当期目录

2025年 第41卷 第2期    刊出日期：2025-02-26

上一期   

综述与专论

植物富含甘氨酸蛋白家族功能研究进展

王斌, 林薇, 肖艳辉, 袁晓

2025, 41(2):  1-17.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0795

摘要 ( 131 )   HTML ( 19)   PDF (1744KB) ( 80 )  

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富含甘氨酸蛋白（glycine-rich proteins, GRPs）是一类序列中含有甘氨酸高度重复序列的蛋白家族，植物GRPs家族成员众多，其功能丰富多样。目前的研究表明，GRPs在植物生长发育以及对环境因子的响应中具有重要作用。早在1986年在植物中分离鉴定了第一个GRP基因，近年来有关GRPs参与植物生长发育与逆境响应的研究取得了显著进展，丰富了人们对GRPs功能的认识，但国内仍缺少对植物GRPs功能的系统总结。为此，本文系统总结了GRPs家族蛋白的序列结构特征、家族分类、亚细胞定位特性以及它们在植物生长发育与逆境胁迫调控中的最新研究进展。根据序列结构的差异，植物GRPs家族可分为五大类，第Ⅳ类的GRPs又可分为4个亚家族。植物GRPs家族基因的表达具有明显的组织特异性和发育阶段特异性，同时还受多种环境因素的调控。GRPs不仅是细胞结构的重要组分，还广泛参与植物正常和逆境环境下的生物学过程，在逆境条件下可能还具有一定的跨细胞器穿梭能力。通过本文的系统总结，期望能为国内相关领域的研究提供参考和借鉴，推动国内对植物GRPs功能的研究向更高水平前进，并为后续研究提供可借鉴的思路和方向。

盐碱胁迫下褪黑素对作物生理机制影响的研究进展

赵长延, 柳延涛, 贾秀苹, 刘胜利, 雷中华, 王鹏, 朱志锋, 董红业, 吕增帅, 段维, 万素梅

2025, 41(2):  18-29.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0670

摘要 ( 90 )   HTML ( 13)   PDF (1961KB) ( 69 )  

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随着全球环境变化和土地资源的不合理利用，土壤盐碱化问题日益严重，对农业生产造成了巨大威胁。褪黑素作为一种广泛存在于生物体内的小分子物质，近年来，在作物逆境生理研究中受到广泛关注。本文综述了褪黑素对作物耐盐碱生理机制的影响研究进展，主要对褪黑素对作物生长发育、维护离子平衡、增强抗氧化系统、改善光合作用、渗透调节，以及转录组和代谢组分子水平等方面的最新研究成果进行综述，并探讨了未来的研究方向，以期为利用褪黑素提高作物耐盐碱能力提供理论依据和技术支持。

DNA甲基转移酶在表观遗传学中的应用研究进展

周文健, 崔晓楠, 施威扬

2025, 41(2):  30-39.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0526

摘要 ( 73 )   HTML ( 7)   PDF (1620KB) ( 36 )  

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DNA甲基转移酶是一类在DNA甲基化过程中起到关键作用的酶。在生物体内，DNA甲基转移酶可以将甲基基团添加到核酸分子上，从而引入DNA甲基化修饰，改变遗传表现并调控基因表达。DNA甲基转移酶可以在体外进行融合重组表达，并导入细胞在染色质上引入人为的DNA甲基化修饰。利用这一特性，近年来，科研人员通过对基因组特定位置进行甲基化标记，并结合高通量测序，开发了多种基于DNA甲基转移酶的表观遗传测序技术，其应用包括染色质可及性测量、核小体定位、转录因子印迹和组蛋白修饰检测等。这些技术在获得表观遗传修饰信息的同时也可以获得基因组学信息以及内源性的DNA甲基化信息，因此成为了表观遗传学的重要检测方法。本文介绍了表观遗传修饰研究方法，综述了多种基于DNA甲基转移酶检测表观遗传修饰的测序技术的原理及应用，并对其未来的发展进行了讨论与展望，以期为表观遗传学的研究提供参考。

瘤胃氨同化通路及基因进化研究进展

王彤, 肖汉杰, 谢昊炅, 张立申, 姚晓亮, 严慧, 纪守坤

2025, 41(2):  40-50.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0764

摘要 ( 48 )   HTML ( 7)   PDF (4100KB) ( 26 )  

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蛋白质饲料资源的短缺严重限制着我国畜牧业的持续稳定发展。反刍动物具有将非蛋白氮转化为氨基酸或蛋白质的独特能力，添加非蛋白氮是缓解反刍动物蛋白饲粮短缺的有效途径，但瘤胃氨同化是限制其利用效率的关键步骤。因此，如何提高反刍动物氮同化效率是缓解蛋白饲粮短缺的重要手段。氨同化指游离氨并入碳骨架形成含氮有机物的过程。瘤胃微生物可以将游离的氨同化为微生物蛋白质（microbial protein, MCP），为反刍动物提供49%-98%的可代谢蛋白质。瘤胃氨同化作用可通过4条通路进行：①谷氨酸脱氢酶（glutamate dehydrogenase, GDH）：氨与α-酮戊二酸在GDH的作用下发生胺化生成谷氨酸；②谷氨酰胺合成酶-谷氨酸合成酶（glutamine synthetase-glutamate synthase, GS-GOGAT）：氨和谷氨酸经GS催化后形成谷氨酰胺；③丙氨酸脱氢酶（alanine dehydrogenase, ADH）：氨和丙酮酸可经过ADH通路生成丙氨酸；④天冬酰胺合成酶（asparagine synthetase, AS）：天冬氨酸和氨可通过AS通路发生酰胺化生成天冬酰胺。本文深入探究了瘤胃微生物氨同化通路反应过程，综述了瘤胃4条氨同化通路过程及其关键微生物、酶和影响因素，并通过构建系统发育树解析了瘤胃细菌不同氨同化基因的进化关系，为反刍动物氨氮高效利用提供理论支持。

技术与方法

水稻叶片淀粉的分离与理化性质分析

方慧敏, 顾艺枢, 张晶, 张龙

2025, 41(2):  51-57.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0628

摘要 ( 60 )   HTML ( 12)   PDF (2348KB) ( 46 )  

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目的 分离高质量的叶片淀粉有助于研究叶片淀粉的理化特性及发育调控机制。利用已报道的叶片淀粉提取方法分离水稻叶片淀粉，步骤繁琐，操作要求高，且分离的水稻叶片淀粉纯度不高。因此，需要建立一种适合水稻叶片淀粉提取的方法。 方法 优化获得一种操作简单的水稻叶片淀粉分离和纯化方法，主要包括叶片磨粉、细胞裂解、淀粉释放、过筛、杂质去除、静置沉降、水洗淀粉、乙醇脱水和烘干保存9个步骤。该方法改良的核心在于利用静置沉降替代拟南芥叶片淀粉提取方法中的离心收集淀粉，通过3次悬浮沉降即可有效分离水稻叶片淀粉。 结果 利用该方法分离纯化3种水稻叶片的淀粉，经测定沉淀中淀粉纯度可以达到87%。与多角形的水稻胚乳淀粉粒形态相比，水稻叶片淀粉粒呈现扁平状和长的椭球形，且淀粉粒显著小于胚乳淀粉粒。热力学特性分析显示水稻叶片淀粉的糊化起始温度、峰值温度和终止温度显著高于胚乳淀粉，而热焓值低于胚乳淀粉。 结论 优化的叶片淀粉分离和提纯方法操作过程简单并且环保，获得的高纯度水稻叶片淀粉可以用于淀粉形态和理化特性的研究。

VIGS技术在棉花全生长周期中的应用拓展研究

丁若羲, 豆硕, 安叶芝, 孔文慧, 郭文静, 张冬梅, 王省芬, 马峙英, 吴立柱

2025, 41(2):  58-64.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0729

摘要 ( 62 )   HTML ( 11)   PDF (2760KB) ( 103 )  

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目的 突破棉花VIGS技术仅应用于棉花子叶期的时间限制瓶颈，弥补棉花生殖生长时期VIGS技术的应用缺陷。 方法 以农大棉8号为材料，以GhCLA1为验证基因，对4日龄棉苗（子叶未展开）进行茎注射，对7日龄棉苗（子叶完全展开）进行子叶注射，对开花期和结铃期的棉花植株分别在茎节间、新生果枝基部、新生叶片等组织部位进行VIGS注射，利用表型观察和RT-PCR技术验证目的基因的沉默效率和持续时间。 结果 4日龄棉花幼苗经茎VIGS注射后叶片白化率为80%，7日龄棉花幼苗经子叶VIGS注射后叶片白化率为100%，开花期和结铃期的棉花植株经新生果枝基部VIGS注射后白化率分别为90%和68.75％。 结论 获得了稳定的棉花全生长周期的VIGS应用技术体系。

基于重测序的菠萝基因组InDel标记的开发

贺涵, 刘传和, 喻梦凡, 袁梦萍, 魏岳荣, 杨敏, 邝瑞彬, 周陈平, 吴夏明, 徐泽

2025, 41(2):  65-76.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0728

摘要 ( 33 )   HTML ( 6)   PDF (2578KB) ( 21 )  

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目的 基于菠萝种质的基因组重测序数据研发菠萝InDel分子标记，为菠萝种质资源的创新利用奠定理论基础。 方法 选取4份代表性菠萝种质进行基因组重测序，鉴定插入/缺失长度大于30 bp的InDel位点。根据InDel位点信息设计InDel标记引物，选择扩增条带清晰、分离效果好的引物用于菠萝种质遗传多样性分析。 结果 在4份菠萝种质中鉴定到插入/缺失长度大于30 bp、测序深度大于10 ×的InDel位点1 559个。基于InDel位点的上下游序列信息，在全基因组范围内设计候选InDel标记引物372对，其中264对引物表现出稳定的多态性，多态性比例为70.97%。采用50对多态性高的核心标记引物分析58份菠萝种质的遗传多样性。共检测到等位位点103个；各标记的平均有效等位位点数（Ne）为1.816 4个；Shannon’s多样性指数（I）的变异范围为0.272 8-0.746 4，平均值为0.634 6；多态性信息含量（PIC）为0.132 9-0.425 1，平均值为0.342 2；Nei’s基因多样性指数（H）变异范围为0.143 1-0.514 3，平均值为0.441 2。通过聚类分析在遗传距离0.75处将58份菠萝种质分为4个类群，其中第Ⅳ类群可进一步分为2个亚群。采用群体结构分析将58份种质划分为2个稳定群体，其中POP-1群体与聚类分析获得的第Ⅳ-2亚群重合，主要由纯种卡因类种质组成。 结论 研发的50个菠萝核心InDel标记能精准区分不同菠萝品种，对于深化菠萝遗传多样性分析、完善遗传图谱构建和加速分子标记辅助育种进程具有重要意义。

反刍动物乳源microRNA分析技术研究进展

孙同玉, 荣飞飞, 高展, 马涛

2025, 41(2):  77-84.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0783

摘要 ( 38 )   HTML ( 2)   PDF (947KB) ( 15 )  

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母乳不仅含有幼龄反刍动物生长必要的营养物质，还含有多种生物活性成分如微小核糖核酸（microRNA）。乳源microRNA存在于胞外囊泡之中，后者是一类脂质双分子层包裹的膜状结构，可以被宿主肠道细胞吸收，对幼龄反刍动物的生长发育起到调控作用，具有一定的抗逆性。分析乳源microRNA组成前通常要先提取胞外囊泡，主要采用差速离心法、密度梯度离心法和沉淀法，每种提取方法都有其优缺点，需要根据样本特点和试验条件选择合适的提取方法，提取到的胞外囊泡还需要经过电子显微镜、流式细胞术或纳米颗粒追踪分析等进行鉴定。乳源microRNA组成分析主要分为测序和生物信息分析两部分，前者需要选择合适的测序平台，后者主要包括数据质控、数据库比对、差异表达microRNA分析和microRNA功能预测等多个步骤，每个步骤都有多种类型分析软件可供选择，需要根据测序数据和分析软件的特点合理搭配分析方法，对测序数据进行精确且有效的信息挖掘。本文主要总结了近年来针对反刍动物乳源microRNA分析技术的研究进展，旨在为合理利用相应的技术研究乳源microRNA的组成和功能，从而有效调控幼龄反刍动物生长发育提供参考。

研究报告

小麦蛋白质二硫键异构酶基因家族的鉴定与表达

葛仕杰, 刘怡德, 张华东, 宁强, 朱展望, 王书平, 刘易科

2025, 41(2):  85-96.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0718

摘要 ( 62 )   HTML ( 9)   PDF (2589KB) ( 68 )  

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目的 通过对小麦蛋白质二硫键异构酶PDIL基因家族成员进行鉴定及表达分析，分析其在小麦不同器官和不同发育时期以及响应生物和非生物胁迫中的表达模式，为明确小麦PDIL基因家族功能奠定基础。 方法 以模式植物拟南芥和禾本科作物大麦PDIL基因家族蛋白序列为诱饵，在基因组数据库对小麦PDIL家族基因进行全基因组鉴定，利用生物信息学方法对其基因的理化性质、系统进化、染色体位置及基因结构进行分析，并分析PDILs基因在小麦生长发育、生物及非生物逆境的表达模式。 结果 鉴定得到31个小麦PDIL基因家族成员均为亲水蛋白，其中26个为稳定蛋白；亚细胞定位预测表明，小麦PDIL蛋白主要分布在细胞质和叶绿体中，在内质网和细胞核中也有分布；小麦PDIL基因家族可分为7个进化分支，同一分支基因结构和保守基序相似或相同，非均匀分布在19个染色体上；小麦PDIL基因家族成员含有多种响应逆境胁迫以及与水杨酸（SA）、茉莉酸甲酯（MeJA）、赤霉素（GA）、脱落酸（ABA）和生长素（IAA）等5类植物激素相关的顺式作用元件，部分基因具有与昼夜节律控制以及种子特性调控相关的元件；转录组数据表明，TaPDIL4-1A、TaPDIL4-1B和TaPDIL4-1D在不同生长时期组织都有较高的表达量；转录组分析和RT-PCR结果显示，TaPDIL4-1B在禾谷镰刀菌侵染后相对表达量升高，TaPDIL1-4A在干旱胁迫下表达量提高。 结论 31个小麦PDIL基因家族成员在进化过程中具有保守性，不仅参与小麦品质形成，还广泛参与生物和非生物逆境调控，其中TaPDIL4-1B可能参与小麦赤霉病抗性的调控，TaPDIL1-4A可能参与小麦干旱胁迫的应答。

基于全基因组关联分析和遗传多样性的大豆裂荚性状解析

宋英培, 王灿, 周会汶, 孔可可, 许孟歌, 王瑞凯

2025, 41(2):  97-106.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0358

摘要 ( 38 )   HTML ( 3)   PDF (2722KB) ( 23 )  

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目的 探究抗裂荚分子机制，挖掘抗裂荚大豆种质资源，可为揭示大豆裂荚性遗传和驯化机理、加速南方大豆抗裂荚新品种的选育提供依据。 方法 结合全基因组关联分析定位和野生栽培大豆群体遗传多样性分析，探寻大豆裂荚性相关基因。使用302份大豆材料进行2年表型测定，借助95 744个单核苷酸多态性标记进行全基因组关联分析。使用包括1 308份栽培大豆和203份野生大豆的重测序数据进行QTL区段序列的遗传多样性分析。 结果 通过全基因组关联分析检测到3个表型变异解释率大于10%的QTL位点，分别为qPdh-Chr08（Gm08：3048312）、qPdh-Chr15（Gm15：312814）和qPdh-Chr16（Gm16：29951529）。其中qPdh-Chr16是已知基因pdh1（Pod dehiscence habit 1）。结合野生和栽培大豆重测序数据发现，qPdh-Chr08和qPdh-Chr15内存在人工选择导致的群体分化序列，发现2个重要候选基因Glyma.08G038600和Glyma.15G003600。根据功能注释发现，这两个基因参与生长素和木质素的代谢。 结论 使用2年数据检测到大豆裂荚性2个新的QTL位点qPdh-Chr08和qPdh-Chr15，并在QTL区域内鉴定野生栽培大豆分化基因，最终筛选到2个重要候选基因。

过表达SlWRKY41提高番茄幼苗抗旱性

刘洁, 王飞, 陶婷, 张玉静, 陈浩婷, 张瑞星, 石玉, 张毅

2025, 41(2):  107-118.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0688

摘要 ( 715 )   HTML ( 12)   PDF (3034KB) ( 52 )  

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目的 探究SlWRKY41转录因子在番茄响应干旱胁迫中的作用，为进一步丰富番茄抗逆种质资源和选育抗旱品种提供理论依据。 方法 以野生型番茄‘Ailsa Craig’为材料，以其cDNA为模板克隆SlWRKY41基因，构建OE-SlWRKY41转基因番茄株系，对野生型和OE-SlWRKY41转基因番茄株系进行干旱处理，在处理第4、8天时对其进行表型观察和相关生理、生化指标的测定，并进行胁迫相关基因的表达分析。 结果 与野生型植株相比，干旱胁迫8 d后，OE-SlWRKY41转基因植株的叶片卷曲，萎蔫程度较轻，膜脂过氧化水平显著降低；气孔导度和蒸腾速率显著降低，净光合速率显著提高；根系形态指标整体呈现上升趋势，叶片相对含水量、抗氧化酶活性和渗透调节物质（可溶性糖和脯氨酸含量）显著增加，相对电导率显著降低；过表达SlWRKY41植株中的胁迫响应基因（SlSOD、SlPOD和SlP5CS1）显著上调。 结论 SlWRKY41能够响应干旱，过表达SlWRKY41能够提高番茄幼苗对干旱胁迫的耐受性。

外源绿原酸处理对设施番茄果实品质的影响

陈慧婷, 夏一楠, 颜伟, 张梦菲, 陈周梅, 侯丽霞, 刘新

2025, 41(2):  119-126.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0772

摘要 ( 57 )   HTML ( 9)   PDF (2306KB) ( 37 )  

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目的 番茄在栽培过程中，常存在着色不均、色泽差等问题，导致番茄口感差、出售难，而绿原酸是植物界中广泛存在的一种酚酸类物质，探究其对设施番茄果实品质的影响，为提高果实品质及深入探究绿原酸作用机理提供基础。 方法 以设施番茄‘京彩8号’（Solanum lycopersicum. ‘Jingcai No 8’）为实验材料，对其进行外源绿原酸（chlorogenic acid, CGA）处理后，检测相关果实品质指标，并通过RT-qPCR对番茄中成熟相关基因进行表达量的分析。 结果 外施绿原酸提高了番茄红素含量和类胡萝卜素含量，降低了叶绿素含量，促进了番茄果实的着色；能够增加番茄果实的单果重，降低番茄果实的硬度；提高番茄果实的可溶性糖含量和糖酸比，及果实的可溶性固形物含量和维生素C含量，促进番茄果实的生长和成熟，提升了番茄果实的风味和营养物质含量。对成熟相关基因表达量检测的结果表明，外施绿原酸可以诱导番茄中成熟相关转录因子、乙烯合成酶基因高表达。 结论 推测外源绿原酸能通过调控乙烯合成通路促进番茄果实着色和成熟，提高其品质。

‘金小童’大白菜BrcGASA3基因在盐碱胁迫下的表达分析及抗性鉴定

马天意, 许家佳, 路文婧, 吴艳, 沙伟, 张梅娟, 彭疑芳

2025, 41(2):  127-138.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0799

摘要 ( 34 )   HTML ( 5)   PDF (2685KB) ( 16 )  

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目的 对不同盐碱胁迫处理下耐盐碱性不同的大白菜（Brassica rapa ssp. pekinensis）品种中BrcGASA3的表达响应模式进行分析，对耐盐碱性相对较强的‘金小童’品种大白菜中BrcGASA3进行克隆，并在模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）中进行遗传转化以鉴定BrcGASA3的盐碱胁迫响应特性。 方法 利用实时荧光定量PCR对盐碱耐性不同的大白菜品种在不同浓度NaCl和Na₂CO₃处理过程中BrcGASA3的表达模式进行检测；对‘金小童’品种大白菜中BrcGASA3的编码序列进行克隆；构建BrcGASA3过表达转基因拟南芥并进行盐碱胁迫处理，观察植株表型并进行生理生化指标测定及分析。 结果 在NaCl处理中，较低浓度处理时耐盐性较高的大白菜中BrcGASA3表达量较高，较高浓度处理时耐盐性较低的大白菜中BrcGASA3表达量较高；在Na₂CO₃处理中，低浓度处理下两种大白菜中BrcGASA3表达量差异相对较小，高浓度处理下耐盐性较高的大白菜中BrcGASA3表达量显著高于耐盐性较低的大白菜；成功克隆获得‘金小童’大白菜中BrcGASA3的编码序列并构建了多个BrcGASA3过表达转基因拟南芥纯合体株系，发现在NaCl和Na₂CO₃处理下BrcGASA3过表达转基因拟南芥显示出低于野生型拟南芥的胁迫耐性；测定出在不同浓度NaCl和Na₂CO₃处理下BrcGASA3过表达转基因拟南芥和野生型拟南芥的渗透调节物质的含量、丙二醛含量、叶绿素含量等生理生化指标，初步阐释了过表达BrcGASA3降低拟南芥植株盐碱胁迫耐性的生理响应情况。 结论 在抗盐碱性不同的大白菜品种中BrcGASA3在不同程度盐碱胁迫处理下的表达响应方式不同，BrcGASA3在拟南芥中过表达降低了植株在盐碱胁迫处理下的生长能力。

miR172b/c-BnMSH7.A1模块响应甘蓝型油菜中Cu²⁺胁迫机制

刘芳, 杜芊芊, 何昊, 肖钢, 晏仲元, 郝小花

2025, 41(2):  139-149.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0584

摘要 ( 32 )   HTML ( 4)   PDF (4706KB) ( 19 )  

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目的 探究基于miRNA调控甘蓝型油菜BnMSH7.A1响应Cu²⁺胁迫的作用机理，为解析重金属胁迫响应机制中 miRNA的调控功能提供新的研究思路。 方法 通过克隆甘蓝型油菜BnMSH7基因，利用生物信息学方法进行序列特征及潜在功能分析，预测筛选出调控甘蓝型油菜BnMSH7基因的候选miRNA，并使用烟草双荧光素酶报告系统对其进行体外验证，过表达pre-miR172b和pre-miR172c侵染油菜子叶，进行体内验证。经不同浓度Cu²⁺处理油菜幼苗，RT-qPCR检测miR172b、miR172c和BnMSH7.A1表达情况，进行相关分析，推断Cu²⁺胁迫下，miR172b和miR172c对BnMSH7.A1的调控情况。 结果 野生型萤火虫荧光值与海肾荧光值比值比空白对照显著下降，说明BnMSH7.A1受miR172b和miR172c调控。同时体内验证发现miR172b和miR172c与BnMSH7.A1的表达规律相反，表现为抑制调控，进一步说明miR172b和miR172c可以调控BnMSH7.A1。经生物信息学预测发现，miR172b、miR172c和BnMSH7.A1启动子上均存在铜响应元件；且Cu²⁺处理后，根中pre-miR172b和pre-miR172c分别可以促进miR172b和miR172c表达，进一步促进BnMSH7.A1表达。叶中miR172b和miR172c负向调控BnMSH7.A1的表达，pre-miR172b、pre-miR172c与miR172b、miR172c呈负相关关系，但相关性不显著。 结论 在不同组织中miR172b/c-BnMSH7.A1模块的调控方式存在差异，在根中pre-miR172b、pre-miR172c与miR172b、miR172c均为正相关关系，miR172b/c可正向调控BnMSH7.A1表达。在叶中pre-miR172b、pre-miR172c与miR172b/c相关性不显著，但miR172b/c可负向调控BnMSH7.A1的表达。

糜子PmDEP1和PmEP3基因的克隆与表达特征分析

许圆梦, 毛娇, 王梦瑶, 王数, 任江陵, 刘宇涵, 刘思辰, 乔治军, 王瑞云, 曹晓宁

2025, 41(2):  150-162.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0689

摘要 ( 53 )   HTML ( 20)   PDF (14716KB) ( 36 )  

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目的 穗型是影响作物产量和机械化收割的重要因素，DEP1（Dense Erect Panicles 1）和EP3（Erect Panicle 3）基因是控制穗型形成的关键基因。旨在探究糜子（Panicum miliaceum L.）PmDEP1和PmEP3基因的结构与表达特征。 方法 以散穗型糜子笤帚糜子（ZM）、密穗型糜子M278和侧穗型糜子M350为材料，克隆获得PmDEP1和PmEP3，并对其开展生物信息学分析。采用RT-qPCR检测不同穗型糜子PmDEP1和PmEP3的表达模式。 结果 序列结果分析显示，PmDEP1 cDNA全长为1 044 bp，编码347个氨基酸，蛋白结构域预测为PAT1，二级结构以无规则卷曲为主，三级结构与水稻DEP1蛋白高度相似，预测定位于细胞核，与柳枝稷具有较高的同源性，拥有28个磷酸化位点，不具有跨膜结构和信号肽。PmEP3 cDNA全长1 215 bp，编码358个氨基酸，编码的蛋白属于F-box家族，二级结构以无规则卷曲和延伸链为主，三级结构与水稻Os02g0260200蛋白高度相似，预测定位于细胞质，与柳枝稷具有较高的同源性，不含信号肽，拥有32个磷酸化位点，具有少量的跨膜结构。RT-PCR结果显示，PmDEP1和PmEP3在不同时期的不同部位中表达，PmDEP1在拔节期的根中表达量最高，在抽穗期的笤帚糜子和M278中的叶部表达量最高，在M350中的茎部表达量最高。PmEP3在拔节期的叶中表达量最高，在笤帚糜子和M278抽穗期的叶部表达量最高，在M350的穗部表达量最高。 结论 PmDEP1和PmEP3为穗型基因，可能参与调控糜子穗型形成。

响应NO的藜麦CHX基因家族在盐碱胁迫下的表达模式

贾子健, 王宝强, 陈立飞, 王义真, 魏小红, 赵颖

2025, 41(2):  163-174.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0500

摘要 ( 36 )   HTML ( 6)   PDF (3703KB) ( 29 )  

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目的 CHX（cation/H⁺ exchanger）基因家族是植物特有的一价阳离子转运蛋白，在植物的生长发育、盐碱胁迫响应中发挥重要作用。从藜麦全基因组范围内鉴定CHX基因家族成员，分析相关基因表达特点，为后续CHX基因功能深入研究提供支撑。 方法 利用生物信息学方法，从藜麦基因组中鉴定CHX基因家族成员，并对其理化特性、系统进化关系、染色体定位、基因复制、基因结构和启动子区顺式作用元件等进行分析。利用转录组数据结合RT-qPCR分析CHX家族基因在混合盐碱胁迫和外源NO处理下不同器官的表达模式。采用烟草瞬时转化法检测目标蛋白的亚细胞定位情况。 结果 在藜麦基因组中共鉴定到51个CHX基因，系统发育分析将CHX家族划分为5个亚族。片段复制是CHX基因家族进化的主要原因，该基因家族经历了强烈的纯化选择。在转录组分析基础上，对其中10个CHX基因在盐碱胁迫和NO处理下的RT-qPCR鉴定分析表明，除CqCHX-10和CqCHX-25不表达以外，其余8个基因均在茎和根系中响应盐碱胁迫，并受到外源NO的正向调控。进一步对CqCHX-17蛋白亚细胞定位发现，该基因定位于细胞核和叶绿体。 结论 从藜麦基因组中鉴定出51个CHX家族成员。不同成员在不同组织中表现出不同的表达模式。CHX基因家族成员对盐碱胁迫和外源NO正向响应，CqCHX-17可能参与K⁺转运，并参与叶绿体基质pH调节。

葡萄HCT基因家族鉴定及其对低温胁迫的响应

颜伟, 陈慧婷, 叶青, 刘广超, 刘新, 侯丽霞

2025, 41(2):  175-186.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0597

摘要 ( 1173 )   HTML ( 7)   PDF (4893KB) ( 51 )  

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目的 羟基肉桂酰转移酶（hydroxycinnamoyl-CoA: shikimate hydroxycinnamoyl transferase, HCT）是双子叶植物中催化绿原酸合成的关键酶，广泛参与植物非生物胁迫应答。在葡萄全基因组中鉴定VvHCT基因家族成员，分析相关基因低温胁迫下表达模式，为后续研究提供理论基础。 方法 基于葡萄全基因组信息，利用生物信息学方法对VvHCT家族进行鉴定，并对家族成员理化性质、染色体分布、基因结构、蛋白保守结构、系统进化、启动子顺式作用元件以及组织表达特性进行分析，进一步利用荧光定量PCR检测VvHCT基因在低温胁迫下表达模式，最后通过瞬时转化方法对VvHCT8功能进行验证。 结果 在葡萄全基因组中鉴定到VvHCT的11个家族成员，编码398-457个氨基酸，分布于4条染色体上；按系统发育特征分为3个亚族；启动子顺式作用元件分析显示，VvHCT家族成员启动子上含有光响应元件、激素响应元件、应激响应元件、组织特异性元件和昼夜节律响应元件等；不同VvHCT家族成员表达模式存在较大差异；低温胁迫处理后VvHCT5表达量下调，其他10个家族成员表达量均上调；瞬时过表达葡萄叶片结果显示，VvHCT8能通过降低丙二醛和活性氧含量，缓解低温对葡萄叶片叶绿素和细胞膜的损伤。 结论 VvHCT8参与葡萄抵御低温过程，可作为葡萄抗寒候选基因。

基于转录组分析植物激素对洋葱鳞茎膨大发育的调控机制

李艳伟, 杨妍妍, 孙亚玲, 霍雨猛, 王振宝, 刘冰江

2025, 41(2):  187-201.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0671

摘要 ( 72 )   HTML ( 2)   PDF (4660KB) ( 36 )  

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目的 通过对洋葱发育不同阶段的鳞茎组织进行转录组比较分析，为研究植物激素在洋葱鳞茎形成过程中的分子调控机制提供依据。 方法 分别取洋葱出苗后33、47、61和75 d的鳞茎部位为试验材料，通过酶联免疫吸附法和气相色谱法检测，了解生长素、细胞分裂素、赤霉素3、脱落酸以及乙烯（前体ACC）含量在鳞茎膨大过程中的变化趋势；利用高通量测序技术进行转录组测序分析，从分子水平阐述植物激素对鳞茎发育的影响。 结果 从4个发育阶段的鳞茎中共检测到11 814个差异表达基因（DEGs），其中共同DEGs有3 311个；KEGG富集分析显示，不同发育阶段比较组DEGs均显著富集到“植物激素信号转导”通路，并对该通路上筛选到的36个主要DEGs进行表征；结合WGCNA分析每个模块与性状的r和P值，筛选到2个关键模块，通过转录因子预测，挖掘到3 028个转录因子unigenes与13个植物激素信号结构基因unigenes共表达，转录因子unigenes功能注释来自46个基因家族，最多的为锌指蛋白（C₂C₂、C₃H），其次为bHLH、NAC、ERF基因家族。 结论 通过转录组分析揭示了植物激素信号转导途径参与洋葱鳞茎膨大发育的相关基因。

‘宁杞1号’响应NaCl胁迫相关基因的差异表达分析

李晶晶, 胡进红, 梁旺利, 麻玉荣, 梁文裕, 王玲霞

2025, 41(2):  202-209.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0632

摘要 ( 35 )   HTML ( 5)   PDF (1703KB) ( 20 )  

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目的 探究盐胁迫下‘宁杞1号’（Lycium barbarum Ningqi 1）信号转导途径相关基因差异表达规律，为深入解析‘宁杞1号’耐盐碱的分子机理奠定基础。 方法 基于转录组测序技术，对不同浓度NaCl胁迫下‘宁杞1号’叶片信号转导途径相关基因的差异表达进行分析，同时，对信号转导途径相关酶活性进行测定。 结果 （1）在0、100、200和300 mmol/L NaCl胁迫处理7 d时，从‘宁杞1号’叶片中共鉴定到3个信号转导途径和14个信号转导相关基因差异表达。（2）随着NaCl浓度的增加，CIPK6的相对表达量呈下降趋势；MAPKK2的相对表达量呈上升趋势；MAPKKK18和MAPK3的相对表达量呈先升后降的趋势，RT-qPCR验证结果与RNA-seq测序结果基本一致。（3）随着NaCl浓度的增加，CIPK6、MAPKK2和MAPKKK18酶活性呈先升高后不变的趋势；MAPK3和PLD酶活性显著高于对照组；钙调素的含量随NaCl浓度增加而增加。 结论 ‘宁杞1号’可能通过诱导磷脂酰肌醇、MAPK级联反应及依赖Ca²⁺的SOS信号转导相关基因的差异表达响应NaCl胁迫，进而提高其耐盐性。

茶树CsWAK8克隆及其在响应冷胁迫过程中的功能分析

焦小雨, 吴琼, 刘丹丹, 孙明慧, 阮旭, 王雷刚, 王文杰

2025, 41(2):  210-220.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0542

摘要 ( 1368 )   HTML ( 5)   PDF (6729KB) ( 40 )  

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目的 细胞壁关联蛋白激酶（wall associated kinase，WAK）是一类特殊的类受体激酶（receptor like kinase， RLK），其在调节植物生长和应对生物或非生物胁迫等方面发挥着重要作用。探究CsWAK8在响应冷胁迫过程中的功能，为今后解析茶树抗寒机理提供理论依据。 方法 从茶树叶片中克隆了CsWAK8。采用实时荧光定量PCR（qPCR）分析CsWAK8在不同组织以及越冬期不同抗寒性茶树品系中的表达模式。通过农杆菌介导法在拟南芥中异源表达CsWAK8，并对转基因植株进行冷处理表型观察、酶活测定和冷响应相关基因表达检测。 结果 CsWAK8的CDS全长2 307 bp，编码768个氨基酸，具有WAK家族特征保守结构域。CsWAK8在茶树成熟叶片中高表达，在越冬期，冷敏感型茶树品系叶片和根中CsWAK8表达量多显著高于冷耐受型茶树品系。通过异源过表达获得了9株转CsWAK8拟南芥纯合株系，对其中3个株系进行了耐冷性分析，发现在冷胁迫下，转基因株系的根长和存活率显著低于野生型，盆栽苗莲座叶的枯死程度较野生型更高，且转基因株系L48在冷冻处理6 h时的MDA含量显著高于野生型。此外，qPCR分析结果显示，在冷胁迫下，转CsWAK8拟南芥中AtCBFs的相对表达量大多显著低于野生型。 结论 转CsWAK8拟南芥相较于野生型拟南芥对冷处理更敏感。CsWAK8可能通过CBF介导的冷信号途径在响应和耐受冷胁迫过程中起负调节作用。

激素和非生物胁迫下荷花GH3基因家族的表达分析

匡健华, 程志鹏, 赵永晶, 杨洁, 陈润乔, 陈龙清, 胡慧贞

2025, 41(2):  221-233.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0704

摘要 ( 43 )   HTML ( 3)   PDF (3486KB) ( 24 )  

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目的 探究荷花（Nelumbo nucifera）NnGH3家族成员的特征及其在非生物胁迫响应中的作用，为荷花抗逆新品种的选育提供新的关键候选基因资源。 方法 采用生物信息学方法从荷花全基因组中鉴定酰基酰胺合成酶（GH3）家族成员，对GH3基因编码的酰胺合成酶理化性质、染色体定位、三级结构预测、系统发育树、基因结构、共线性和表达模式等进行详细研究，并利用RT-qPCR技术探究NnGH3家族基因分别在低温（4℃）、厌氧（水淹）、盐害（300 mmol/L NaCl）及外源施加激素（0.1 mmol/L IAA、1 mmol/L JA和5 mmol/L SA）处理下的表达模式。 结果 从荷花基因组中鉴定出14个NnGH3家族成员，它们集中分布在5条染色体上，根据其在染色体的位置依次命名为NnGH3.1-3.14，其分子质量为365-630 aa，理论等电点均小于7，为酸性蛋白，亚细胞定位于细胞核和细胞质上；聚类分析表明GH3家族成员分为Group Ⅰ和Group Ⅱ两组，绝大多数成员含有3-4个外显子和GH3 superfamily结构域。14个NnGH3基因中有2对基因存在共线性，与拟南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻（Oryza sativa）GH3基因分别存在14和6对共线关系。顺式作用元件预测分析表明，该家族基因存在大量光、逆境和激素等响应元件。表达分析结果显示，NnGH3负向响应低温胁迫，绝大多数成员正向响应SA处理和盐胁迫，特异性响应IAA、JA处理及厌氧胁迫，其中Group Ⅱ中的NnGH3.4和NnGH3.13基因以及Group Ⅰ中的NnGH3.3基因在所有处理中表达量变化最为显著。 结论 在全基因组范围内从荷花中系统鉴定得到14个NnGH3家族成员，分为Group Ⅰ和Group Ⅱ两组，均含有GH3 superfamily结构域，为酸性蛋白。NnGH3家族基因在不同的外源激素和非生物胁迫条件下的表达具有特异性。

睡莲NAC转录因子的鉴定及其表达分析

钱政毅, 吴绍芳, 曹舒怡, 宋雅欣, 潘鑫峰, 李兆伟, 范凯

2025, 41(2):  234-247.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0642

摘要 ( 52 )   HTML ( 5)   PDF (2811KB) ( 199 )  

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目的 从睡莲基因组中鉴定NAC成员，并对其进化历程以及在不同组织和ABA胁迫下的表达模式进行分析，为睡莲NAC家族的分子进化提供理论基础，同时为睡莲NAC成员调控花器官形态建成和响应逆境胁迫提供候选基因。 方法 利用全基因组方法分析睡莲NAC家族成员的保守基序、基因结构、系统进化、染色体定位、基因复制事件、启动子顺式调控元件，并使用转录组和RT-qPCR对睡莲NAC家族成员在不同组织和ABA胁迫下的表达模式进行分析。 结果 从睡莲基因组中筛选出64个NAC成员，可分为15个亚家族。NcNAC成员不均匀地分布在睡莲14条染色体上，大部分成员定位于1、2、9和11号染色体上。睡莲NAC家族的片段复制事件与睡莲NAC家族的扩增紧密联系。NcNAC11、NcNAC43、NcNAC36和NcNAC52在花器官间的表达量较高，推断这些基因可能参与睡莲花器官的形态建成。NcNAC成员启动子区含有大量与胁迫响应相关的顺式调控元件，其中启动子区含有ABA响应元件最多的NcNAC07、NcNAC08、NcNAC34和NcNAC43能够响应ABA胁迫，表明NcNAC07、NcNAC08、NcNAC34和NcNAC43可能与睡莲的抗逆胁迫有关。 结论 在睡莲中有64个NcNAC成员，可以将其分为15个亚家族，NcNAC11、NcNAC43、NcNAC36和NcNAC52在花器官中的表达量较高，NcNAC07、NcNAC08、NcNAC34和NcNAC43能够响应ABA胁迫。

山新杨谷胱甘肽转移酶基因的生物信息学与表达模式分析

黄颖, 遇文婧, 刘雪峰, 刁桂萍

2025, 41(2):  248-256.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0430

摘要 ( 41 )   HTML ( 12)   PDF (3039KB) ( 25 )  

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目的 分析山新杨谷胱甘肽转移酶（GST）基因的表达模式，为深入研究木本植物GST基因的功能提供基础。 方法 克隆山新杨GST基因并进行生物信息学分析，通过荧光定量PCR技术分析GST基因在植物激素及非生物胁迫下的表达模式。 结果 克隆了3个PdbGST基因家族成员，分别命名为PdbGST1、PdbGST2和PdbGST3，cDNA全长分别为678、660和690 bp，编码氨基酸分别为225、219和229个，形成的蛋白质均为稳定亲水酸性蛋白，且均定位于细胞质。同时，这3个蛋白质均具有谷胱甘肽转移酶的典型结构，且其启动子区域具有能够响应生物或非生物胁迫以及植物激素的元件。此外，这3个基因的表达不同程度地受外源植物激素或非生物胁迫诱导。 结论 3个PdbGST基因均能够不同程度地响应非生物胁迫或外源植物激素的诱导，可能参与到杨树对逆境胁迫的响应过程中。

板栗SWEET基因家族成员的鉴定及表达分析

杨涌, 袁国梅, 康肖肖, 刘亚明, 王东升, 张海娥

2025, 41(2):  257-269.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0700

摘要 ( 60 )   HTML ( 9)   PDF (3264KB) ( 300 )  

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目的 SWEET基因家族与果实中淀粉含量、糖含量密切相关，分析板栗SWEET基因家族在板栗果实成熟过程中的表达模式，为后续研究板栗SWEET基因家族在果实成熟过程中的作用奠定基础。 方法 利用生物信息学方法鉴定出7种壳斗科物种SWEET基因家族，对其进行系统进化树构建、各个成员同源性分析、基因复制类型分析等；同时分析板栗SWEET基因家族蛋白理化性质、基因结构、选择压力、蛋白结构等；利用转录组和RT-qPCR分析板栗SWEET基因家族成员在不同果实成熟时期的表达模式。 结果 7种壳斗科物种中共包含了129个SWEET基因家族成员，7种壳斗科物种分化之前共拥有16个SWEET基因家族成员。板栗SWEET基因家族共有19个，不均地分布在9条染色体和1条contig片段上；同时其蛋白拥有较为一致的Motif分布、保守结构域分布。顺势作用元件分析结果显示，大量的生长发育相关元件、激素响应元件以及胁迫响应元件存在于板栗SWEET基因家族启动子序列上。转录组和RT-qPCR分析显示，有9个板栗SWEET基因家族成员在板栗果实成熟过程中表达。其中CmSWEET1、CmSWEET3、CmSWEET4、CmSWEET16及CmSWEET19随着果实成熟过程基因表达量下调；CmSWEET2及CmSWEET9随着果实成熟过程基因表达量上调；CmSWEET15与CmSWEET17随着果实成熟过程基因表达量先下调再上调。 结论 共鉴定了129个壳斗科物种SWEET基因家族成员，其中有19个板栗SWEET基因家族成员，CmSWEET15与CmSWEET17表达模式与可溶性糖变化模式相似，其可能调控板栗果实成熟过程中可溶性糖转运；CmSWEET1、CmSWEET2、CmSWEET3、CmSWEET4、CmSWEET9、CmSWEET16及CmSWEET19表达模式与淀粉变化模式完全一致或完全相反，其可能调控板栗果实成熟过程中淀粉积累。

板栗类黄酮合成通路13个基因家族的鉴定及表达分析

杨涌, 曹蕊, 康肖肖, 刘静, 王旋, 张海娥

2025, 41(2):  270-283.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0537

摘要 ( 66 )   HTML ( 9)   PDF (3646KB) ( 108 )  

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目的 从板栗基因组中鉴定类黄酮合成通路13个基因家族，分析其在果实成熟过程和果实顶部芽组织PCD过程中的表达模式，为后续研究板栗类黄酮相关基因功能奠定基础。 方法 利用生物信息学技术鉴定板栗类黄酮合成通路13个基因家族，对其系统进化关系、蛋白理化性质、蛋白结构、基因结构、顺式作用元件、共线性关系、密码子偏好性等内容进行分析，同时，利用转录组和RT-qPCR分析不同发育时期板栗果实成熟过程和果实顶部芽组织PCD过程表达模式。 结果 板栗类黄酮合成通路13个基因家族57个成员分布在12个染色体及4个contig上。各基因家族包含1-2个关键结构域，各基因家族成员内含子数量具有一定的相似性。顺式作用元件分析结果显示，大量的生长发育相关元件、激素响应元件以及胁迫响应元件存在板栗中类黄酮合成通路基因家族成员启动子上。在板栗基因组内共发现7对共线性基因对，同时，发现4个基因与8个单双子叶植物均有共线性基因。密码子偏好性发现RSCU值大于1的偏好A/U结尾，且ENC值均超过35。转录组与RT-qPCR结果都显示，多个黄酮合成通路基因在板栗果实成熟过程和果实顶部芽组织PCD过程表达量上调。 结论 共鉴定57个板栗类黄酮合成通路基因，CmLAR2、CmCHI1、Cm4CL1、CmC4H3、CmPAL1、CmPAL2、Cm4CL6和CmANR3在板栗果实成熟过程和果实顶部芽组织PCD过程均表达量上调，可能参与板栗果实成熟过程和板栗芽组织PCD过程。

花生种用品质影响因素及相关标记研究

于静, 于桂爽, 孙昊杰, 姜春姣, 苑广迪, 杨珍, 王志伟, 王超, 王传堂

2025, 41(2):  284-294.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0591

摘要 ( 39 )   HTML ( 4)   PDF (672KB) ( 22 )  

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目的 厘清品种、地点、气象因素和镉含量对花生种用品质的影响，并开发花生种用品质相关标记，为提高花生种用品质和实现花生高产稳产的产业目标提供依据。 方法 采用不同花生品种在北方区进行多点试验，对花生种用品质进行方差分析和多重比较；以种用品质指标为因变量、气象因子为自变量进行逐步回归分析；对籽仁镉含量与种用品质指标间的相关性进行分析；运用关联分析发掘花生种用品质相关分子标记。 结果 品种、地点、气象因素及其互作对花生种用品质的影响均达极显著水准。种植大粒花生的10个地点中，青岛发芽势、发芽率及发芽指数高于其他地点，唐山活力指数高于其他地点。种植小粒花生的12个地点中，青岛发芽势高于其他地点，青岛和唐山发芽率高于其他地点，青岛发芽指数和活力指数高于其他地点。大粒花生镉含量与4项种用品质指标存在显著或极显著负相关关系；在一定范围内，镉含量与小粒花生发芽指数存在着极显著正相关关系。利用标准发芽试验统计的4个种子活力性状数据与60对AhTE标记进行关联分析，选用的标记覆盖全部的花生20条染色体组，共发掘9个与花生种用品质显著相关的分子标记。 结论 品种、地点、气象因素和镉含量对花生种用品质均存在显著的影响，共获得9个与种用品质性状相关的分子标记。

当归肉桂醇脱氢酶AsCAD功能鉴定及表达分析

向春繁, 李勒松, 王娟, 梁艳丽, 杨生超, 栗孟飞, 赵艳

2025, 41(2):  295-308.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0760

摘要 ( 39 )   HTML ( 6)   PDF (7949KB) ( 23 )  

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目的 探究当归中木质素合成关键肉桂醇脱氢酶的催化活性及表达特性，为解决当归抽薹后根部木质化问题提供新的研究思路和理论基础。 方法 以非木质化根（UBP）和木质化根（BP）为实验材料，基于转录组数据挖掘候选肉桂醇脱氢酶基因；克隆AsCADs基因的全长CDS，构建pET-28a-AsCADs原核表达载体，转入大肠杆菌（E. coli）BL21（DE3），并诱导重组蛋白表达及体外酶活测定；生物信息学分析具有活性的CAD蛋白序列；利用实时荧光定量PCR对木质化和非木质化根部进行基因表达模式分析。 结果 共鉴定出30个AsCADs基因，其中挖掘并克隆到3个肉桂醇脱氢酶基因AsCAD1、AsCAD4和AsCAD24，均包含2个Zn ²⁺ 结合位点和1个NAD（H）辅酶结合位点。体外酶活测定发现AsCAD1能催化松柏醛和咖啡醛还原为相应的醇，AsCAD4和AsCAD24能催化对羟基肉桂醛、松柏醛、咖啡醛和芥子醛还原为相应的醇。AsCAD1、AsCAD4和AsCAD24开放阅读框为1 083 bp，编码360个氨基酸，理论等电点（pI）为6.1和5.52，AsCAD1为疏水性蛋白，AsCAD4和AsCAD24为亲水性蛋白，均不含跨膜结构和信号肽，亚细胞定位均定位在细胞质中。RT-qPCR结果显示AsCAD1在非木质化根（UBP）中的表达量高，而AsCAD4和AsCAD24在木质化根（BP）中的表达量高。 结论 成功克隆了AsCAD1、AsCAD4和AsCAD24基因，原核表达后蛋白均具有催化活性，其相对表达水平在木质化与非木质化根中存在差异。

紫金龙异紫堇定生物合成相关6-OMT基因克隆与功能表征

李明, 刘祥宇, 王益娜, 和四梅, 沙本才

2025, 41(2):  309-320.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0544

摘要 ( 42 )   HTML ( 9)   PDF (4284KB) ( 19 )  

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目的 （S）-去甲乌药碱O-甲基转移酶（6-OMT）是异紫堇定生物合成的关键限速酶，通过克隆与体外酶活验证紫金龙6-OMT基因功能，为解析紫金龙异紫堇定生物合成途径奠定基础。 方法 从紫金龙转录组数据中挖掘DsOMT基因，通过PCR扩增获得全长cDNA序列，并通过生物信息学分析DsOMT蛋白结构；分析DsOMT基因在不同组织中的表达水平；构建pET-28a-DsOMT原核表达载体，将其转入大肠杆菌BL21（DE3）进行诱导表达，纯化蛋白后进行体外酶反应，以表征其功能。 结果 从转录组数据中挖掘到4个DsOMT候选基因，分别命名为DsOMT07、DsOMT08、DsOMT010、DsOMT012，并成功扩增得到全长cDNA序列；4个DsOMT蛋白都不存在跨膜结构域和信号肽，属于膜外蛋白。系统发育显示4个DsOMT与6-OMT亚家族亲缘关系较近。对4个DsOMT的氨基酸序列进行分析，显示可能具有上游途径（S）-去甲乌药碱6-OH位点的催化活性。表达谱分析发现4个DsOMT基因在根中高表达。SDS-PACE结果表明DsOMT蛋白可溶性高，并在大肠杆菌中高效表达，体外酶反应后发现DsOMT010能够催化（S）-去甲乌药碱的C6的O-甲基化形成（S）-衡州乌药碱。 结论 成功克隆了4个DsOMT基因，属于膜外蛋白，与6-OMT亚家族亲缘关系较近，4个DsOMT基因在根中高表达；同时在大肠杆菌中实现了DsOMT的异源表达，并纯化蛋白进行了体外酶功能表征，鉴定到1个（S）-去甲乌药碱C6位O-甲基转移酶DsOMT010。

一株烟叶霉变真菌的分离鉴定及其致霉因素研究

项波卡, 周钻钻, 冯佳卉, 夏琛, 李奇, 陈春

2025, 41(2):  321-330.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0773

摘要 ( 40 )   HTML ( 3)   PDF (3684KB) ( 31 )  

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目的 开展烟叶霉变真菌的生物学研究对卷烟产业具有重要经济意义。 方法 利用平板分离法对致霉真菌进行分离纯化，利用测序技术和遗传进化分析对所得菌株进行鉴定，利用回接试验对所得菌株进行致霉性检测，利用生长检测确定所得菌株的致霉因素，利用模型模拟确定致霉因素的相关性。 结果 从霉变烟叶表面分离得到一株致霉真菌，经形态学及ITS序列同源性分析确定该菌株与Penicillium citrinum具有99.82%的同源性；致霉性实验证实，该菌株在相对湿度90%条件下可以导致烟叶霉变。致霉因素分析发现，该菌株的最适菌落生长及产孢条件为30℃和水活度为0.99。Gompertz模型模拟和因子分析表明，烟叶发生霉变与烟叶接触到的初始真菌孢子数量无显著的相关性，但与温度、水活度和温度水活度的互作密切相关。 结论 证实了Penicillium citrinum CY-H4具有致霉能力，温度和水活度是该菌引发烟叶霉变的主要致霉因素。

基于蛋白质组学方法探讨四氯化碳诱导的小鼠急性肝损伤的差异蛋白表达

黎伟华, 吴璟, 金学琴, 雷艳丽

2025, 41(2):  331-342.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0090

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目的 应用标记定量（TMT）蛋白质组学技术，探究化学诱导剂（carbon tetrachloride，CCl₄）致小鼠急性肝损伤的作用机制。 方法 20只SPF级雄性BALB/C小鼠随机分为对照组和诱导组，每组10只，腹腔注射诱导8周（2次/周）。通过测定血液生化水平及肝组织病理切片等指标评价肝损伤的程度。通过串联质谱标记技术（TMT）进行蛋白质组学分析，对发现的差异蛋白进行基因本体论（GO）注释、KEGG通路和蛋白互作网络分析。 结果 与对照组比较，CCl₄诱导组的血液生化指标谷草转氨酶（aspartate aminotransferase，AST）的值显著升高（P<0.05）；谷丙转氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷氨酰转肽酶（Y-glutamyl transpeptadase，GGT）、总胆汁酸（total biliary acid，TBA）的值极显著增加（P<0.01），且肝组织病理切片显示CCl₄诱导组小鼠肝损伤明显。利用TMT技术共鉴定了5 955个蛋白，其中440个蛋白强度增加，294个蛋白强度降低，差异蛋白在蛋白表达差异倍数、生物标志物应用和参与经典信号通路（JAK-STAT、PI3K-Akt、Rap1、GnRH、AGE-RAGE）中发挥重要作用。经典信号通路中差异蛋白存在显著富集，且富集程度相对较高。 结论 CCl₄作为肝损伤评价的理想化学诱导剂，参与了机体免疫、细胞分裂、凋亡和自噬、炎症和肿瘤形成等多个关键过程，多方向多靶点还原了肝损伤的病理机制，为保肝药物的研发提供了坚实的理论基础和视角。

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2025, 41(2):  343. 

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2025, 41(2):  344. 

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2025, 41(2):  345. 

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