘要 ( 464 )   HTML ( 5)   PDF (3154KB) ( 279 )  
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    研究白菜型冬油菜在河北省的适应性,为冬油菜在当地的合理种植提供理论参考依据。引种12个抗寒性不同的白菜型冬油菜品种,设置不同的播种时间(9月5日、9月11日、9月17日、9月23日、9月29日和10月5日),研究其对不同冬油菜的越冬率和产量的影响。结果表明,引种的12份材料均匍匐生长,生长点凹陷。9月29日前播种,各品种均能生长至10叶期,越冬率>97%,产量较高;9月29日后播种,各试验品种未能生长至10叶期,幼苗较小,越冬率较低,其中,10月5日播种产量均显著降低。相关性分析表明,产量与越冬率、根颈直径呈极显著正相关性,与播期呈极显著负相关性。根据聚类分析结果,可将12个品种分为2大类:Ⅰ类包括天油178、天油142、衡油6号和陇油9号,4个品种产量均较高,适应河北省衡水市的气候条件,适合当地种植;Ⅱ类包括天油4号、15QX60、陇油12号、16RTS309、衡油8号、16QD367和陇油8号,其中天油4号、15QX60、陇油12号、16RTS309、衡油8号和16QD367为1个亚类,产量稍低于Ⅰ类品种,可作为当地参考种植品种;陇油8号单独1类,产量最低,根据其生长习性推断其适宜衡水市以北地区种植。天油178、天油142、衡油6号、陇油9号可直接作为栽培品种在当地推广应用。天油4号、15QX60、陇油12号、16RTS309、16QD367、陇油8号等品种可以考虑向衡水以北地区引种试验。

    黄淮与东北麦区小麦赤霉菌温度相关的致病力分化研究
    雒丽丽, 张昊, 杨美欣, 王云飞, 许景升, 徐进, 姚强, 冯洁
    2021, 37(4):  47-55.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1514
    摘要 ( 352 )   HTML ( 8)   PDF (2275KB) ( 324 )  
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    研究不同来源的禾谷镰孢菌群体在不同温度条件下对小麦的致病力分化。2018和2019年间分别从黄淮冬麦区和东北春麦区采集小麦赤霉病病样,经单孢分离纯化共得到110株镰孢菌,采用EF-1α序列比对技术对分类病原菌进行了种类鉴定,结果显示禾谷镰孢菌为两个生态区小麦赤霉病的优势种。随机选择两个生态区的禾谷镰孢菌菌株各10株,采用单小花注射法分别在温度较高的廊坊市与温度较低的西宁市接种。在温度较低的西宁市,两个生态区的禾谷镰孢菌群体存在明显的致病力分化现象,东北麦区的禾谷镰孢菌群体致病力明显高于黄淮麦区群体,而在温度较高的廊坊市,两个群体的致病力差异不显著。表明东北麦区的禾谷镰孢菌群体有明显的低温适应性,研究结果明确了温度影响禾谷镰孢菌群体的致病力,对于禾谷镰孢菌群体致病力分化研究和小麦赤霉病的综合防治具有重要意义。

    川芎非根际、根际及根茎内生真菌群落差异分析
    张秫华, 方千, 贾红梅, 韩桂琪, 严铸云, 何冬梅
    2021, 37(4):  56-69.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0702
    摘要 ( 493 )   HTML ( 8)   PDF (5671KB) ( 452 )  
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    获知并比较川芎非根际、根际与川芎根茎内生真菌的群落结构特征及其差异。利用高通量测序技术分析川芎非根际土(S)、根际土(R)及川芎根茎(P)的真菌群落结构及差异;采用FUNGuild分析真菌群落功能。川芎非根际土、根际土及川芎根茎中皆含有丰富的真菌类群,真菌群落均匀度和多样性表现为S>R>P,丰富度表现为R>S>P。在不同分类水平下,3组样本皆具各自的优势菌群。川芎非根际与根茎的真菌群落差异最大,根际土与植物次之,土壤之间差异最小。川芎非根际、根际及根茎内生真菌皆具有产地差异,且大小为S>R>P,环境因子对非根际及根际菌群影响效应为S>R。川芎非根际土真菌以腐生型为主,其次为病原菌型,根际土真菌以病原菌型为主,腐生型次之,川芎内生菌则以病原菌型真菌为主。从非根际土到根际土再到川芎根茎内部,真菌菌群结构特征及菌群生态功能呈连续的渐次性变化,证明川芎在栽培过程中,从产地土壤中获得部分物种并发生了连续积累或消减,形成特定的内生菌群,是其微生态群落结构构建的重要策略,这为理解中药道地性品质形成提供了科学参考。

    石灰对灵芝覆土连作障碍的防控作用及其微生物群落分析
    袁源, 黄海辰, 李琳, 刘国辉, 傅俊生, 吴小平
    2021, 37(4):  70-84.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0786
    摘要 ( 482 )   HTML ( 14)   PDF (12101KB) ( 141 )  
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    揭示石灰处理连作覆土对灵芝出芝率、产量、病害率和微生物群落变化的影响,为灵芝连作障碍的防控措施提供理论依据。以连作4年的灵芝覆土(CK)为对照,通过对覆土进行22.5 kg石灰浸泡处理(LI45)、45 kg石灰浸泡处理(LI90)和45 kg石灰匀撒处理(LS90),进而采用Illumina NovaSeq平台分别对CK、LI45和LI90组进行ITS1和16S rDNA扩增子测序。结果发现,相同剂量下石灰浸泡处理比石灰匀撒处理连作覆土显著改善灵芝连作障碍,并且在石灰浸泡处理组中出芝率、产量和部分菌群丰度变化呈剂量依赖性。与对照组相比,LI90组作用效果最显著,出芝率约提高了68.89%,产量约提高了135.87%,病害率大约降低了54.90%;在真菌属水平上,LI90组子囊菌门曲霉属等相对丰度较对照组明显降低;在细菌属水平上,LI90组覆土中贪铜菌属和嗜酸菌属等相对丰度较对照组显著提高,且贪铜菌属和嗜酸菌属相对丰度呈剂量递增。综上,LI90组石灰浸泡处理能够削减灵芝连作障碍作用,其可能与灵芝连作覆土中曲霉属等病原菌的降低,以及贪铜菌属等多种有益菌的增加有关。

    砂质潮土高效溶磷菌的筛选鉴定、条件优化及应用
    魏畅, 戚秀秀, 吴越, 刘晓丹, 王祎, 姜瑛, 柳海涛
    2021, 37(4):  85-95.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0550
    摘要 ( 413 )   HTML ( 11)   PDF (3996KB) ( 314 )  
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    从砂质潮土中分离筛选出一株高效溶磷菌,并初探其对土壤磷素形态变化及小麦生长的影响,旨在为其在实际生产中的应用奠定理论基础。利用PKO培养基从砂质潮土中分离几株溶磷菌,对比其溶磷能力,筛选出一株高效溶磷菌,综合菌株形态、生理生化特性以及16S rDNA 分子学鉴定菌株种属,对其溶磷条件进行优化,并通过盆栽实验探索菌株在土壤中的溶磷过程,验证菌株促生效果。结果显示,筛选出一株高效溶磷菌W6,经鉴定为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus);摇瓶实验结果表明:当培养时间为24 h、初始pH 6.0、装液量75 mL/250 mL、碳源为木糖、氮源为硝酸钾时,该菌株溶磷量达到最大;小麦盆栽实验结果表明:与对照相比,接种菌株W6的土壤H2O-P、NaHCO3-Po、NaHCO3-Pi、NaOH-Po、NaOH-Pi含量分别增加了127.3%、80.0%、54.5%、11.8%和20.0%,而难溶性HCl-P、浓HCl-Po、浓HCl-Pi、浓H2SO4-P含量分别降低了10.9%、23.0%、42.1%和33.3%,接种菌株W6的小麦根长、根表面积、根体积、根尖数、根直径分别显著增加了66.8%、57.0%、50.0%、13.6%和9.1%;小麦干重、氮、磷及钾含量分别显著增加了70.5%、32.1%、24.7%、94.2%和34.4%。菌株W6能够促进磷素形态由难溶性向有效性进行转化,对小麦根系的生长、发育具有明显的促进作用,提高植物对磷素的吸收及利用效率,在农业生产上有着较大的应用潜力。

    产几丁质酶的无色杆菌ZWW8的发酵产酶及酶学性质研究
    张瑶心, 王亮节, 郑文, 徐汉琴, 郑恋, 钟静
    2021, 37(4):  96-106.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0887
    摘要 ( 493 )   HTML ( 19)   PDF (5099KB) ( 480 )  
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    从湖北武汉地区虾壳堆积土壤中筛选得到一株分泌胞外几丁质酶菌株ZWW8,通过16S rDNA序列比对发现其属于无色杆菌属;通过碳源、氮源、温度、培养基pH、培养时间的单因素优化实验获得ZWW8菌株的最优发酵条件,该菌株在添加0.5%几丁质胶体,0.5% NH4Cl,初始pH 7.0的培养基中,于37℃培养2 d后胞外上清酶活力可达到33.9 U/L,是优化前酶活力的8倍;通过检测ZWW8菌株分泌胞外几丁质酶的酶学性质发现,其最适反应pH为5,最适反应温度为50℃。Ni 2+和Ca 2+能提高几丁质酶活性,而Hg 2+、Cu 2+和Zn 2+能明显抑制酶活。此外,几丁质酶还能在高盐条件维持活性和稳定性,并特异性结合几丁质。通过几丁质亲和层析纯化的胞外几丁质酶,在透析除去尿素后仍然具有活性。ZWW8菌株的几丁质酶具有独特的酶学特性,使其能作为高效稳定的生物催化剂,为实现在工业、农业和医学方面的应用潜能,以及几丁质资源的开发和利用奠定基础。

    高效原油污染降解菌的筛选、鉴定及菌群的构建
    朱淑芳, EHENEDEN Iyobosa, 宁海军, 尚洁昊, 李武阳, 孟宪刚
    2021, 37(4):  107-115.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1094
    摘要 ( 478 )   HTML ( 11)   PDF (3296KB) ( 319 )  
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    为获得高效原油降解菌株,从山东某油田的含油污泥中和实验室自有菌剂以及原油污染的土壤中分离筛选得到9株微生物,分别编号SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8和SF9。研究表明,9株菌对原油均有一定的降解能力。通过16S rRNA鉴定表明:SF1为中间苍白杆菌属(Ochrobactrum intermedium),SF2、SF8属于肠杆菌属(Enterobacter sp.),SF3、SF7为不动杆菌属(Acinetobacter sp.),SF4、SF5、SF6、SF9属于假单胞菌菌属(Pseudomonas sp.)。其中,菌株SF1降解能力最强,降解率达48.73%,菌株SF2、SF7、SF9的降解能力较强,降解率分别为41.90%、45.35%、32.25%,其他菌株的降解率也高于20%。通过正交实验得出,由菌株SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7和SF9且添加量为2∶1∶1∶1∶1∶1∶2∶2组成的菌群对原油的降解效果优于单个菌株,该菌群为最佳高效菌群,降解率达57.88%。

    四株PGPR菌株混菌发酵体系的构建及促生效应评价
    周静, 黄文茂, 秦利军, 韩丽珍
    2021, 37(4):  116-126.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0989
    摘要 ( 408 )   HTML ( 10)   PDF (3721KB) ( 274 )  
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    构建由4株PGPR菌株组成的混菌发酵体系并进行辣椒接种,为微生物复合菌剂的研制及开发奠定基础。通过单因素、正交实验及响应面法,优化4株菌混菌发酵的培养基和发酵条件,盆栽实验评价复合菌液对辣椒的促生效应。混菌发酵体系的最适碳氮源及比例为蔗糖∶酵母浸出物(5∶1),最适发酵条件为:温度29.7℃、pH 7.05、接种量3.19%、装液量为50 mL/250 mL;该条件下制备的复合菌液活菌数为2.94×1014CFU/mL,是单菌混合菌液的5.13倍。盆栽实验显示复合菌液显著提高了辣椒幼苗的株高、根长、鲜重及叶绿素含量,较4株菌混合菌液接种分别提高了8.01%、50.22%、43.66% 和 6.94%。利用混菌发酵体系制备的复合菌剂有更高的活菌数,可更好地发挥对辣椒的促生效应,在PGPR复合菌剂开发中潜力明显。

    贪铜菌利用混合餐厨废油合成聚羟基丁酸酯
    潘兰佳, 李杰, 林清怀, 汪印
    2021, 37(4):  127-136.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1107
    摘要 ( 515 )   HTML ( 7)   PDF (3996KB) ( 421 )  
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    餐厨废油是餐厨垃圾处理过程中的附加产物,是一种高含碳量的碳氢化合物。利用贪铜菌(Cupriavidus necator)以混合餐厨废油为单一碳源合成可生物降解塑料——聚羟基丁酸酯(PHB),分析菌株利用餐厨废油合成PHB的最佳条件,并对所合成的PHB进行了性质研究。通过进一步发酵培养,探究对比了不同发酵模式下菌株利用餐厨废油合成PHB的产量,为未来产业化奠定基础。结果表明:在30℃,150 r/min,pH 7.0,3%餐厨废油添加量和接种量条件下,Cupriavidus necator的生长量与 PHB 合成量均达到最大值,分别为9.5 g/L和7.6 g/L。利用5 L发酵罐进行分批培养,PHB的产量在发酵96 h后达到8.25 g/L。本研究利用餐厨废油合成的PHB平均分子量为30 kD,分散性指数(PDI)为1.44。PHB的熔化温度为175.7℃,分解温度为285.5℃,可以满足热塑性材料的需求。

    虫草素的抑菌活性及机理研究
    高苏, 马婕馨, 刘警鞠, 赵国柱
    2021, 37(4):  137-144.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1169
    摘要 ( 667 )   HTML ( 19)   PDF (4061KB) ( 276 )  
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    虫草素为蛹虫草等食药保健品的主要活性成分。为进一步评价分析虫草素的抑菌活性及机理,通过最低抑菌浓度及抑菌圈实验测定、扫描电镜观察虫草素对6种常见细菌的抑菌谱及效果,测定供试菌的生长曲线、胞内紫外吸收物质泄露和菌体形态变化,分析虫草素抑制菌体生长及破坏细胞结构机理。结果表明,在溶解度范围内虫草素对3种G+菌有明显抑菌效果,而对3种G-菌无明显抑菌效果。生长测定及电镜观察发现经虫草素处理后供试G+菌菌体形态严重受损,胞内紫外吸收物质外泄,细菌生长进程受阻;而部分供试G-菌菌体表面有轻微破损并伴随少量内容物泄露,但细菌生长进程不受影响。虫草素具有一定的抑菌选择性,更易破坏G+菌的壁膜系统起到抑菌作用,对G-菌整体生长进程无明显影响。

    锑在斑马鱼不同组织中的积累及其对抗氧化系统的影响
    徐琨, 杨爱江, 胡霞, 邹海洮, 李彬, 刘吉
    2021, 37(4):  145-154.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1060
    摘要 ( 453 )   HTML ( 10)   PDF (2847KB) ( 319 )  
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    研究在不同Sb浓度胁迫下,斑马鱼各组织中Sb的积累以及各类酶活性及含量变化。以斑马鱼为受试对象,暴露于Sb溶液(0、13.26、26.53、39.79 mg/L)中14 d后,测定各组织Sb积累量、SOD、CAT活性及GSH、MDA含量。结果显示Sb在各组织中积累顺序为肝脏>鳃>肌肉>脑,且随着Sb胁迫浓度增大而逐渐增多。随着Sb胁迫浓度增高,肝脏、脑、鳃、肌肉SOD活性呈现不同变化趋势;CAT活性及GSH含量均呈先上升后下降的趋势,表现为低浓度促进,高浓度抑制;MDA含量呈逐渐升高的趋势。综上表明,Sb可在斑马鱼不同组织积累,激活机体抗氧化防御系统,并使机体产生脂质过氧化。

    黄芩多糖的提取及其抗氧化和抗肿瘤活性研究
    李平, 胡建燃, 史宝忠, 赵晶磊
    2021, 37(4):  155-163.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0764
    摘要 ( 548 )   HTML ( 12)   PDF (4197KB) ( 515 )  
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    以中药黄芩(Scutellaria baicalensis)为材料,通过比较分析水提醇沉法、微波提取法及超声波提取法的提取率,寻找最优的提取方法。对黄芩多糖(S. baicalensis polysaccharides,SBP)进行精制后,通过体外抗氧化实验,检测SBP的羟自由基和超氧阴离子的清除能力及总抗氧化能力。通过MTT实验检测SBP对胃癌细胞MGC80-3增殖的影响,通过形态观察评估SBP对MGC80-3细胞形态的影响,然后通过western blot实验探讨其潜在分子机制。结果显示,微波提取法的SBP得率最高(7.26%);SBP对羟自由基具有明显的清除能力,对超氧阴离子具有一定的清除能力,具有较为理想的总抗氧化能力;SBP能够有效抑制MGC80-3细胞增殖,并影响其细胞形态;在蛋白水平上,低浓度SBP有效提高了Akt和p-IκB α水平,IKK β和pro-caspase3水平,以及LC3 B/LC3 A比值和cleave-caspase 3/pro-caspase 3比值则与SBP浓度呈正相关因此,SBP具有较好的抗氧化和肿瘤细胞抑制作用,具有开发为抗氧化剂和抗肿瘤药物的潜在价值。

    综述与专论
    全球转基因玉米商业化发展态势概述及启示
    焦悦, 韩宇, 杨桥, 黄耀辉, 安吉翠, 杨亚洲, 叶纪明
    2021, 37(4):  164-176.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0803
    摘要 ( 616 )   HTML ( 26)   PDF (6616KB) ( 820 )  
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    以国际农业生物技术应用服务组织(International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications,ISAAA)近23年发布的《全球转基因作物商业化发展态势报告》为基础,从转基因玉米的种植面积、应用率、审批情况、研发机构等方面对全球转基因玉米商业化发展历程进行了深入的剖析和阐述;同时介绍了我国转基因玉米商业化的进展概况并进行了展望,以期为我国转基因玉米商业化发展提供政策建议。

    植物化感作用研究进展——以抑制铜绿微囊藻生长为例
    钱凯荣, 马增岭, 李仁辉, 陈斌斌, 王敏, 朱淑楠, 荣梦薇, 秦文莉
    2021, 37(4):  177-193.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1158
    摘要 ( 631 )   HTML ( 25)   PDF (1201KB) ( 1061 )  
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    水体富营养化引起的藻华问题依旧是当前世界共同面对的难题,其中植物释放化感物质应对藻华是高效低耗的手段,受到国内外研究者的青睐。综述了不同水生植物和陆生植物对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长影响,总结了抑制铜绿微囊藻的植物种类、研究方法、化感作用效果以及化感作用机理,归纳了各种植物的化感作用特点,提出了植物化感抑藻研究中存在的问题,展望了植物抑藻效应的发展方向和前景。

    干旱胁迫下ROS的产生、清除及信号转导研究进展
    杨利, 王波, 李文姣, 王兴军, 赵术珍
    2021, 37(4):  194-203.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0804
    摘要 ( 698 )   HTML ( 33)   PDF (1540KB) ( 1636 )  
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    干旱胁迫是主要的非生物胁迫之一,严重阻碍了作物的生产。干旱胁迫导致ROS水平升高,过量的ROS会引起氧化胁迫,严重破坏脂质,核酸和蛋白质,导致严重的细胞伤害,甚至死亡。因此,维持ROS的生理水平对于需氧生物至关重要,它依赖于酶促抗氧化剂和非酶抗氧化剂等途径的协调作用。综述了干旱胁迫下ROS的产生、清除及信号转导的研究进展,旨为植物对干旱胁迫响应的研究提供参考。

    花器官液泡pH调控花色形成的研究进展
    张盖天, 祁惠, 杨锁宁, 褚志云, 田甜, 袁素霞, 刘春
    2021, 37(4):  204-210.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0615
    摘要 ( 516 )   HTML ( 23)   PDF (1877KB) ( 722 )  
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    植物花色是观赏植物研究的一个重要方向。花色受诸多因素影响,液泡pH是重要因素之一。从液泡pH调控花色变化的化学原理和质子泵调控液泡pH变化的分子机理两大方面,阐述了花器官细胞液泡pH对花色的影响,分析了目前尚待解决的关键问题并对未来的研究进行展望,为进一步研究液泡pH相关基因的功能及其分子调控机制奠定基础,对观赏植物的花色调控和花色分子育种具有重要意义。

    草甘膦对微生物影响的研究进展
    梁鑫, 张宝善, 刘继瑞, 余偲, 陈思雨
    2021, 37(4):  211-223.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0658
    摘要 ( 656 )   HTML ( 22)   PDF (2027KB) ( 729 )  
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    草甘膦是世界上应用最广、生产量最大的农业除草剂。它在节省劳动成本、提高农业生产效率、推动转基因农作物的发展等方面发挥了重要作用。随着草甘膦在环境中的不断积累,在越来越多的生物体内发现其残留。草甘膦对植物和微生物的作用机制相似,以微生物为工具研究抗草甘膦转基因农作物是目前研究热点,但有关草甘膦对微生物的生长繁殖及菌群演变等方面的关注却较少。主要综述了草甘膦对微生物的作用机制、对土壤和土壤外有益微生物的影响以及能降解草甘膦的微生物等内容。这对进一步认识和安全应用草甘膦,减少环境污染有一定的指导意义。

    细菌素的研究与应用进展
    田露, 吴咪, 缑敬轩, 龚国利
    2021, 37(4):  224-233.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0863
    摘要 ( 758 )   HTML ( 24)   PDF (1153KB) ( 1306 )  
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    随着食品安全问题日益受到国际社会的重视,以食品腐败/致病菌为靶点的细菌素应用受到了广泛关注。细菌素作为安全的天然防腐剂,可通过成孔、抑制细胞壁/核酸/蛋白质合成等不同的作用方式有效地抵抗食源性病原体。然而,抗细菌素突变菌株的出现和传播正阻碍着食品安全,越来越多的人开始注意食源性病原体对细菌素的耐药性现象,这将有助于人们对细菌素耐药性问题的深入研究。综述了细菌素的分类、合成和抑菌机理及生产方法,介绍了细菌对细菌素产生抗性的机制以及减轻细菌素耐药性的方法,进一步阐明了细菌素在食品保鲜中作为天然防腐剂的潜在应用。

    破囊壶菌生产角鲨烯的研究现状
    李梦凡, 谢云轩, 谢宁栋, 张爱卿, 汪光义
    2021, 37(4):  234-244.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1148
    摘要 ( 581 )   HTML ( 22)   PDF (1544KB) ( 597 )  
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    角鲨烯是一种重要的多不饱和三萜类物质,能参与人体内多个生理过程,具有增强机体免疫、延缓皮肤衰老、防癌等功效。破囊壶菌在异养条件下能够快速生长并合成较高含量的角鲨烯,具有开发生产角鲨烯的应用潜力。首先概述了破囊壶菌的生态学和生物技术应用潜力,重点讨论了利用破囊壶菌生产角鲨烯的研究现状,并对破囊壶菌合成角鲨烯的代谢途径进行了总结;然后,对影响破囊壶菌发酵生产角鲨烯的5个主要因素进行了综述,并总结了激素类物质对破囊壶菌角鲨烯产量的调控作用。对上述一系列问题的阐述旨在为利用破囊壶菌产角鲨烯的进一步研究开发提供参考。

    果蝇肠道干细胞及肠道菌群的研究进展
    金秋霞, 王思宏, 金丽华
    2021, 37(4):  245-250.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0875
    摘要 ( 897 )   HTML ( 26)   PDF (2048KB) ( 541 )  
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    动物肠道有强大的免疫系统、干细胞及微生态系统,肠道内微生物群在维持正常的肠上皮和免疫功能中发挥重要作用。正常情况下,肠道菌群处于微生态均衡状态,维持共生关系。肠道菌群的变化可通过影响肠上皮细胞引起代谢疾病发生,甚至改变宿主的行为模式。果蝇肠道的生理结构、干细胞增殖与分化机制及其小生境均与哺乳动物存在高度保守性,其肠道菌群结构远没有哺乳动物复杂,因此果蝇是研究宿主-共生菌相互作用的理想模型。将介绍和讨论果蝇肠道共生菌和干细胞增殖与分化的作用机制,对揭示人类肠道相关疾病的发生机制有着重要的科学意义。

    哺乳动物m6A与生长发育相关生物学功能研究进展
    薛翔澜, 丁洋洋, 刘悦, 李晓波, 蒋琳, 何晓红, 马月辉, 赵倩君
    2021, 37(4):  251-259.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1358
    摘要 ( 484 )   HTML ( 23)   PDF (2086KB) ( 1009 )  
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    RNA 表观遗传修饰N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)是RNA中存在最为广泛的中间化学修饰,普遍存在于生命体中,其中以哺乳动物中的研究最为广泛。m6A修饰酶和结合蛋白的发现证明了RNA甲基化修饰是动态可逆过程,常见的m6A修饰酶主要包括甲基转移酶和去甲基化酶。近年研究陆续发现通过调控m6A在RNA修饰水平上影响mRNA剪切、翻译、稳定性、出核等过程。RNA甲基化介导的表观转录组学参与诸多生物学过程。结合m6A前沿研究成果,对m6A甲基化主要的修饰酶、检测方法及其在胚胎发育、肌肉发育与脂肪生成等方面的生物学功能进行综述,旨为探究m6A甲基化修饰在动物重要的生物学过程中的调控机制寻找新方向。

    技术与方法
    高粱抗旱性鉴定方法及分子生物学研究进展
    江佰阳, 白文斌, 张建华, 范娜, 史丽娟
    2021, 37(4):  260-272.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0941
    摘要 ( 421 )   HTML ( 16)   PDF (1178KB) ( 522 )  
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    高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]是世界上重要的粮食、饲料和能源作物,因其根系发达,吸水能力强,水分利用率高,具有较强的耐旱性,广泛种植于干旱半干旱地区,在农作物抗旱研究领域具有重要的研究价值。干旱是影响高粱生长发育的主要逆境因素,高粱不同品种间抗旱性存在较大差异,筛选抗旱性强的高粱品种,对推动高粱抗旱育种进程具有重要的理论和实践意义。介绍了高粱不同生长发育时期抗旱性的鉴定方法、鉴定指标和高粱抗旱种质资源的评价方法,从转录组分析、抗旱QTL 定位、抗旱基因挖掘3个方面综述了高粱分子遗传研究进展,并对高粱抗旱性研究的发展方向进行了展望,以期为今后深入探究高粱抗旱分子机制、加快高粱抗旱分子遗传育种提供参考。

    芝麻渣中蛋白提取方法的比较研究
    焦晓波, 王高杨, 李锦红, 王晓艺, 孟国庆, 崔建东
    2021, 37(4):  273-281.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1130
    摘要 ( 788 )   HTML ( 34)   PDF (4802KB) ( 769 )  
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    芝麻渣是芝麻榨油后的主要副产物,含有丰富的蛋白质。但是目前除了少部分被当成饲料或肥料使用外,大部分芝麻渣被作为废弃物丢弃,造成环境污染和蛋白资源的严重浪费。将芝麻渣中的蛋白质提取进行高值化利用,具有广阔的应用前景和重要的现实意义。以芝麻渣为材料,分别利用低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)法和碱溶酸沉法从芝麻渣中提取芝麻蛋白,建立了一种由醋酸钠(CH3COONa·3H2O,SAT)和尿素形成的DES提取芝麻蛋白的方法。考察了提取温度、时间、固液比和提取次数等条件对蛋白提取率的影响,通过单因素实验得到SAT-尿素体系提取芝麻蛋白的最佳工艺条件为:在温度为75℃,提取时间180 min、固液比为1∶50、利用乙醇沉淀蛋白的条件下,提取两次,总蛋白提取率可达71.41%,所制备的芝麻蛋白纯度为89.43%。相比于碱溶酸沉法,DES法不仅提取的芝麻蛋白纯度高,而且DES可回收使用、无废液污染。这些结果表明DES法是一种新型绿色的植物蛋白提取方法。

    新型冠状病毒及其临床检测方法研究进展
    李家俊, 郑潇, 盛杰, 徐瑶
    2021, 37(4):  282-292.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0954
    摘要 ( 922 )   HTML ( 53)   PDF (2887KB) ( 751 )  
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    2019年底新型冠状病毒肺炎在国内武汉爆发、流行,并迅速扩散至全球,主要通过呼吸道飞沫和密切接触传播,传染能力极强,部分患者无症状却具备感染他人的能力。新冠肺炎的确诊对于疫情的防控、病患的早发现、早隔离、早治疗尤为关键。新冠病毒的检测以核酸及特异性抗体检测为主。综述了新型冠状病毒的病原学特点与检测方法的研究进展,介绍了检测技术的原理和应用现状,以期为新冠肺炎的临床准确诊断及疫情防控提供一些帮助。

    RNA聚合酶II动态调控及其成像技术的研究进展
    钱虹萍, 陈博, 林金星, 崔亚宁
    2021, 37(4):  293-302.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1015
    摘要 ( 639 )   HTML ( 23)   PDF (2129KB) ( 380 )  
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    RNA聚合酶II(RNA polymerase II,RNAP II 或Pol II)在调节生物生长发育和响应环境变化中发挥着重要的作用。转录工厂是细胞核RNA聚合酶II集合的位点,多个基因被招募到转录工厂发生共转录,形成一个高度动态协调的过程。尽管真核生物转录过程中RNA聚合酶II的重要功能已经被广泛研究,但是植物RNAP II 在不同生理条件下的活体动态特征仍然知之甚少。活细胞单分子成像技术和分子标记技术的发展,将有助于提升人们对植物RNAP II 的活体动态特征的新认识。主要阐述了真核生物RNAP II 的结构和功能特点,并介绍了细胞核内RNAP II 的动态调控转录机制,重点总结了活细胞内RNAP II 的动态标记和成像技术的研究进展,以期为今后开展植物RNAP II 的动态调控研究提供理论依据。

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    2021, 37(4):  303-303. 
    摘要 ( 124 )   PDF (334KB) ( 98 )  
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    封面
    2021, 37(4):  304-304. 
    摘要 ( 82 )   PDF (186KB) ( 97 )  
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