当期目录

2025年 第41卷 第4期    刊出日期：2025-04-26

上一期   

综述与专论

SPINDLY和SECRET AGENT介导的蛋白糖基化调控植物发育与逆境响应

樊玥妮, 仙保山, 师艺萍, 任梦圆, 徐佳慧, 魏绍巍, 许晓敬, 罗晓峰, 舒凯

2025, 41(4):  1-8.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0916

摘要 ( 358 )   HTML ( 72)   PDF (1550KB) ( 197 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

蛋白糖基化修饰调控诸多生物学过程，尤其是在动植物发育与非生物/生物逆境胁迫响应方面，取得了很多重要的进展。O-乙酰氨基葡萄糖基化（O-GlcNAc）及O-岩藻糖基化（O-Fuc）是两类重要的蛋白翻译后修饰。其中，SECRET AGENT（SEC）和SPINDLY（SPY）作为重要的O-乙酰氨基葡萄糖转移酶（OGT）同源蛋白，分别负责O-GlcNAc和O-Fuc修饰，其在植物生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥了重要的作用。本文系统总结了植物中蛋白的O-GlcNAc和O-Fuc修饰过程及相关酶类，分析了SEC和SPY的进化特点，重点聚焦它们参与植物发育及逆境响应的调控机制，并探讨了未来植物蛋白糖基化修饰的研究热点和挑战。

植物中苯并噁嗪类化合物的研究进展

李晓明, 尚秀华, 王有霜, 吴志华

2025, 41(4):  9-20.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0497

摘要 ( 331 )   HTML ( 23)   PDF (1140KB) ( 846 )  

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植物次生代谢物作为调节生长发育的调节剂和防御物质重要组成部分，其化合物种类是极其复杂的。苯并噁嗪类化合物（benzoxazinoids, BXs）作为生物碱家族的次生代谢物之一，具有天然植物活性物质成分，被应用在药物成分和食品添加剂等领域，其药理和保健作用已成为新的研究热点。当前，有关BXs化合物研究都集中在禾本科玉米和小麦中，其调节机制研究还不够深入。本文从BXs化合物的组成、分类及代谢途径，详细介绍了其次生代谢过程，进化特征表明其存在特有生物合成簇结构。归纳总结了BXs化合物在植物生长发育中扮演着防御作用，包括对昆虫的防御作用、微生物的相互作用和竞争植物的化感作用。并且BXs作为信号分子介导植物对金属离子螯合、响应外界环境刺激和参与植物激素的调节剂，揭示了BXs化合物在植物与环境条件相互作用中的重要功能。同时，总结出BXs化合物目前研究所面临的问题及解决办法，相信随着BXs化合物的深入研究必将有力地促进新型农业生产和可持续战略实践的发展，有助于深入挖掘其潜在应用价值，解决当前农林业生产面临的多重挑战。

棉花野生种质资源的育种应用研究与前景

牛若宇, 高瞻, 熊显鹏, 祝德, 罗皓天, 马学远, 胡冠菁

2025, 41(4):  21-32.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0890

摘要 ( 227 )   HTML ( 20)   PDF (1532KB) ( 152 )  

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驯化和长期育种导致的遗传瓶颈效应显著降低了栽培棉花的遗传多样性，限制了其新品种开发和适应未来挑战的潜力。野生种质资源则作为重要的基因库，为改良栽培棉提供了丰富的遗传多样性。本文系统综述了棉花野生种质资源在遗传多样性研究、优异耐逆资源挖掘、控制复杂农艺性状的异源四倍体重复基因挖掘，以及杂交育种材料创制中的最新进展与挑战，并靶定了4个亟待解决的关键科学问题，作为推动野生棉资源高效利用和育种创新的重要方向。未来研究将进一步利用野生种质资源的优异基因，联合基因组学、转录组学、表观组学等多组学技术，揭示关键功能基因及其调控机制，破解光周期敏感性机制，并结合基因编辑技术，推动优异基因向栽培种快速导入，实现棉花育种的创新发展。

昆虫共生菌在降解塑料和农药中的应用研究

王争艳, 樊芳蕾, 叶天伟, 罗琼, 赵亚茹

2025, 41(4):  33-46.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0902

摘要 ( 188 )   HTML ( 12)   PDF (2771KB) ( 521 )  

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在长期的协同进化过程中，共生菌与昆虫宿主形成了较为稳定的共生关系。共生菌分布于昆虫体内外的多个部位，参与调节宿主昆虫的多种生理过程。一些昆虫共生菌能产生水解酶、氧化还原酶和转移酶，这些酶在降解聚烯烃类塑料、聚酯类塑料以及农药中发挥了关键作用，在环境生物修复中有一定的应用潜力。但是，由于塑料结构复杂且化学性质相对稳定，降解环境复杂多变，在环境生物修复中应用昆虫共生菌时需克服诸多难题，如共生菌及其产生的酶存在活性低、稳定性差、底物谱窄、安全性不明、降解产物存在毒性和破坏原生态平衡。本文对昆虫共生菌降解塑料和农药的机制、能降解塑料和农药的昆虫共生菌的种类、筛选方法及其在环境生物修复中的应用现状进行了综述，分析了存在的问题及其解决途径，并对未来的研究方向进行了展望，期望能为相关领域的研究提供参考和借鉴，推进昆虫共生菌在环境生物修复中的应用。

生物合成聚乳酸研究进展

鲁天怡, 李爱朋, 费强

2025, 41(4):  47-60.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0982

摘要 ( 1694 )   HTML ( 34)   PDF (2620KB) ( 143 )  

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聚乳酸（polylactic acid, PLA）是以乳酸为原料聚合而成的非天然生物可降解塑料，具有优良的生物降解性，是碳达峰、碳中和背景下传统石油基塑料的重要替代品之一。作为典型的碳中和材料，PLA正逐步成为国民经济和社会发展所需的基础性大宗原材料。目前，PLA主要通过生物发酵与化学聚合相结合的工艺生产，生产过程复杂，成本较高，且存在毒性物质残留的隐患。因此，更加绿色便捷的生产方法开发成为PLA合成领域的关注热点。随着合成生物学、蛋白质工程和代谢工程的快速发展，PLA全生物合成关键酶被逐渐挖掘和改造，PLA全生物合成路径被设计和组装，以具有工业化属性的微生物为底盘构建一步合成PLA的细胞工厂成为现实，为PLA的绿色合成提供了新的解决方案。然而，生物合成法面临PLA产量低、产品性能差等问题，难以满足工业化生产的要求。因此，提高PLA生物合成效率和改善产品性能成为PLA生物合成技术开发的重点。本文首先对PLA及其合成方法进行了介绍，并系统分析了化学合成法与生物合成法各自的优势和不足；随后，总结了PLA生物合成的途径和关键酶，着重从蛋白质工程和代谢工程两个方面归纳了PLA生物合成的调控策略；最后，对PLA生物合成技术升级发展中面临的关键挑战和未来研究趋势进行了系统的分析和展望，旨在为更高效、更绿色的PLA生物合成系统的设计和开发提供有益参考。

增强酿酒酵母对木质纤维素水解液抑制剂耐受性的研究进展

贾承霖, 郭晓鹏, 陆栋, 张苗苗

2025, 41(4):  61-75.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0847

摘要 ( 212 )   HTML ( 17)   PDF (1723KB) ( 115 )  

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利用酿酒酵母进行木质纤维素类生物质发酵，从而实现经济和社会可持续发展，具有良好的应用前景，但该类生物质水解液中的羧酸、呋喃醛和多酚对酿酒酵母产生了较强抑制作用，这些抑制剂对细胞膜、线粒体和核糖体等细胞器造成了严重的损伤，影响了酵母对水解液中可发酵糖的利用。本文系统综述了这三类抑制剂对酿酒酵母产生胁迫的信号通路与代谢途径，例如，弱酸会诱导细胞内酸化，呋喃醛和酚类化合物会使胞内氧化还原酶活性下降并抑制翻译进程。基于上述胁迫机理，本文深入探讨了诱变育种、实验室适应性进化、细胞自絮凝和共培养等正向遗传学方法。这些方法借助表型突变结合多组学分析可以挖掘关键基因，从而构建高效菌株。同时，阐述了反向遗传学方法，即利用已知功能基因进行基因组转化，以及基于CRISPR-Cas系统开展菌株定向培育。其中，酿酒酵母过表达目标基因、运用CRISPR-Cas9进行基因敲除以及利用CRISPRa/CRISPRi进行基因调控等方法，有效调节了关键基因的表达，进而提升了酿酒酵母的耐受性能。在此基础上，高通量基因文库与多途径基因调控相结合的综合策略可以大规模地用于关键基因筛选和多维度的基因调控。未来，可利用基因表达和代谢通量联合分析等策略实时监控与耐受性相关的关键酶的活性以及关键代谢通路的碳通量变化，从而更好地应对多重抑制剂对酿酒酵母产生的协同作用，为酿酒酵母高效利用木质纤维素发酵提供参考与建议。

技术与方法

多组学技术在植物代谢通路解析中的联合应用

唐游, 赵俊伟, 孙兰茜, 李翔

2025, 41(4):  76-87.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0814

摘要 ( 335 )   HTML ( 25)   PDF (1222KB) ( 185 )  

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多组学技术是联合两种或两种以上组学，如基因组、转录组、蛋白质组或代谢组学，分析不同生物分子层次的批量数据，建立不同层次生物分子间的关联，以对生物样本进行系统性研究的方法，是研究复杂生物体系的良好工具。植物的代谢通路极为复杂，包含为植物提供生长所需能量和营养物质的主要代谢通路以及产生各种各样小分子的次级代谢通路。相关代谢产物不仅支持了植物的生长和发育，也在植物应对环境胁迫方面发挥了重要作用。同时，这些代谢物质也是食物、能源和生物材料的重要来源。另外，从植物代谢产物中发掘出的众多具有治疗作用的药物分子或先导化合物，为人类生命健康贡献了巨大价值。近年来，组学联用技术因其通量高、检测全面的优势，在植物代谢通路解析中得到了越来越广泛的应用，且取得了许多优秀成果。本文从抗环境胁迫、农艺性状研究及天然产物合成三个方面，对组学联用技术解析植物代谢通路相关研究进行了分类阐述，最后探讨了组学联用技术目前面临的挑战及未来应用的潜力。

马铃薯川芋50遗传转化及基因编辑体系的建立

文博霖, 万敏, 胡建军, 王克秀, 景晟林, 王心悦, 朱博, 唐铭霞, 李兵, 何卫, 曾子贤

2025, 41(4):  88-97.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1178

摘要 ( 1179 )   HTML ( 24)   PDF (6145KB) ( 113 )  

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目的 构建马铃薯川芋50的遗传转化体系和基因编辑体系。 方法 以四川省主导品种川芋50无菌脱毒组培苗茎段和叶片为外植体，用农杆菌介导法将含有植物敲除载体质粒pJCV55-StU6-200-StUBI10-T#01转化马铃薯外植体，分析4种不同植物激素配比的培养基体系对马铃薯愈伤组织诱导和分化的影响，探究川芋50的基因编辑、阳性植株鉴定方法。 结果 1）最适马铃薯川芋50遗传转化的培养基体系为B体系。茎段和叶片预培养及愈伤组织诱导的培养基配方分别为：MS 基础盐+20 g/L蔗糖+1 mL/L 1 000× N&N维生素（1 000× Nitsch & Nitsch Vitamin Solution, 1 000× N&N维生素）+1.0 mg/L TZR（trans-zeatin-riboside, TZR）+0.027 8 mg/L GA₃（gibberellin A3, GA₃）+0.02 mg/L NAA（1-naphthaleneacetic acid, NAA）+2.0 g/L Phytagel和MS基础盐+20 g/L蔗糖+1 mL/L 1 000× N&N维生素+0.5 mg/L TZR+2.5 mg/L IAA（indole acetic acid, IAA）+2.0 g/L Phytagel，愈伤诱导率分别为93%和88%。愈伤组织分化的培养基为：MS基础盐+20 g/L蔗糖+1 mL/L 1 000× N&N维生素+2.0 mg/L TZR+10 mg/L GA₃+2.0 g/L Phytagel；2）证明了二次生根筛选法可准确鉴定马铃薯转基因阳性植株，准确率100%；3）建立了针对川芋50的农杆菌介导CRISPR/Cas9基因编辑体系，编辑率63%。 结论 通过对愈伤再生过程中各个影响因素进行试验以及利用农杆菌介导的CRISPR/Cas9技术进行编辑，建立了马铃薯川芋50的遗传转化体系和基因编辑体系。

番茄果重基因功能型分子标记的开发及群体基因型分析

侯亚涛, 李迎辉, 邓磊, 李常保, 李传友, 孙传龙

2025, 41(4):  98-105.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0101

摘要 ( 2864 )   HTML ( 14)   PDF (2376KB) ( 156 )  

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目的 开发并利用分子标记技术进行群体基因型分析，解析番茄（Solanum lycopersicum）果重调控关键基因Fruit weight 3.2（Fw3.2）和Fruit weight 11.3（Fw11.3）在不同驯化阶段的遗传变异规律，为番茄遗传资源的精准鉴定、高效利用和野生种质快速驯化提供有效工具。 方法 基于基因组序列比对，针对Fw3.2基因的拷贝数变异以及Fw11.3基因3′端1.4 kb的大片段插入缺失变异，分别设计了片段长度多态性分子标记。并利用上述分子标记对259份番茄材料［79份野生种醋栗番茄（S. pimpinellifolium, PIM），95份过渡种樱桃番茄（S. lycopersicum var. cerasiforme, CER），以及85份栽培种大果番茄（big-fruited S. lycopersicum, BIG）］进行基因型分析，以确定Fw3.2和Fw11.3的变异形式及其在不同番茄群体中的分布。 结果 开发的分子标记能够精准区分Fw3.2基因的拷贝数变异（fw3.2^WT 和fw3.2^dup ）以及Fw11.3基因的大片段插入缺失变异（fw11.3-WT和fw11.3-D）。在起源种醋栗番茄群体中，大果等位基因型fw3.2^dup 和fw11.3-WT的频率分别为0%和2.53%；在过渡种樱桃番茄群体中，这2个等位基因型的比例分别上升至10.53%和8.42%；而在栽培种大果番茄群体中，fw3.2^dup 和fw11.3-WT的比例分别达到了69.41%和92.94%。 结论 fw3.2^dup 和fw11.3-D等位基因可以显著提高番茄果重，且二者能够以协同增效的方式发挥作用，从而更大幅度地提高番茄果重。在番茄驯化和改良的过程中，fw3.2^dup 和fw11.3-D大果等位基因的频率呈现出递增的趋势，表现出与果重增大的演化模式相一致的特点。

研究报告

利用单碱基基因编辑技术创制OsALS抗除草剂水稻种质资源

陈晓军, 惠建, 马洪文, 白海波, 钟楠, 李稼润, 樊云芳

2025, 41(4):  106-114.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0780

摘要 ( 1192 )   HTML ( 9)   PDF (3578KB) ( 348 )  

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目的 以宁夏耐盐品种宁粳56为实验材料，定点编辑乙酰乳酸合酶ALS基因，创制具有抗除草剂特性的耐盐水稻新种质资源。 方法 以ALS基因171和190两个位点为靶位点，利用胞嘧啶碱基编辑器BE3，构建单碱基编辑载体OsALS171-SpG-eBE3和OsALS190-SpG-eBE3，通过农杆菌介导进行受体材料的基因转化获得基因编辑植株，采用靶位点测序的方法进行基因型鉴定；建立了除草剂耐受系统并对其除草剂的耐受程度进行了快速鉴定。 结果 经T₁代靶位点测序验证，获得ALS^P171F 2个突变纯合株系；ALS^{E187K R190H}、ALS^E187K、ALS^V188I、ALS^R190H、ALS^D201N 5种突变类型纯合株系各1株。相对野生型受体材料，ALS^P171F 2个突变纯合株系对双草醚有较强的耐受力，而ALS^{E187K R190H}、ALS^E187K、ALS^V188I、ALS^R190H、ALS^D201N 5种突变纯合植株虽然对双草醚有一定的耐受，但耐受程度不显著。 结论 利用SpG胞嘧啶碱基编辑器BE3获得具有抗草剂特性的基因编辑材料，且能够稳定遗传，ALS^P171F位点突变对双草醚除草剂表现较强抗性，是培育抗除草剂水稻的优先位点。

ZmSTART1调控玉米维管束建成的功能研究

刘彤彤, 李肖慧, 杨骏龙, 陈旺, 玉猛, 王超凡, 王凤茹, 客绍英

2025, 41(4):  115-122.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0981

摘要 ( 159 )   HTML ( 12)   PDF (7061KB) ( 86 )  

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目的 解析玉米基因ZmSTART1的结构，明确ZmSTART1的表达特性，分析ZmSTART1在维管束建成过程中的作用，为玉米抗倒伏和产量性状的遗传改良提供理论基础。 方法 利用生物信息学方法，解析ZmSTART1的结构特征；利用Real-Time PCR技术分析ZmSTART1的时空表达特性；利用ZmSTART1-GFP融合技术转化烟草叶片，对ZmSTART1进行亚细胞定位；构建ZmSTART1过表达载体，利用农杆菌侵染花絮法转化Col-0拟南芥，利用Real-Time PCR技术验证过表达ZmSTART1拟南芥阳性苗，观察过表达ZmSTART1拟南芥的维管束特征，明确ZmSTART1调控维管束建成的生物学功能。 结果 生物信息学分析发现，ZmSTART1是一个仅含有1个START结构域的疏水性蛋白质。Real-Time PCR技术分析ZmSTART1的时空表达特性发现，ZmSTART1在花药、叶片和第一节间中表达量较高。亚细胞定位表明，ZmSTART1定位于细胞质膜上。创制过表达ZmSTART1的拟南芥植株ZmSTART1-OE发现，过表达ZmSTART1-OE转基因拟南芥子叶叶脉和真叶二、三级叶脉个数均比野生型拟南芥多，而且叶脉形成的封闭空间数也显著高于野生型对照，ZmSTART1-OE转基因拟南芥叶片出现四级叶脉时，野生型对照叶片只有三级叶脉。观察茎维管束发育情况发现，野生型拟南芥茎初生结构内维管束为6个，ZmSTART1-OE茎初生结构维管束增多为7个，束间纤维细胞层数减少、番红染色变浅、木质素含量降低。 结论 ZmSTART1属于START家族成员，定位于细胞质膜，在玉米的维管束建成过程中具有重要作用。

转基因抗虫耐除草剂玉米LD05纯杂合植株的鉴定及抗性检测

李文兰, 侯辛未, 李燕, 赵瑞君, 孟昭东, 岳润清

2025, 41(4):  123-133.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0877

摘要 ( 148 )   HTML ( 5)   PDF (3368KB) ( 128 )  

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目的 在回交转育过程中利用分子检测手段将转基因玉米LD05目标性状准确快速导入育种常规自交系中，并明确LD05纯杂合株系和对照郑58在抗虫融合基因m2cryAb-vip3A表达水平、抗虫性和农艺性状等方面是否存在差异。 方法 通过左右边界引物进行PCR扩增鉴定外源目的基因m2cryAb-vip3A在自交系中的纯杂合，利用RT-qPCR和ELISA开展m2cryAb-vip3A在转录和翻译水平的表达分析，并通过室内生测和田间接虫试验鉴定LD05纯杂合株系对靶标害虫亚洲玉米螟、草地贪夜蛾、黏虫和棉铃虫的抗性，通过田间调查和室内考种对LD05纯杂合株系和对照郑58在农艺性状方面的差异进行比较分析。 结果 通过筛选优化鉴定，确定LC915+LC966为最优纯杂合鉴定引物。纯杂合株系中外源插入基因m2cryAb-vip3A在转录和翻译水平存在差异，纯合株系中普遍高于杂合株系。室内生测结果显示，喂食LD05纯合株系和杂合株系心叶期叶片，玉米螟、草地贪夜蛾、黏虫的校正死亡率均达到100%，为高抗级别；田间接虫试验结果显示，LD05纯合株系和杂合株系在心叶期和花丝期对玉米螟、心叶期对黏虫、花丝期对棉铃虫的抗性等级均为高抗。农艺性状调查显示LD05纯合株系、杂合株系和对照郑58无差别。 结论 建立了基于普通PCR的LD05转化体中目的基因的纯杂合鉴定方法，明确外源目的基因m2cryAb-vip3A在LD05纯杂合株系中表达存在差异，但在抗虫性和农艺性状等方面没有显著差异。

苦荞转录因子基因FtbHLH3调控类黄酮生物合成的功能鉴定

杨朝结, 张兰, 陈红, 黄娟, 石桃雄, 朱丽伟, 陈庆富, 李洪有, 邓娇

2025, 41(4):  134-144.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1017

摘要 ( 202 )   HTML ( 12)   PDF (4319KB) ( 135 )  

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目的 苦荞是一种重要的药食两用作物，而类黄酮是苦荞中一种重要的生物活性成分。bHLH转录因子在类黄酮生物合成过程中发挥着重要的调控作用，前期研究发现FtbHLH3与类黄酮合成大部分结构基因的转录水平显著正相关，探究该转录因子在苦荞类黄酮生物合成中的作用机制，可以丰富苦荞类黄酮生物合成调控机理的研究，并为苦荞高类黄酮品种的育种提供优异的基因资源。 方法 构建35S：FtbHLH3过表达载体，转化到拟南芥attt8突变体中分析其功能。 结果 attt8突变体的幼苗无色素积累，种皮呈淡黄色，FtbHLH3过表达株系幼苗有色素积累，种子表皮颜色恢复至野生型的表型。花色苷含量测定表明FtbHLH3过表达株系幼苗和种子中的花色苷与野生型的都显著高于attt8突变体的。原花青素染色和含量分析表明，在幼苗中三者的含量均较低，且无显著差异，但在种子中，FtbHLH3过表达株系中原花青素的含量最高，显著高于attt8突变体。此外三者黄酮的含量在幼苗和种子中均较低，且无显著差异。RT-qPCR表明在幼苗和种子中，FtbHLH3过表达株系中的花色苷合成基因的表达水平比attt8突变体和野生型均显著上升，关键基因AtANS和AtUFGT极显著上调。而三者幼苗中AtANR和AtFLS的表达水平无显著差异。FtbHLH3过表达株系种子中的原花青素合成分支上的关键基因AtANR的表达水平显著高于野生型，但黄酮合成关键基因AtFLS也没有显著差异，这与表型和含量测定结果一致。 结论 FtbHLH3是花色苷和原花青素合成过程中的正调控因子，但不影响黄酮的合成。

马铃薯GRAM基因家族鉴定与表达分析

刘涛, 王志淇, 吴文博, 石文婷, 王超楠, 杜崇, 杨中敏

2025, 41(4):  145-155.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0804

摘要 ( 234 )   HTML ( 24)   PDF (4268KB) ( 500 )  

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目的 GRAM（Glucosyltransferases, Rab-like GTPase activators and Myotubularins）是普遍存在于动、植物蛋白中的结构域，在植物生长发育及响应逆境胁迫等过程中发挥着重要功能。在马铃薯全基因组中鉴定GRAM基因家族成员，分析马铃薯GRAM家族基因在盐胁迫下的表达模式，探究GRAM家族在马铃薯盐胁迫过程中的作用。 方法 采用生物信息学方法鉴定马铃薯中GRAM家族成员，并对蛋白理化性质、染色体定位、亚细胞定位、基因结构、motif及共线性等方面进行分析。利用转录组测序和荧光定量PCR（RT-qPCR）对该家族成员在盐胁迫下的表达模式进行研究。 结果 在马铃薯中共鉴定到26个GRAM家族基因，不均匀地分布于7条染色体上；理化性质分析显示StGRAM全部为亲水性蛋白，大部分为碱性蛋白；亚细胞定位预测StGRAM蛋白大部分存在于叶绿体和细胞核；根据系统进化分析可将StGRAM家族分为3个亚族，同一亚族成员具有相似的基因结构及motif分布；通过马铃薯物种内共线性分析发现StGRAM仅有一对同源基因，物种间共线性显示StGRAM在水稻和拟南芥中分别存在5对和3对同源基因；在StGRAM基因启动子区发现大量的激素响应元件和逆境胁迫响应元件；转录组测序分析和RT-qPCR分析显示，StGRAM基因受盐胁迫的诱导表达，可能参与了马铃薯对盐胁迫的响应过程，StGRAM25基因可能对中性盐和碱性盐有不同的响应模式。 结论 StGRAM基因家族在马铃薯盐胁迫响应和信号转导过程中发挥着重要作用。

大白菜DABB基因家族的全基因组鉴定及盐碱胁迫下的表达分析

孙天国, 衣兰, 秦旭洋, 乔梦雪, 谷新颖, 韩艺, 沙伟, 张梅娟, 马天意

2025, 41(4):  156-165.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0817

摘要 ( 256 )   HTML ( 17)   PDF (1975KB) ( 105 )  

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目的 DABB（dimeric α+β barrel domain protein, Dabb）是含1‒2个二聚化α+β桶状结构域的蛋白质，在多种植物逆境胁迫响应过程中发挥作用。预测大白菜DABB蛋白质的特性，并探究这些基因在盐碱胁迫耐性不同的大白菜品种中响应盐碱胁迫的表达变化，为研究大白菜DABB基因家族的抗逆功能提供理论依据。 方法 通过生物信息学方法对大白菜DABB家族进行全基因组范围鉴定，分析其亲缘关系、所编码蛋白质理化性质、染色体定位情况和基因结构；利用实时荧光定量PCR技术分析这些基因在不同大白菜品种中盐碱胁迫下的表达模式。 结果 在大白菜中共鉴定出7个DABB基因，分布在5条染色体上，亲缘关系较近的DABB基因结构也较为相似；DABB基因编码蛋白质氨基酸数为79-495 aa，相对分子质量为8.94-54.19 kD，大部分为稳定蛋白质，亚细胞定位预测显示，多数DABB蛋白质定位于细胞质膜。盐碱胁迫处理下，6个大白菜DABB基因具有差异表达响应，但在耐盐碱性不同的大白菜品种中表达模式不同，其中，BrcDABB1-1和BrcDABB2表达变化较为剧烈。 结论 在大白菜基因组中共鉴定出7个含有DABB结构域蛋白质的编码基因，其中6个基因在盐碱胁迫处理下具有差异表达响应，这些基因不同的表达模式可能与大白菜的盐碱胁迫耐性相关。

辣椒GASA基因家族的鉴定及分析

王田田, 常雪瑞, 黄婉洋, 黄嘉欣, 苗如意, 梁燕平, 王静

2025, 41(4):  166-175.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0878

摘要 ( 200 )   HTML ( 17)   PDF (3184KB) ( 229 )  

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目的 研究辣椒（Capsicum annuum L.）GASA的基因结构和表达分析，为阐明CaGASA基因的生物学功能及进一步培育抗逆性强的辣椒品种提供参考。 方法 运用生物信息学方法对辣椒8个GASA进行鉴定，并分析它们的理化性质、系统发育关系、基因结构、保守基序、染色体位置、蛋白互作网络、基因同源性和启动子区域等，实时荧光定量PCR（real-time fluorescence quantitative PCR, RT-qPCR）验证辣椒GASA基因家族成员在不同组织、非生物胁迫和激素处理下的表达模式。 结果 8个CaGASA在辣椒5条染色体上不均匀分布，所有CaGASA蛋白都有一个共同的结构域GASA；亚细胞定位预测结果表明，CaGASA蛋白存在于细胞外区域；辣椒、拟南芥（Arabidopsis thaliana）、番茄（Solanum lycopersicum L.）、水稻（Oryza sativa L.）基因组的直系同源GASA基因共线性分析结果表明，辣椒与其他3个物种之间有14个共线性事件，CaGASA5与3个物种的GASA基因均具有共线性；顺式元件分析表明，GASA基因可能受到多种植物激素和胁迫的诱导；转录组数据分析显示，CaGASA在辣椒花和果实中的表达水平高于叶；RT-qPCR分析表明，CaGASA基因响应低温、高温胁迫和脱落酸（abscisic acid, ABA）、赤霉素（gibberellin, GA）、吲哚乙酸（indole acetic acid, IAA）和茉莉酸（jasmonic acid, MeJA）激素处理。 结论 辣椒GASA基因家族可能参与辣椒花发育，响应激素和耐高、低温胁迫的应答。

苹果PLATZ基因家族鉴定及MdPLATZ9基因功能研究

王天禧, 杨炳松, 潘荣君, 盖文贤, 梁美霞

2025, 41(4):  176-187.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0903

摘要 ( 875 )   HTML ( 13)   PDF (4431KB) ( 95 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

目的 从苹果全基因组中鉴定MdPLATZs转录因子家族，分析其表达特点，为后续深入研究MdPLATZs转录因子的生物学功能奠定基础。 方法 通过生物信息学方法从苹果全基因组鉴定出17个PLATZ基因家族成员，并依据其序列特征将其划分为4个亚家族，并对其理化特征、系统进化关系、基因结构、染色体定位和启动子顺式作用元件等进行分析。本研究测定了苹果不同组织中PLATZ家族成员的表达水平，并通过异源表达及干旱胁迫处理来鉴定MdPLATZ9的基因功能。 结果 生物信息学分析结果表明，MdPLATZs分子量范围为17.23-29.39 kD，等电点介于8.24-9.51之间，且多数成员定位在细胞核内。这些基因分布于苹果的13条染色体上，同一亚家族的成员具有相似的基因结构并具有较高的序列同源性，且各组之间存在明显的共线性关系。PLATZ结构域在MdPLATZs家族中高度保守。基因表达模式分析显示，MdPLATZs家族成员存在组织表达特异性，MdPLATZs在花中均有表达，MdPLATZ7在花和茎中表达量最高。进一步分析显示，过表达MdPLATZ9的拟南芥植株过氧化物酶和过氧化氢酶活性显著增强，同时丙二醛和过氧化氢含量降低，抗坏血酸水平升高，并且超氧阴离子的生成速率减缓，这些结果表明，过表达MdPLATZ9提高了拟南芥的抗旱性。 结论 从苹果全基因组中鉴定出17个MdPLATZs转录因子家族成员，该家族成员在基因结构、蛋白基序表现出高度的相似性和同源性，并且存在显著的片段重复。过表达MdPLATZ9的拟南芥植株表现出明显的抗旱性。

葡萄脱落酸受体VvPYL4互作蛋白的筛选及互作蛋白基因表达

刘丽, 王辉, 关天舒, 李柏宏, 于舒怡

2025, 41(4):  188-197.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0964

摘要 ( 131 )   HTML ( 10)   PDF (4675KB) ( 98 )  

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目的 ABA受体PYRl/PYLs/RCARs在ABA信号转导通路中起着重要作用。通过酵母双杂交技术筛选葡萄VvPYL4的互作蛋白，探究VvPYL4在葡萄应答霜霉病菌胁迫信号通路中的作用。 方法 以霜霉病菌侵染‘贝达’葡萄叶片为材料，构建cDNA文库；构建诱饵表达载体pGBKT7-VvPYL4，通过酵母双杂交技术从cDNA文库中筛选与VvPYL4相互作用的蛋白；通过实时荧光定量PCR分析候选互作蛋白基因在葡萄霜霉病菌诱导下的表达模式，并通过双分子荧光互补技术进行互作蛋白的验证。 结果 构建的酵母双杂交cDNA文库库容为7.16×10⁷ CFU/mL，重组率100%，插入片段大小在1 000 bp左右。成功构建诱饵表达载体pGBKT7-VvPYL4，且在酵母细胞中无自激活活性。诱饵载体与酵母双杂交文库共转酵母AH109菌株后，经多次筛库、测序、BLAST比对和回转验证，最终获得53个候选互作蛋白，这些蛋白涉及信号转导、植物生长发育及环境胁迫响应等多个方面。基于实时荧光定量PCR分析，编码4个蛋白的基因均受葡萄霜霉病菌诱导表达。通过双分子荧光互补试验发现，在共转pSPYCE-PP2C24和pSPYNE-PYL4表达载体的本氏烟草叶片中可观察到强烈的黄色荧光信号，表明PYL4与PP2C24蛋白之间能够发生相互作用。 结论 成功构建霜霉病菌侵染葡萄叶片的cDNA文库，并筛选出53个与VvPYL4相互作用的候选蛋白，其中4个编码蛋白的基因均响应葡萄霜霉病菌的胁迫诱导，验证了VvPYL4与PP2C24蛋白之间存在相互作用关系。

转录因子VcMYB17调控蓝莓抗旱性的功能研究

田琴, 刘奎, 吴翔纬, 纪媛媛, 曹一博, 张凌云

2025, 41(4):  198-210.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1031

摘要 ( 1362 )   HTML ( 14)   PDF (4958KB) ( 229 )  

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目的 解析转录因子VcMYB17在蓝莓响应干旱胁迫过程中的功能，为蓝莓品种改良提供基因资源。 方法 利用生物信息学分析VcMYB17的基本特征。通过RT-qPCR分析VcMYB17的组织表达特异性，检测不同激素处理和干旱胁迫下VcMYB17的表达水平，以及过表达VcMYB17对抗旱应答基因表达水平的影响。瞬时转化烟草检测VcMYB17的亚细胞定位，并在酵母中验证其是否具有转录激活活性。利用农杆菌侵染获得VcMYB17-OE转基因拟南芥及蓝莓愈伤，观察转基因材料的干旱表型，并测定存活率、鲜重、失水率、相对电导率、MDA含量、POD和SOD活性。 结果 VcMYB17是R2R3型MYB转录因子。VcMYB17在蓝莓叶片中高表达，外源施加ABA、GA、MeJA、SA及PEG处理均导致VcMYB17表达水平下调。VcMYB17定位于细胞核，具有转录激活活性。干旱胁迫下，过表达VcMYB17的拟南芥植株及蓝莓愈伤生长受到明显抑制，MDA积累增加，但SOD、POD活性降低；且VcMYB17-OE植株中抗旱应答基因，如AtERD1、AtERD15、AtP5CS1、AtRD29A、AtRD22和AtDREB1A的表达显著低于野生型。 结论 VcMYB17是定位于细胞核的R2R3型MYB转录因子，ABA、GA、MeJA、SA及PEG处理抑制VcMYB17的表达。过表达VcMYB17抑制抗旱应答基因的表达，导致拟南芥及蓝莓愈伤的抗旱性下降。

木聚糖水解酶基因RcXYNC调控月季黑斑病抗性的研究

苏琳, 戚雨岑, 杨艺, 程和丰, 纪思雨, 刘婷, 程堂仁, 王佳, 张启翔, 潘会堂

2025, 41(4):  211-226.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0766

摘要 ( 144 )   HTML ( 9)   PDF (13816KB) ( 53 )  

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目的 由蔷薇盘二孢（Marssonina rosae）侵染引起的黑斑病是庭院栽培月季最常见的真菌性病害，严重影响了月季的观赏价值和经济价值。前期发现木聚糖水解酶RcXYNC在易感和高抗月季株系中差异表达，但其调控机制尚不清晰。拟探究该基因功能，为月季黑斑病抗性机制解析提供依据。 方法 以月季易感株系R12-26和高抗株系R13-54为材料，克隆RcXYNC的编码序列及启动子序列；利用荧光定量PCR技术检测该基因在蔷薇盘二孢侵染月季不同时期的相对表达量；采用瞬时过表达和VIGS技术对RcXYNC进行功能分析；测定过表达/沉默处理后叶片过氧化氢累积，水杨酸、茉莉酸/乙烯通路抗性标志基因的表达水平；利用酵母双杂交技术挖掘与RcXYNC互作的目标蛋白。 结果 RcXYNC的编码序列及启动子序列在高抗/易感株系中一致，均含有1个Glyco-10保守结构域，存在胁迫响应元件。瞬时过表达RcXYNC后，月季叶片的黑斑面积均显著增大；沉默RcXYNC后，黑斑面积均显著减小。瞬时过表达或沉默RcXYNC后，月季叶片中水杨酸、茉莉酸/乙烯通路的大部分抗性标志基因的表达显著上升，其他基因无显著变化。挖掘到20个与RcXYNC互作的蛋白，大多参与植物细胞代谢过程。 结论 RcXYNC是月季黑斑病抗性的负调控因子，可能通过影响水杨酸、茉莉酸/乙烯信号通路降低月季的黑斑病抗性。

金鱼草Expansin基因家族鉴定及其抗核盘菌相关基因筛选

宋佳怡, 苏芸丽, 郑兴艳, 夏文念, 杨冬梅, 胡慧贞

2025, 41(4):  227-242.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0918

摘要 ( 140 )   HTML ( 10)   PDF (9793KB) ( 60 )  

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目的 探究金鱼草（Antirrhinum majus）扩展蛋白（expansin, EXPs）在响应核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）侵染中的作用，并鉴定金鱼草EXPs基因家族，挖掘出抗核盘菌的关键候选基因，为进一步探究金鱼草EXPs基因家族的生物学功能提供基础。 方法 基于金鱼草全基因组数据，利用生物信息学方法分析该家族蛋白的理化性质、二三级结构、基因结构、蛋白质结构域、系统进化、共线性以及启动子顺式作用元件。利用金鱼草抗感材料转录组测序（RNA-seq）及实时荧光定量PCR （quantitative real-time PCR, RT-qPCR）检测AmEXPs基因在金鱼草响应核盘菌侵染过程中的表达模式。确定候选基因并构建候选基因的超表达载体，并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛。 结果 金鱼草中共鉴定到32个AmEXPs，均具有保守结构域DPBB-1和Pollen allerg1，分为4个亚族（EXPA、EXPB、EXLA及EXLB），编码211‒297个氨基酸，蛋白分子量22 018.69‒31 787.97 Da，等电点5.01‒9.83；各亚族基因间有高度相似的结构和保守基序；每个基因的启动子都具有与激素或胁迫相关的顺式作用元件。根据表达模式挖掘出了10个候选基因，进一步对这10个候选基因进行超表达载体构建并瞬时转化入本氏烟草进行抗性初筛，发现与对照相比，AmEXP13和AmEXLB1基因可显著增强本氏烟草对核盘菌的抗性，而AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16基因则使本氏烟草表现得更易感，AmEXLB2、AmEXPB1、AmEXPA2和AmEXPA12基因则无明显差异。 结论 从金鱼草全基因组中鉴定出32个EXPs基因家族成员，其中6个EXPs基因响应核盘菌抗性，AmEXPA13和AmEXLB1这2个基因是正向介导抗病的关键候选基因，AmEXPA17、AmEXPA21、AmEXPA9和AmEXPA16这4个基因是负向介导抗病的关键候选基因。

广金钱草C3H基因家族鉴定及不同品种表达分析

黄金恒, 黄茜, 张家燕, 周新裕, 廖沛然, 杨全

2025, 41(4):  243-255.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0883

摘要 ( 1555 )   HTML ( 15)   PDF (4367KB) ( 645 )  

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目的 C3H家族基因在调控植物生长发育中起着重要作用，探究广金钱草C3H基因家族的特性及功能，为研究其在广金钱草生理和形态形成中的作用奠定基础。 方法 基于‘广药大1号’和野生广金钱草的转录组数据比较，鉴定广金钱草C3H家族基因，利用生物信息技术分析基因的理化性质、染色体位置、系统发育关系、保守基序和结构域，以及使用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术分析C3H家族基因在广金钱草不同组织和品种中的表达模式，并对广金钱草C3H基因与类黄酮合成关键基因进行相关性分析，同时测定不同品种茎尖、茎基总黄酮含量。 结果 广金钱草C3H基因家族的27个成员分布在9条染色体上，多编码碱性、不稳定和亲水性蛋白质。系统进化分析显示，广金钱草C3H家族基因分为3个组群，同一组群成员之间相对保守；保守基序和结构域分析显示，数量出现最多的motif与生长素调控相关，广金钱草C3H家族成员存在与ANKYR等结构域协同作用的情况。表达模式分析显示，广金钱草C3H家族基因主要在广金钱草的茎中发挥作用，且在‘广药大1号’茎尖处高表达。相关性分析发现，广金钱草C3H家族基因表达量与类黄酮生物合成关键基因表达量呈正相关。总黄酮含量测定发现，在茎尖部位，‘广药大1号’的总黄酮含量显著高于野生匍匐广金钱草，在茎基情况相反。 结论 GsC3H家族基因可能通过调控黄酮类化合物在茎段的生物合成间接影响‘广药大1号’广金钱草的农艺性状。

茶树光敏色素互作因子CsPIF3a的克隆及其与光温逆境的响应

班秋艳, 赵鑫月, 迟文静, 黎俊生, 王琼, 夏瑶, 梁丽云, 贺巍, 李叶云, 赵广山

2025, 41(4):  256-265.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0794

摘要 ( 145 )   HTML ( 3)   PDF (6763KB) ( 87 )  

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目的 PIFs（phytochrome interacting factors）是光敏色素介导光温信号中的核心成员。研究茶树（Camellia sinensis（L.） O.Kuntze）PIF3的功能，为利用光信号途径避免或缓解逆境对茶树造成的危害提供重要的理论指导。 方法 利用同源克隆方法从茶树中克隆CsPIF3a，并对其进行生物信息学分析，利用实时荧光定量PCR（real-time quantitative PCR, RT-qPCR）分析其在不同组织及不同光温处理的表达差异，同时，利用烟草瞬时表达和酵母双杂技术观察其蛋白定位和转录活性。 结果 CsPIF3a开放阅读框长度为2 163 bp，编码721个氨基酸，蛋白分子相对质量为76.97 kD，理论等电点为5.70，具有亲水性；系统发育树分析表明，CsPIF3a与毛花猕猴桃（Actinidia eriantha Bentham.）关系最近；CsPIF3a蛋白含有1个bHLH结构域、1个APB结构域和1个APA结构域；二级结构中含α-螺旋18.17%、β-折叠结构6.80%、β-转角1.53%、无规则卷曲73.51%，此外，还含无序化区域46.87%；CsPIF3a蛋白被定位于细胞核中，并具有转录活性。RT-qPCR分析表明，CsPIF3a在老叶和茎中表达水平较高，响应温度胁迫表达，且表达量与光照强度相关。 结论 CsPIF3a位于细胞核中，具有转录活性。CsPIF3a响应温度胁迫，表达量与光照强度有关。

烟草AP2/ERF转录因子NtESR2的克隆及功能分析

卢勇杰, 夏海乾, 李永铃, 张文建, 余婧, 赵会纳, 王兵, 许本波, 雷波

2025, 41(4):  266-277.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0894

摘要 ( 157 )   HTML ( 12)   PDF (6215KB) ( 84 )  

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目的 AP2/ERF（APETALA2/ethylene-responsive factor）转录因子家族中的ESR2基因对植物叶芽发育调控具有重要的作用。克隆烟草NtESR2基因并分析其功能，为烟草叶芽的发育调控提供靶标基因。 方法 采用同源克隆从栽培烟草（Nicotiana tabacum L.）中克隆NtESR2基因，并进行生物信息学、基因表达、激素响应和亚细胞定位分析，同时利用CRISPR/Cas9编辑技术创制NtESR2a和NtESR2b双突变体ntesr2，观察ntesr2突变体的表型。 结果 NtESR2在栽培烟草中具有2个拷贝（NtESR2a和NtESR2b），其CDS长度分别为1 188 bp和1 200 bp，分别编码395和399个氨基酸；NtESR2a蛋白定位于细胞核，NtESR2b蛋白定位于细胞核和细胞膜上，2个蛋白都具有1个AP2结构域，属于ERF亚族，其中NtESR2a来自林烟草，NtESR2b来自绒毛状烟草。NtESR2基因在烟草的根、茎、叶、顶芽、腋芽和花中均有表达，其中在顶芽和腋芽表达较高。通过顺式作用元件分析和外源激素处理，表明该基因受到多种植物激素的调控。ntesr2突变体表现出子叶融合和分生组织缺失的性状，NtCUC2、NtLAS、NtREV、NtYUCCA和NtPIN1基因表达显著下调。 结论 从烟草中克隆得到ERF转录因子NtESR2的2个成员，在烟草顶芽和腋芽中表达较高，受到生长素等多种植物激素的调控，NtESR2通过调控生长素的运输来影响烟草叶芽的形态建立过程，研究结果为调控烟草叶芽发育提供理论依据。

NtMYC2调控烟草表皮毛发育的功能研究

季盈彤, 高嘉宁, 钱孟英, 潘宁, 张筠, 崔红, 闫筱筱

2025, 41(4):  278-288.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0744

摘要 ( 178 )   HTML ( 10)   PDF (7025KB) ( 95 )  

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目的 研究转录因子NtMYC2在JA介导的烟草表皮毛密度改良过程中的调控机制。 方法 在普通烟草中对NtMYC2进行同源克隆、生物信息学分析和亚细胞定位分析，利用实时荧光定量PCR分析其在不同组织及不同浓度MeJA处理下的表达模式，通过创制敲除材料对NtMYC2功能进行研究，利用酵母双杂交技术验证其与NtJAZ11的蛋白互作关系。 结果 NtMYC2有2条同源序列NtMYC2a和NtMYC2b，编码区长度分别为2 040和2 046 bp，分别编码679和681个氨基酸。进化树结果显示，NtMYC2a与祖先种绒毛烟草高度同源，NtMYC2b与祖先种林烟草高度同源，二者与番茄、马铃薯和辣椒中的同源基因亲缘关系较近，与青蒿和拟南芥中的同源基因亲缘关系较远。经蛋白序列比对发现，NtMYC2具有JID、TAD和bHLH保守结构域，属于bHLH基因家族。表达分析发现NtMYC2a与NtMYC2b均在叶中表达量最高，在根中表达量最低，二者均受MeJA的强烈诱导。亚细胞定位结果表明，NtMYC2融合蛋白定位在细胞核。对转基因株系进行观察发现，NtMYC2敲除株系叶面长柄和短柄腺毛密度显著降低，非分泌型表皮毛消失。酵母双杂交结果表明，NtMYC2a和NtMYC2b与JA信号关键抑制子NtJAZ11均存在蛋白互作关系。 结论 NtMYC2通过与NtJAZ11蛋白结合共同参与调控JA介导的烟草表皮毛发育。

稻油轮作土壤多功能促生菌的鉴定及其对油菜生长和根际细菌群落的影响

夏馨媛, 薛道晟, 李鑫静, 龙俊杰, 陆开形, 丁沃娜, 李梦莎

2025, 41(4):  289-301.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0823

摘要 ( 166 )   HTML ( 11)   PDF (3686KB) ( 97 )  

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目的 筛选具备解磷及生长促进功能的菌种，提升土壤中有效磷的丰度，促进植物及其根系的健康生长与发育。 方法 从浙江省宁波市长期水稻-油菜轮作的土壤中筛选出一株能够在碱性环境下生长的解磷促生菌株，通过菌落形态、生理生化特征及16S rDNA序列进行鉴定，对其培养和解磷条件进行优化，然后通过盆栽试验验证其对油菜的促生效果，并采用高通量测序技术对油菜根际细菌群落结构进行分析。 结果 筛选出的菌株LM1-2解磷能力可达493.23 μg/mL，IAA的合成量为9.41 μg/mL，鉴定为中间克吕沃尔菌（Kluyvera intermedia）。摇瓶试验结果表明，菌株的最佳培养条件是初始pH为10、装液量为培养容器体积的30%、25℃培养7-9 d，最佳碳源、氮源、磷源分别为葡萄糖、胰蛋白胨、磷酸三钙，在最佳单因素优化条件下菌株的解磷能力最强可达587.03 μg/mL。油菜盆栽试验结果表明，与对照相比，接种菌株LM1-2的处理土壤速效磷含量增加了45.29%，油菜根系总长度、根直径、根分叉数和根交叉数分别显著增加了40.78%、18.97%、55.30%和87.82%，油菜植株的地上部鲜重和干重分别增重15.51%、26.82%。接种LM1-2改变了油菜根际细菌群落结构，显著提高了α多样性的Simpson指数，其中醋杆菌门（Acidobacteriota）是优势菌门，其相对丰度提高了23.66%。 结论 菌株LM1-2在解磷、油菜促生方面表现优良，在农业生产过程中有广阔的应用范围。

蓝莓内生细菌的分离及其对上海青铝胁迫的缓解作用

佟德利, 张馨, 陈佳庆, 贺海升

2025, 41(4):  302-311.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0978

摘要 ( 1433 )   HTML ( 4)   PDF (2170KB) ( 115 )  

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目的 分离蓝莓内生细菌并探究其对上海青生长铝胁迫的缓解作用，为提高植物抗酸耐铝能力提供菌种资源。 方法 采用组织块培养法分离蓝莓叶芽内生细菌，经划线纯化后液体培养测定其耐铝特性。通过上海青水培实验，测定上海青生物量、叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖含量，SOD、POD、CAT活性及培养液电导率等指标。结合形态学特征、生理生化特征、16S rDNA及gryB基因组测序对功能优异菌株进行鉴定。采用溶血试验验证菌株毒性。 结果 自蓝莓叶芽内分离得到3株内生细菌（Y01、Y02、Y03），其中，Y01、Y03菌株在低于1 000 μmol/L铝离子条件下均表现出良好的耐受性。水培条件下，上海青在100 μmol/L铝浓度时长势最佳，但300 μmol/L铝对上海青的生长产生严重胁迫，生物量均明显降低。3株内生细菌均可不同程度缓解铝毒，其中Y01菌株效果最佳，经其处理后，上海青株高、根长、鲜重及叶绿素含量分别增加95.6%、40.2%、594.7%、22.9%。上海青叶片SOD、POD、CAT活性、可溶性糖与可溶性蛋白含量分别显著升高30.8%、7.8%、78.3%、91.7%、202.5%；根系SOD、POD、CAT活性、可溶性糖与可溶性蛋白含量分别显著升高118.2%、101.2%、59.6%、79.2%、74.3%，并维持在较高水平。经鉴定Y01菌株为蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus），该菌株溶血试验呈阳性。 结论 蓝莓内生细菌Y01通过提高叶绿素含量、抗氧化酶活性及可溶性物质的释放等途径，缓解铝胁迫对上海青植株细胞膜等器官的毒害作用。该菌株可为提高植物抗酸耐铝能力提供新的菌种资源。

轮作与连作对烟草根际土壤养分、酶活性及微生物群落结构的影响

赵春夺, 李玉娥, 刘友杰, 王新航, 赵伟, 黄永成, 李虎林, 姬文秀

2025, 41(4):  312-322.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0645

摘要 ( 179 )   HTML ( 11)   PDF (2092KB) ( 113 )  

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目的 烟草连续多年种植会导致土壤微生物生态环境恶化、病害加剧、品质降低等问题，而玉米‒烟草轮作可以有效缓解连作障碍。明确轮作与连作对吉烟9号根际土壤及微生态的影响，为缓解烟草连作障碍及农田土壤检测和修复提供理论支持。 方法 试验于2023年在吉林省通化市柳河县三源浦镇烟草种植示范田进行，以玉米‒烟草轮作、烟草连作的根际土壤为研究对象。测定轮作与连作土壤养分及酶活力，基于16S rDNA和ITS序列，解析微生物群落结构及多样性。 结果 轮作显著提高根际土壤的全氮、速效钾、有机质含量以及脲酶、蛋白酶活性，显著降低过氧化物酶活性。与连作相比，轮作显著提高根际土壤细菌群落多样性和丰富度；而2种耕作模式下的真菌群落多样性无明显差异，连作使根际土壤真菌的丰富度显著提高（P<0.05）。轮作模式下芽单胞菌属（Gemmatimonas）相对丰度显著高于连作，而连作与轮作相比，青霉菌属（Penicillium）、星座革菌属（Asterostroma）、镰刀菌属（Fusarium）等真菌相对丰度显著增加。连作诱导氧化磷酸化、丙酮酸代谢相关的微生物群落在烟草根际富集，轮作能够促进硝酸盐还原和芳香化合物降解等功能相关的微生物的聚集，促进土壤养分循环且对潜在致病菌有抑制作用。芽单胞菌属与全氮、速效钾、有机质含量及脲酶、蛋白酶活性呈正相关性。星座革菌属、青霉菌属、镰刀菌属与全磷含量及过氧化物酶、磷酸酶活性呈正相关性。 结论 玉米‒烟草轮作可有效改善土壤肥力，使细菌更丰富，指示性有益细菌比例增加，而连作则导致病原菌大量滋生。致病真菌相对丰度的增加可能是导致烟草连作障碍发生的主要因素。

患病和健康羊肚菌菌丝际土壤微生物群落特征

宋奋奋, 段艳雪, 桑愉, 王继朋, 彭锐, 孙年喜, 李勇

2025, 41(4):  323-334.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0819

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目的 探究羊肚菌白霉病害发生对羊肚菌土壤细菌和真菌群落的影响，为羊肚菌的合理种植提供科学指导。 方法 运用高通量测序技术测定患病（diseased Morchella spp., DM）和健康羊肚菌（healthy Morchella spp., HM）土壤细菌和真菌群落结构和多样性，进一步解析其在土壤物质转化、养分吸收及抗病性方面发挥的作用。 结果 与健康羊肚菌土壤相比，患病土壤有效磷、pH和过氧化氢酶活性分别显著提高了13.22%、6.18%和41.01%，而土壤脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶降低了58.58%、31.85%和74.01%；DM土壤细菌的Chao1、ACE和Simpson指数比HM的分别降低了32.45%、32.43%和20.42%，而真菌则无显著变化。主坐标分析结果显示HM与DM土壤细菌（R²=0.195，P=0.028）和真菌（R²=0.17，P=0.001）的群落结构均有明显差异。与HM土壤相比，DM的黏细菌（Haliangium）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和黄杆菌属（Flavobacterium）丰度分别降低92.85%、90.48%和81.67%，而肠杆菌属（Enterobacter）和Polaromonas分别增加了40.33倍和8.13倍；DM的真菌裂壳属（Schizothecium）的丰度减少90.39%，而镰孢属（Fusarium）的丰度增加了2.51倍。功能预测结果表明，健康与患病根际细菌代谢途径不同；羊肚菌真菌代谢类型以腐生营养型为主。Mantel分析表明pH是影响羊肚菌根际土壤真菌群落的关键因子。共现网络分析表明，HM土壤细菌和真菌网络的平均度、总模块和平均聚类系数显著低于健康组。 结论 患病羊肚菌土壤酶活性、细菌丰富度和多样性指数显著降低，镰孢属富集，而有益菌丰度降低。微生物网络结构的复杂度和稳定性降低是影响羊肚菌养分吸收和患病的重要因素。

一株产蛋白酶细菌的筛选、鉴定及发酵工艺优化

刘爽, 江洲, 赵帅, 赵雷真, 黄峰, 周佳, 屈建航

2025, 41(4):  335-344.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0945

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目的 从酸菜汁中分离筛选产蛋白酶细菌，明确菌株种属分类地位，优化发酵产酶工艺，以丰富蛋白酶菌种资源，提高发酵产酶效能。 方法 以某酸菜作坊大白菜酸菜汁为分离源，采用10倍梯度稀释法通过酪蛋白平板初筛，福林酚法进一步复筛获得产蛋白酶菌株，结合形态学观察和16S rRNA基因系统发育分析完成种属鉴定；单因素试验优化发酵培养基成分及条件，响应面法进一步优化产酶工艺条件，提高产酶效能。 结果 初筛共得到15株蛋白酶产生菌，福林酚法复筛得到同时具备酸性、中性和碱性蛋白酶能力的菌株P-133，其酸性、中性和碱性蛋白酶活力分别为1.00、52.50和48.50 U/mL，经鉴定为假单胞菌（Pseudomonas sp.）；单因素及响应面试验结果表明，菌株P-133最佳产酶工艺条件为可溶性淀粉5.0 g/L、菜粕5.9 g/L、NaCl 3.3 g/L、K₂HPO₄ 5.0 g/L，pH 7.8，温度28℃，接种量5%及装液量75 mL/250 mL，该条件下酸性、中性和碱性蛋白酶活力分别为4.14、185.19和177.30 U/mL，是优化前的4.14、3.53和3.66倍。 结论 从酸菜汁分离筛选得到同时具备产酸性、中性和碱性蛋白酶的假单胞菌P-133，发酵产酶工艺优化后产酸性、中性和碱性蛋白酶活性分别是优化前的4.14、3.53和3.66倍。

多西环素长期高剂量诱导对滇南小耳猪肝肾功能的影响

娄亚楠, 熊晶晶, 娄亚玲, 王福斌, 程文杰, 陈晓晶, 李加宇, 普少瑕, 魏红江, 赵红业

2025, 41(4):  345-354.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0882

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目的 探究Tet-On系统中多西环素（doxycycline, Dox）持续高剂量摄入对实验猪健康状态的影响。 方法 选用9只6月龄滇南小耳猪作为模型动物，分别设置3倍（30 mg/kg）和5倍（50 mg/kg）推荐剂量组及空白对照组。各组实验猪均肌肉注射相应药物或生理盐水，持续30 d，分别采集第0、10、20、28天的血液进行血常规及肝肾功能指标测定，末次给药后2 h采集实验猪肝、肾进行形态学观察、病理学检测及疾病检测。 结果 与对照组相比，30 mg/kg剂量组Lym#、MPV下降，而PLT上升；50 mg/kg剂量组中这些指标的变化更为显著，且RDW-SD显著降低，同时ALT、MG、P等指标升高，NA、CO2、CYSC等指标下降，显示出较为明显的肝肾功能损伤。组织病理学检查结果显示30 mg/kg和50 mg/kg剂量组实验猪的肝脏和肾脏均出现不同程度的病变，且50 mg/kg剂量组的肝脏炎性细胞和红细胞浸润更为严重，肾脏则显示出更明显的萎缩和组织结构损伤。病原感染检测结果排除病毒感染对实验结果的干扰。 结论 高剂量Dox长期使用会对实验猪的肝肾功能造成显著损伤，且损伤程度与Dox的剂量呈正相关，为大型基因编辑动物的条件性诱导表达相关研究提供参考。