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2025年 第41卷 第5期    刊出日期：2025-05-26

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综述与专论

水稻穗发育调控的分子机制研究进展

刘园园, 陈析丰, 钱前, 高振宇

2025, 41(5):  1-13.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1218

摘要 ( 413 )   HTML ( 45)   PDF (1834KB) ( 216 )  

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水稻是全球主要的粮食作物之一，为全球超过半数人口的基本食粮。有效穗数、穗粒数和千粒重是水稻产量的三大要素，水稻穗发育又是决定穗粒数的重要过程，并与产量的形成有着密切关系。因此，研究水稻穗发育及其分子调控机制可为水稻高产育种实践提供理论依据和指导。水稻穗发育的遗传机制和分子调控一直以来就受到育种家们的关注。本文基于国内外对水稻穗发育相关基因及其作用机理的研究进展以及近年来新发现的水稻穗发育调控基因，从水稻分生组织活性维持、花序分生组织向小穗分生组织转换、花器官形成过程和遗传调控方面展开论述。分类介绍了这些基因调控穗发育的分子机制及可能存在的相互作用关系，同时归纳了细胞分裂素、生长素、赤霉素、油菜素内酯等植物激素的信号途径中这些基因如何参与调控水稻穗发育，还进一步探讨了温度、光照、水分和营养元素等环境因素在水稻穗发育过程中的重要作用。在对水稻穗发育的分子调控机制和遗传调控网络展开全面综述的基础上，系统梳理和分析了现阶段水稻穗发育研究存在的棘手问题和相应的解决策略，并就未来水稻穗发育研究领域的关键问题和核心手段作了展望。

盐胁迫下与小麦生理响应相关的耐盐基因研究进展

王伟伟, 赵振杰, 王志, 邹景伟, 罗政辉, 张玉杰, 钮力亚, 于亮, 杨学举

2025, 41(5):  14-22.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1006

摘要 ( 474 )   HTML ( 35)   PDF (929KB) ( 535 )  

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盐胁迫是主要的非生物胁迫之一，严重威胁小麦的生长发育，而且小麦耐盐性是一个复杂的数量性状，是由多基因协同控制的，这些基因直接或间接参与离子积累和排斥、氧化还原反应和特定渗透调节物质的积累。了解小麦耐盐基因的研究现状，有利于科学、高效地选育耐盐品种。本文从盐胁迫下耐盐基因调控渗透调节、离子平衡、ROS稳态、激素调节4个方面阐述作物的耐盐性，综述了耐盐基因在小麦适应盐胁迫过程中的作用，为小麦复杂的耐受盐胁迫的机制研究奠定基础。利用现代分子生物学手段挖掘耐盐基因资源并将其导入小麦，是获得高产优质耐盐小麦品种的有效途径。研究与耐盐胁迫相关的基因，对阐明应对盐胁迫的分子机制和途径具有重要作用，对培育具有耐盐胁迫能力的优异种质和研发小麦耐盐栽培技术具有重要的指导意义。

植物类胡萝卜素生物代谢途径及其功能研究进展

刘源, 赵冉, 卢振芳, 李瑞丽

2025, 41(5):  23-31.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1057

摘要 ( 2441 )   HTML ( 45)   PDF (1104KB) ( 295 )  

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类胡萝卜素（carotenoids）是一类在动物、植物和微生物中广泛存在的重要次生代谢物质，由链状或环状的亲脂性类异戊二烯构成，主要包括α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素等。植物类胡萝卜素作为天然色素，对于植物观赏品质的形成具有重要作用。同时，它也是植物光合辅助色素，可以帮助植物吸收太阳光能并转化为化学能，从而维持植物正常生长发育。此外，类胡萝卜素还是合成维生素A的前体，对人类营养健康有重要意义。植物类胡萝卜素生物代谢途径包含前体合成途径、类胡萝卜素合成途径和类胡萝卜素降解途径，对其中关键基因的功能解析有助于进一步理解植物类胡萝卜素代谢调控机制。本文全面梳理了植物类胡萝卜素生物代谢途径，系统总结了植物类胡萝卜素生物学功能的研究进展，特别是在植物光保护、园艺和农艺性状改良、抵抗非生物胁迫和参与植物激素信号调控中的重要功能。该综述为深入探究植物类胡萝卜素功能及其生物代谢调控机制提供理论基础，为加速分子设计育种提供了有价值的资源。

纳米二氧化钛对植物的毒性效应研究进展

姜丽思, 李文远, 张雨祺, 杨洋雯迪, 刘子瑞, 富薇

2025, 41(5):  32-41.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0846

摘要 ( 168 )   HTML ( 16)   PDF (1347KB) ( 91 )  

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21世纪以来，纳米材料的发展和应用愈发迅速广泛，而纳米二氧化钛（TiO₂ NPs）作为全球年产量第一的纳米金属氧化物，在广泛应用的同时，也对植物表现出一定的毒性效应，对TiO₂ NPs毒性效应的原理及成因进行系统梳理极具重要性与迫切性。本文归纳了TiO₂ NPs对植物产生毒性的基本途径，从表观生长、生理生化、分子水平多层面剖析了TiO₂ NPs及其与部分污染物复合对植物的毒性效应。同时，在深化毒性机制研究、拓展研究范围以及推动纳米技术创新与应用等方面展望了未来的研究方向，旨在提升对纳米材料环境风险的认知评估能力，并为纳米材料在农业和环境领域的可持续应用提供科学依据。

基于CRISPR-Cas系统的多重耐药菌防治技术研究进展

周倩, 唐梦君, 张小燕, 陆俊贤, 唐修君, 杨星星, 高玉时

2025, 41(5):  42-51.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0872

摘要 ( 3683 )   HTML ( 17)   PDF (1394KB) ( 134 )  

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动物源细菌耐药性影响动物养殖安全，同时对人类公共卫生和食品安全产生重要威胁。抗生素的滥用加剧了耐药细菌的传播，而新型抗菌药物研发日益困难，动物源细菌耐药污染已成为全球范围内的公共危机，一旦耐药菌从动物向人类扩散，将极大地威胁人类健康，亟须新的方法和策略应对细菌耐药。CRISPR-Cas（clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR-associated）是第三代“基因组定点编辑技术”，该技术能够靶向剪切外源性核酸，保护微生物遗传物质遗传稳定性。与传统的多重耐药菌防治策略相比，CRISPR-Cas系统具备独特的DNA序列的靶向性和灵敏度，通过精准、简便和高效的基因编辑技术，与核酸扩增技术、比色技术等相结合，可以提高灵敏度和检测时效性等性能指标。本文介绍了CRISPR-Cas系统的由来、系统分类、基因编辑的作用机理，在此基础之上，聚焦于该系统在多重耐药菌防治领域的研究进展和应用，在耐药致病菌消除、耐药基因消除以及致病菌诊断检测方面给出案例分析以及目前存在的挑战。总的来说，基于CRISPR-Cas系统的序列特异性抗菌剂能够降低细菌多重耐药性，结合核酸扩增技术和实时监控设备提升检测的精准性和效率，为动物源细菌耐药防控和监测研究提供了新思路。

技术与方法

具备高效CRISPR协同激活活性的HIEC6-dCas9-SAM稳转细胞株构建

任柱平, 杨泰然, 雷元三, 金留飞, 崔古贞, 田益明, 陈峥宏

2025, 41(5):  52-61.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1033

摘要 ( 178 )   HTML ( 14)   PDF (2569KB) ( 83 )  

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目的 以人正常肠道上皮细胞（HIEC6）为研究模型，建立具有高水平转录激活活性的HIEC6-dCas9-SAM单克隆细胞株，为利用CRISPR激活（CRISPR activation, CRISPRa）系统筛选人类肠道疾病发生发展相关关键基因和探究分子致病机制提供细胞工具。 方法 首先利用PiggyBac转座子系统构建HIEC6-dCas9-SAM多克隆细胞；然后通过有限稀释法筛选单克隆细胞株，并使用免疫印迹、间接免疫荧光法鉴定单克隆细胞株中dCas9-SAM蛋白（dCas9、VP64、MS2、HSF1、p65）的表达情况；最后利用CRISPRa荧光报告系统和构建包装特定靶基因sgRNA慢病毒，检测所构建稳转株在转录和蛋白水平的CRISPR激活效率。 结果 成功获得两株HIEC6-dCas9-SAM单克隆细胞，两株细胞均能高水平稳定表达dCas9-SAM蛋白。CRISPRa荧光报告系统检测显示，两株HIEC6-dCas9-SAM稳转细胞的激活效率分别高达96.7%、99.0%。靶基因激活功能验证显示，在转录水平，两株HIEC6-dCas9-SAM稳转细胞中靶基因APN的转录激活水平分别高达2 725倍和4 521倍，SLC35A1基因的转录激活水平分别为27.5倍和18.1倍；在蛋白水平，APN蛋白的激活效率分别高于12.9倍和11.2倍，SLC35A1蛋白的激活效率分别为1.32倍和0.97倍。两株单克隆稳转细胞均表现出较高的转录激活活性。 结论 成功构建两株具有高水平CRISPR转录激活活性的HIEC6-dCas9-SAM单克隆稳转细胞，为后续基于CRISPRa系统筛选人类肠道疾病发生发展相关关键基因和探究分子致病机制提供了重要细胞工具。

RPA-CRISPR/Cas12a结合重力驱动微流控芯片的MTB快检方法的建立

高畅, 庄添驰, 李宁, 刘云, 顾鹏飞, 赵昕怡, 季明辉

2025, 41(5):  62-69.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0955

摘要 ( 1966 )   HTML ( 13)   PDF (1982KB) ( 619 )  

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目的 开发一种快速高效的结核分枝杆菌（MTB）检测方法，给基层单位、偏远地区的结核病（Tuberculosis）快速筛查提供技术方案，更好地开展结核病的防治工作。 方法 设计RPA引物、crRNA，并引入重力驱动的微流控芯片，建立RPA-CRISPR/Cas12a的片上检测方法，进一步分析该方法的灵敏度与特异性，使用疑似结核病患者的样本进行片上检测和痰培养，比较建立的方法与痰培养法的一致性。 结果 建立的RPA-CRISPR/Cas12a片上检测方法可在30 min内实现MTB检测，LOD为1 copies/μL。以痰培养鉴定为参考标准，片上检测法的灵敏度为91.11%，特异度为94.34%，阳性预测值为93.19%，阴性预测值为92.59%，准确性为92.86%，Kappa值为0.856。 结论 建立的RPA-CRISPR/Cas12a的片上检测法的灵敏度、特异性高，并且快速、简单、便捷。

研究报告

SRO家族蛋白在小麦多倍化进程中的演化规律

王轶民, 李莹, 董海涛, 张恒瑞, 常璐, 高田甜, 韩德俊, 吴建辉

2025, 41(5):  70-81.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1104

摘要 ( 168 )   HTML ( 13)   PDF (4242KB) ( 79 )  

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目的 旨在系统鉴定和分析小麦SRO基因家族的结构特征、进化规律及其在生物胁迫条件下的表达模式，揭示其在小麦胁迫响应中的潜在作用。 方法 以拟南芥（Arabidopsis thaliana）、番茄（Solanum lycopersicum）和玉米（Zea mays）为参考，对14个小麦族物种的36个基因组进行SRO基因家族鉴定，并对小麦属中的二倍体（Triticum urartu v2.0）、四倍体（Wild Emmer v1.0）以及六倍体（Chinese Spring v2.1）基因组中鉴定到的SRO家族成员进行理化性质、保守基序、基因结构、系统发育、顺式调控元件、共线性和蛋白质-蛋白质相互作用网络分析。 结果 蛋白质理化性质分析结果表明，SRO家族成员蛋白普遍偏碱性且具有亲水性；基因结构分析显示，所有成员均存在内含子，且序列长度差异大；系统发育分析表明，小麦SRO和玉米SRO具有更近的进化关系；启动子顺式调控元件分析发现，SRO家族成员主要包含响应植物生物和非生物胁迫相关的元件；进化选择和核苷酸多样性分析表明，小麦SRO家族成员从二倍体形成四倍体的过程中受到了较强的正向选择压力，而在形成六倍体后趋于稳定；在小麦条锈菌胁迫下，六倍体小麦SRO家族成员呈现不同的表达模式。 结论 小麦SRO基因家族在二倍体向四倍体的进化过程中经历了强烈的正向选择，并在六倍体小麦中趋于稳定。部分成员在生物胁迫条件下与对照相比表现出显著的表达差异。

控制水稻光响应基因ELM1的图位克隆

杜量衡, 唐黄磊, 张治国

2025, 41(5):  82-89.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1246

摘要 ( 140 )   HTML ( 13)   PDF (3134KB) ( 82 )  

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目的 探究水稻开花期的调控基因与图位克隆，阐明其开花遗传与分子机制，完善水稻抽穗期基因的调控网络，为水稻生产育种提供实践意义。 方法 以水稻长日照条件下延迟开花突变体elm1为材料，统计开花期等农艺性状，通过正反交实验构建群体，统计F₂群体表型进行遗传规律分析，与籼稻Dular构建图位克隆群体并进行基因定位，并对精细定位区间内候选基因进行测序，结合生物信息学等手段对候选基因进行预测与分析，使用AlphaFold2软件预测蛋白结构的变化。 结果 elm1突变体在长日照条件下开花时间显著增加，其受一对单隐性核基因控制，图位克隆到ELM1基因，ELM1基因编码SET结构域组蛋白甲基转移酶，等位于已报道的lvp1突变体，测序结果显示在elm1突变体中LOC_Os09g13740基因的第5外显子（ATG下游3 293 bp处）发生点突变（G变为T），导致该突变位点由甘氨酸（亲水）突变为缬氨酸（疏水），AlphaFold2蛋白结构预测表明该突变导致蛋白构象发生改变，对蛋白功能可能有一定的影响。田间试验表明，在合适纬度的区域种植elm1突变体，突变体表现穗粒数明显增多且增产的表型。 结论 elm1突变体的突变位点为一弱等位突变，该等位突变体在适宜的纬度区域下育种可提升水稻产量，研究证明突变体elm1是一份优异的等位变异材料。

高粱TGA基因响应孢堆黑粉菌（Sporisorium reilianum）侵染表达和DNA变异分析

刘卓君, 柴文婷, 任毅乐, 王新宇, 朱立勋, 赵珊珊, 杨博慧, 范佳利, 李新凤, 赵威军, 吕晋慧, 张春来

2025, 41(5):  90-103.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0979

摘要 ( 139 )   HTML ( 11)   PDF (4398KB) ( 146 )  

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目的 TGA基因亚家族是bZIP转录因子家族中十分重要的成员。鉴定高粱基因组TGA基因家族成员，进行基因表达和自然等位变异分析，筛选出响应孢堆黑粉菌侵染的TGA基因和顺式作用元件。 方法 在高粱全基因组鉴定SbTGAs基因家族成员，并进行染色体定位、基因结构、蛋白理化性质、进化关系、顺式作用元件和共线性分析，分析在丝黑穗病菌侵染下SbTGAs的转录表达特性，检测在高粱种质自然群体的DNA变异。 结果 高粱基因组中共有17个SbTGAs家族成员，均含有DOG1结构域，多数有bZIP结构域，定位于细胞核，大部分的SbTGA基因内含子数量为3‒12，聚类分析表明，高粱TGA基因家族基因可分为5个亚族。玉米与高粱15个TGA基因存在共线性，亲缘关系更近。基因表达分析表明，SbTGA2.1b在高粱的根和叶中显著表达，丝黑穗病菌侵染后，SbTGA2.1b的表达在抗、感丝黑穗病品系显著诱导； SbTGA2.2、SbTGA5和SbTGA6.6g的表达在感病株受抑制；在高粱种质检测到SbTGA2.1a和SbTGA6.6g等5个基因多个非同义SNP变异和插入缺失（INDEL）变异。 结论 SbTGA2.1b等响应孢堆黑粉菌侵染，存在非同义SNP变异和INDEL变异高粱种质，为高粱抗丝黑穗病的分子育种提供依据。

谷子泛素连接酶U-box E3基因家族的鉴定及响应非生物胁迫分析

何卫, 李俊怡, 李新妮, 马雪华, 邢媛, 曹晓宁, 乔治军, 刘思辰

2025, 41(5):  104-118.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0983

摘要 ( 240 )   HTML ( 22)   PDF (5659KB) ( 143 )  

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目的 基于全基因组水平对谷子（Setaria italica）泛素连接酶U-box（plant U-box protein, PUB）基因家族（SiPUB）进行系统鉴定，为谷子泛素连接酶U-box基因家族的生物学功能研究提供理论支撑。 方法 利用U-box保守Pfam序列全基因组鉴定谷子U-box基因家族成员，采用系统进化树构建、亚细胞定位预测、预测蛋白的相对分子质量与等电点等理化性质、绘制家族成员Scaffold定位图等分析，利用实时荧光定量PCR技术（RT-qPCR）对不同胁迫处理下的谷子U-box基因家族成员表达情况进行研究。 结果 谷子基因组中有71个PUB基因家族成员，不均匀地分布在8条染色体上。系统进化分析表明，SiPUB基因分布在Ⅰ-Ⅸ亚家族中。启动子顺式作用元件分析显示，U-box基因与植物生长发育、胁迫和激素调控相关。荧光定量PCR结果表明，SiPUBs在谷子的各个部位差异表达，对谷子U-box基因家族不同结构域在胁迫下的表达模式分析，含U-box结构域基因在低温和干旱下表达量变化显著、茉莉酸下特定时段表达，含U-box+HEAT_2结构域基因在3种胁迫下变化不显著，含U-box+Pkinase等结构域基因在不同胁迫下表达量有升有降，表明各结构域在植物环境应答及基因调控中有不同作用，植株可通过调控SiPUBs表达响应非生物胁迫。 结论 鉴定出71个SiPUBs基因，不同亚家族在非生物胁迫下的表达模式存在差异，表明SiPUBs对谷子响应非生物胁迫起重要的调控作用。

马铃薯StAS2-15基因的克隆及盐胁迫下功能分析

宋慧洋, 苏宝杰, 李京昊, 梅超, 宋倩娜, 崔福柱, 冯瑞云

2025, 41(5):  119-128.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1171

摘要 ( 1056 )   HTML ( 12)   PDF (2412KB) ( 546 )  

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目的 ASYMMETRIC LEAVES2（AS2）基因家族是植物特有的转录家族，在植物生长发育和胁迫响应中发挥重要作用。研究AS2转录因子在马铃薯响应逆境胁迫特别是盐胁迫中的功能与机制，为培育抗盐马铃薯新品种提供理论和技术支撑。 方法 通过克隆野生型马铃薯品种底西芮（DES）叶片中的StAS2-15基因，并通过同源重组方法构建StAS2-15过表达载体，转化DES得到阳性植株，进行抗盐农艺性状分析及生理生化实验。 结果 盐胁迫表型实验表明，随着盐浓度的增加，过表达植株（OEs）和野生型（DES）的株高、鲜重、根数和根长显著降低，其中株高分别降低了2.42%-43.21%和28.77%-58.49%；同一盐浓度下，OEs的株高、鲜重、根数和根长较DES显著增加。不同盐浓度处理下，过表达StAS2-15基因阳性植株叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性和脯氨酸含量显著高于野生型，丙二醛（MDA）含量显著低于野生型。RT-qPCR结果显示，盐胁迫下马铃薯相关胁迫响应基因ABI3、MYB2、SnRK2s等在过表达植株中的表达量显著高于野生型。 结论 StAS2-15基因的过表达使马铃薯体内一些抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和其他盐胁迫响应基因的表达水平发生改变，且盐胁迫下植株生长状态呈现脱敏感表型，影响了马铃薯的生长发育。

大豆GmGST基因簇基因序列分析及诱导表达分析

赵婧, 郭茜, 李睿琦, 雷滢炀, 岳爱琴, 赵晋忠, 殷丛丛, 杜维俊, 牛景萍

2025, 41(5):  129-140.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0980

摘要 ( 1039 )   HTML ( 5)   PDF (3382KB) ( 71 )  

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目的 探究GmGST基因结构及其表达特征，为开展GmGST在大豆抗大豆花叶病毒病中的功能奠定基础。 方法 运用RT-PCR从抗病材料X149中克隆第7号染色体上同一位点GmGSTU12（Glyma.07G139700）、GmGSTU13（Glyma.07G139800）、GmGSTU16（Glyma.07G140100）、GmGSTU47（Glyma.07G140200），并对其进行生物信息学分析；利用RT-qPCR分析GmGST在抗病材料X149中受大豆花叶病毒株系SC15、激素（MeJA、ABA、ETH和SA）、H₂O₂诱导表达情况和组织特异性表达情况；同时，采用紫外分光光度计检测抗病材料X149受SC15侵染后谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）活性。 结果 基因扩增结果表明，GmGSTU12、GmGSTU13、GmGSTU16、GmGSTU47的开放阅读框长度分别为678、678、952和669 bp；生信分析表明，4个基因都属于GST的Tau家族，分别为无信号肽的细胞质、叶绿体和细胞核蛋白，其中，GmGSTU12、GmGSTU13、GmGSTU47为稳定的亲水蛋白，GmGSTU16为疏水性蛋白，均是一种无跨膜结构蛋白；RT-qPCR分析表明，GmGSTU13在叶中的表达量最高，GmGSTU12、GmGSTU16、GmGSTU47在根中的表达量最高；4个基因均受SC15和H₂O₂诱导上调表达；此外，GmGSTU12和GmGSTU13主要响应MeJA诱导表达；GmGSTU16主要响应MeJA和SA诱导表达；GmGSTU47主要响应MeJA和ABA诱导表达；GSTs活性检测表明受SC15诱导12 h后GSTs活性显著上升，且在48 h活性最大。 结论 4个GmGST基因均属于GST Tau类家族，均能响应SC15、外源激素（MeJA、ABA、ETH、SA）和H₂O₂诱导表达。

基于T2T基因组鉴定大豆R2R3-MYB基因家族及干旱和盐胁迫下的表达分析

李志强, 罗正乾, 徐琳黎, 周国慧, 屈丝雨, 刘恩良, 顼东婷

2025, 41(5):  141-152.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0745

摘要 ( 280 )   HTML ( 26)   PDF (3710KB) ( 294 )  

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目的 R2R3-MYB转录因子在植物响应逆境胁迫过程中发挥着重要作用，旨在对大豆R2R3-MYB转录因子进行完整鉴定以及研究大豆R2R3-MYB基因在逆境胁迫中的作用。 方法 利用大豆无gap端粒到端粒（T2T）基因组对大豆R2R3-MYB家族基因进行系统鉴定和进化分析，并使用RT-qPCR对该家族的基因在干旱和盐胁迫下进行表达分析。 结果 大豆基因组中包含324个R2R3-MYB基因，新鉴定到77个，分布在20条染色体上。进化分析结果显示大豆R2R3-MYB家族基因可分为4个亚组，共线性基因对在进化树的分支上距离更近。通过启动子分析发现，与ABA和抗旱相关的顺式作用元件最多。通过表达分析，推测10个基因参与了大豆耐盐过程，其中GmMYB19和GmMYB76已被报道，GmMYB89和GmMYB214是首次鉴定并发现可能与大豆抗旱耐盐性有关。 结论 在大豆中鉴定到321个R2R3-MYB家族基因，通过干旱和盐胁迫诱导的表达模式分析确定了10个抗旱耐盐的候选基因。

辣椒CaFD1基因克隆、表达特征及功能验证

彭绍智, 王登科, 张祥, 戴雄泽, 徐昊, 邹学校

2025, 41(5):  153-164.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1249

摘要 ( 1141 )   HTML ( 6)   PDF (5777KB) ( 135 )  

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目的 探究CaFD1调控辣椒开花时间的分子机制，以及其在应对非生物胁迫反应中的作用，为辣椒的分子育种提供可用的基因资源。 方法 利用RT-PCR技术，从一年生辣椒（Capsicum annuum L.）‘遵辣1号’茎器官的cDNA中克隆出AtFD同源基因CaFD1。借助生物信息学手段，对该基因的理化性质、蛋白结构以及系统进化关系展开分析。利用RT-qPCR技术研究基因在辣椒不同组织以及不同胁迫处理下的表达特征。构建基因沉默载体TRV-CaFD1、过表达载体TRV-CaFD1-OE和亚细胞定位35S∶CaFD1载体，再通过农杆菌侵染法分别转化辣椒和烟草。 结果 CaFD1的ORF长度为711 bp，所含氨基酸数量达236个，预估的分子量约为22.34 kD，理论上的等电点值为7.71。该蛋白属于亲水性蛋白，脂肪族氨基酸指数为70.85，热稳定性较高。CaFD1蛋白中包含2个保守结构域，碱性氨基酸区域N-x9-R和亮氨酸拉链区x6-L-x6-L-x6-L。其二级结构以无规则卷曲为主要特征，还包含少量的α-螺旋。启动子预测分析表明，CaFD1启动子上存在多种激素和胁迫相关的顺式作用元件。RT-qPCR证实CaFD1主要在茎中表达，其次是花，在根中几乎不表达。亚细胞定位实验说明CaFD1蛋白定位在细胞核中。在病毒诱导的基因沉默植株中，沉默CaFD1基因植株出现现蕾天数和开花天数延长的表型，而过表达植株的表型则得到互补。 结论 CaFD1在茎中优势表达，能够促进植物开花，并且对干旱、高盐、ABA与弱光胁迫做出响应。

2，4-表油菜素内酯对镉胁迫下胡萝卜幼苗生理特性的影响

周志国, 樊双虎, 邓晨, 冯雪

2025, 41(5):  165-174.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1066

摘要 ( 1899 )   HTML ( 8)   PDF (2236KB) ( 43 )  

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目的 分析不同浓度的2,4-表油菜素内酯（2,4-EBR）对镉胁迫下胡萝卜幼苗的生长特性、生理指标及镉吸收转运相关基因表达的影响，为胡萝卜对镉抗性的相关研究提供理论支撑。 方法 以胡萝卜‘红芯四号’为试验材料，采用实验室水培的方法，研究不同浓度（0.1、0.5、1和1.5 μmol/L）2,4-EBR对CdCl₂胁迫下胡萝卜幼苗生长特性、光合作用、抗氧化酶活性以及镉吸收转运相关基因表达的影响。 结果 胡萝卜幼苗在0.1 mmol/L镉胁迫条件下生长受到显著抑制，外源施加1 μmol/L 2,4-EBR可以抑制镉离子的吸收和转运，促进胡萝卜幼苗根长和株高的增加，提高叶片SOD、POD、CAT和APX的活性，增加光合色素含量并提高叶片光合效率，抑制镉吸收转运相关基因DcHMA3、DcHMA4、DcCAX2、DcCAX4的表达，维持植物体氧化还原代谢途径平衡。 结论 2,4-EBR可促进胡萝卜根茎生长，增强抗氧化酶活性，提高光合效率，调节GSH-PCs代谢途径以及调控相关基因表达量，从而缓解胡萝卜幼苗在镉胁迫下的伤害，而且最适宜的2,4-EBR处理浓度为1 μmol/L。

凤梨薄荷SDR基因家族全基因组鉴定及表达分析

吴娅, 姚润, 杨含婷, 刘微, 杨帅, 宋驰, 陈士林

2025, 41(5):  175-185.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0997

摘要 ( 1204 )   HTML ( 5)   PDF (1442KB) ( 72 )  

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目的 短链脱氢酶/还原酶（SDR）属于NADPH依赖性氧化还原酶超家族，是植物代谢研究中重要的基因家族。对凤梨薄荷（Mentha suaveolens ‘Variegata’）中SDR基因家族进行全基因组鉴定和分析，为解析SDR基因功能与薄荷醇生物合成研究提供理论依据。 方法 基于凤梨薄荷单倍型基因组数据，利用生物信息学方法鉴定凤梨薄荷SDR基因家族，并进行理化特性、保守基序、染色体定位等分析，结合转录联合代谢组数据将SDR基因与薄荷醇合成途径上重要基因及化合物进行共表达分析，以及RT-qPCR分析与单萜类化合物强烈正相关的MsSDR基因表达模式。 结果 共鉴定出142个MsSDRs基因不均匀分布在12条染色体上，编码232-765个氨基酸。系统发育分析将MsSDRs蛋白分为5种类型：经典型（C）、延伸型（E）、非经典型（A）、发散型（D）以及未知型（U）。此外，MsSDRs的启动子序列分析识别出与光响应和胁迫反应相关的顺式作用元件。基因表达图谱显示超过一半MsSDRs至少在一个组织中表达。共表达分析发现32个SDR基因与单萜类化合物呈现较强相关性，RT-qPCR结果与RNA-Seq数据趋势基本一致。 结论 对凤梨薄荷SDR基因家族的全面分析发现142个MsSDRs基因参与了凤梨薄荷生长发育的多个阶段，多个MsSDRs基因与薄荷醇生物合成途径上的单萜类化合物相关，推测其可能参与薄荷醇的生物合成。

兰州百合三个LdBBXs基因的克隆与表达分析

刘鑫, 王嘉雯, 李进伟, 牟策, 杨盼盼, 明军, 徐雷锋

2025, 41(5):  186-196.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1174

摘要 ( 127 )   HTML ( 5)   PDF (3875KB) ( 195 )  

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目的 B-box（BBX）第Ⅳ亚组的许多成员在光调控花青素苷合成中扮演着重要角色，克隆兰州百合BBX基因并分析其对不同光照时间的应答及对鳞片变红的影响，为培育见光不变色兰州百合品种提供重要的候选基因。 方法 克隆从兰州百合转录组鉴定获得的3个BBX第Ⅳ亚组成员（LdBBX21、LdBBX22、LdBBX24），并对其编码的蛋白进行生物信息学分析和亚细胞定位，基于实时荧光定量PCR研究其在兰州百合不同组织及鳞片光处理后的表达模式。 结果 LdBBX21、LdBBX22、LdBBX24均含有2个B-box保守结构域，属于第Ⅳ亚组的BBX蛋白。亚细胞定位结果显示，LdBBX21、LdBBX22、LdBBX24均定位于细胞核。组织特异性表达分析表明，LdBBX22和LdBBX24在花中的表达量最高，在鳞片中的表达量最低，LdBBX21与之相反。RT-qPCR分析表明，在不同光照时长处理的鳞片中，LdBBX21的基因表达量随光照时长的增加总体呈下降趋势；LdBBX22的基因表达量随光照时长的增加而上升，与花青素苷含量的变化趋势基本相同；LdBBX24随光照时长的增加，表达量总体呈先上升后下降趋势。 结论 LdBBX21、LdBBX22、LdBBX24均可能在光调控兰州百合鳞片花青素苷合成中起着重要功能，本研究为后续研究兰州百合BBX基因功能验证奠定基础。

荷花NnCYP707A1的克隆及功能分析

刘红利, 马一丹, 王婉茹, 杨娅茹, 贺丹, 刘艺平, 孔德政

2025, 41(5):  197-207.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1008

摘要 ( 890 )   HTML ( 7)   PDF (6742KB) ( 209 )  

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目的 利用荷花具有较强的重金属吸附能力这一特性，为其参与铜污染防治的植物修复提供优质的基因资源。 方法 基于课题组前期对荷花铜胁迫转录组数据的分析，筛选并克隆荷花铜胁迫的关键基因NnCYP707A1，利用在线网站及软件分析其序列特征和进化关系，通过农杆菌注射烟草观察亚细胞定位情况，通过转化酿酒酵母、瞬时转化荷花，分析其对铜胁迫的响应。 结果 NnCYP707A1的ORF全长1 065 bp，编码354个氨基酸，含有细胞色素P450家族的保守结构域PFGXGXHXCPG；NnCYP707A1蛋白为稳定的亲水性蛋白，分子量为40.592 kD，等电点数为8.68；其属于CYP707A亚族，与毛果杨的PtCYP707A1遗传距离较近；亚细胞定位结果表明，该蛋白定位于细胞质；过表达NnCYP707A1增强了酿酒酵母对铜胁迫的敏感性；过表达荷花植株（OE-CYP707A1）的相关生理指标未得到改善，而沉默荷花植株（cyp707a1）可以缓解铜胁迫对其的抑制作用。 结论 过表达NnCYP707A1对铜胁迫耐受性减弱，降低了荷花的抗铜性。

VvAGAMOUS通过VvCRABS CLAW调控葡萄心皮发育

昝舒雯, 谢欢欢, 张宇琴, 王文娟, 张鹏飞, 梁晋军, 温鹏飞

2025, 41(5):  208-217.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1127

摘要 ( 1089 )   HTML ( 4)   PDF (3827KB) ( 388 )  

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目的 分析葡萄心皮发育相关基因VvAGAMOUS（VvAG）和VvCRABS CLAW（VvCRC）的表达特性，旨在探究VvAG通过VvCRC基因调控葡萄心皮发育的分子机制，为解析葡萄果实形成分子机制提供理论依据。 方法 以‘玫瑰香’葡萄不同长度的花序为材料，用石蜡切片法观察心皮的发育过程，并通过RT-qPCR检测VvAG和VvCRC在不同发育时期的表达情况。克隆VvAG和VvCRC基因，并进行同源性序列比对和系统进化关系等生物信息学分析。通过瞬时注射烟草叶片对2个基因编码的蛋白进行亚细胞定位。利用酵母单杂交试验和双荧光素酶试验验证VvAG与VvCRC之间的关系。 结果 解剖学观察显示，‘玫瑰香’葡萄花序长度为1‒2 cm时，雄蕊原基基本发育完全，心皮原基准备形成；当花序发育至2‒3 cm和3‒4 cm两个时期，心皮继续发育，胚珠原基开始形成。RT-qPCR结果表明，在花序长度为1‒2 cm时，VvAG和VvCRC表达量较低，而在花序长度为2‒3 cm和3‒4 cm两个时期，VvCRC基因的表达量则随着VvAG基因表达量的增加而迅速增加。系统发育分析结果表明，VvAG与AtAG，VvCRC与MdCRC聚为一小分支，亲缘关系较近。亚细胞定位结果表明，VvAG和VvCRC蛋白均定位于细胞核中。酵母单杂交和双荧光素酶试验结果显示，VvAG可以直接与VvCRC启动子结合并激活其转录活性。 结论 VvAG转录因子可能通过激活VvCRC基因的表达，进一步调控心皮的发育，从而影响葡萄子房的发育。

山金柑GATA基因家族全基因组鉴定及在果实发育中的表达分析

罗嗣芳, 张祖铭, 谢丽芳, 郭紫晶, 陈兆星, 杨月华, 严翔, 张洪铭

2025, 41(5):  218-230.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0880

摘要 ( 975 )   HTML ( 13)   PDF (8585KB) ( 48 )  

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目的 探究GATA转录因子基因家族在山金柑果实发育中的调控作用。 方法 采用生物信息学方法，对其山金柑GATA转录因子基因家族进行全基因组鉴定，并结合转录组数据和RT-qPCR，对其理化性质、基因结构、系统发育树和表达模式进行分析。 结果 在山金柑中共鉴定到26个FhGATAs，不均匀分布在9条染色体上；理化性质分析表明，该家族蛋白都位于细胞核中，分子量在18 019.89-60 342.13 Da范围，属于亲水性蛋白，pI介于4.62-10.33；与拟南芥同源基因进行聚类分析，FhGATA基因家族可分为4个亚家族，同一个亚家族的基序组成和分布模式相似，其中Subfamily Ⅲ亚家族的一些基因在进化过程中缺失；共线性分析表明，山金柑中存在7个共线FhGATAs基因，拟南芥中有24个AtGATAs基因与FhGATAs基因同源，甜橙中有33个CsGATAs基因与FhGATAs基因同源；FhGATA基因的转录调控机制包含光响应和光的反应性元件，以及各种激素反应、胁迫反应和生长发育相关元件；组织表达分析显示，FhGATA基因家族的4个亚家族在根、茎、叶、花、果实和种子中表现不同程度的特异性表达，其中FhGATA24、FhGATA22、FhGATA26、FhGATA18、FhGATA12和FhGATA5在果实中高表达；进一步RT-qPCR分析表明，FhGATA基因与山金柑的单果重和横纵径密切相关，其中FhGATA22和FhGATA18在大果和小果山金柑的果实发育全过程均存在显著差异。 结论 山金柑含有26个FhGATAs基因，其中FhGATA22和FhGATA18可能是介导山金柑果实大小的调控因子。

转录组和代谢组联合分析探究不同遮光条件下金线莲类胡萝卜素合成代谢机制

胡若群, 曾菁菁, 梁婉凤, 曹佳玉, 黄小苇, 梁晓英, 仇明月, 陈莹

2025, 41(5):  231-243.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1007

摘要 ( 3485 )   HTML ( 9)   PDF (1955KB) ( 112 )  

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目的 探究不同遮光条件对金线莲类胡萝卜素生物合成代谢的影响，解析其类胡萝卜素积累分子机制。 方法 以金线莲为实验材料，分别选取不同遮光处理（T1：遮光25%，T2：遮光50%，T3：遮光75%）叶片，采用高通量RNA测序技术（RNA-Seq）和液相色谱-质谱联用技术（LC-MS/MS）获得金线莲的转录组学与代谢组学数据。通过生物信息学分析，鉴定和量化差异基因与代谢物，并探讨它们之间的关系。 结果 在不同遮光条件下，一共鉴定出20个差异表达基因与21种差异代谢物，其中ZEP、LUT5、LUT1、LCYE、NCED1等关键酶基因显著表达，调控玉米黄质、新黄质、金盏花黄质等类胡萝卜素代谢物的变化，并在75%的遮光处理下含量最高。同时预测到22个转录因子参与调控包括ZEP、ZDS、CYP707A等在内的14个差异表达基因，其中有15个转录因子响应脱落酸、赤霉素等5类植物激素元件参与调控类胡萝卜素生物合成；并挑选8个参与类胡萝卜素生物合成的差异表达基因进行RT-qPCR验证，结果表明8个基因的表达趋势与测序结果一致。 结论 不同遮光条件下金线莲叶片中共有15个转录因子响应5类植物激素元件，进而调控ZEP、NCED1、CCD7等差异基因的表达，使玉米黄质、新黄质等与类胡萝卜素相关的代谢物在75%的遮光处理下显著积累。

蒺藜苜蓿MtZHD4基因克隆、亚细胞定位及表达分析

杨春, 王晓倩, 王红军, 晁跃辉

2025, 41(5):  244-254.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1086

摘要 ( 190 )   HTML ( 12)   PDF (4773KB) ( 103 )  

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目的 对蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）MtZHD4基因进行克隆和表达特征分析，以深入了解其功能，为蒺藜苜蓿生长发育和植物内源激素合成、调控及信号传导等方面提供理论基础。 方法 以蒺藜苜蓿‘R108’为材料，克隆得到MtZHD4基因，对其进行生物信息学分析和亚细胞定位，利用实时荧光定量PCR技术对MtZHD4基因在不同组织、不同激素和胁迫处理下的表达模式进行分析。 结果 MtZHD4基因开放阅读框为1 092 bp，编码363个氨基酸，蛋白保守结构域预测发现MtZHD4含有2个ZF-HD蛋白结构域，分别属于ZF-HD dimmer和homeo ZF-HD超家族。亚细胞定位结果显示，MtZHD4定位于细胞核和细胞质。启动子顺式作用元件分析表明，MtZHD4基因启动子中含有参与植物生长发育、激素响应、光响应等多个顺式作用元件。组织特异性表达分析结果显示，MtZHD4基因在根中表达量最高，在叶和荚果中较低。经不同激素和胁迫处理后，MtZHD4基因的表达量在ABA诱导下出现上调趋势，IAA诱导下呈现下调趋势，在6-BA、MeJA和SA诱导下表现为先上升后下降；在盐胁迫下，MtZHD4基因的表达量呈上升趋势，而在干旱胁迫下，表达量则先上升后下降。 结论 MtZHD4基因对不同激素和非生物胁迫具有响应，可能通过相关激素信号转导调控蒺藜苜蓿的生长发育，并在盐和干旱胁迫下起正向调控作用。

黑土区大豆根际土壤放线菌的分离与功能研究

陈永旗, 李志文, 李鑫, 原若曦, 王春旭, 韩毅强, 高亚梅

2025, 41(5):  255-266.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0994

摘要 ( 144 )   HTML ( 21)   PDF (5498KB) ( 60 )  

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目的 大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉引起的严重土传病害，从黑土区大豆根际土壤中筛选并鉴定对大豆疫霉具有拮抗作用的放线菌资源。 方法 选择4种分离培养基，利用稀释划线法从健康和患病大豆植株根际土壤中进行菌株分离，通过平板对峙法筛选对大豆疫霉有抑制活性的菌株，并对候选菌株进行培养特征、生理生化特性测定和基于16S rRNA的分子鉴定。 结果 从健康植株根际土壤中分离了87株放线菌，患病植株根际土壤中分离了43株放线菌。通过平板对峙实验在130株菌中筛选出了11株对大豆疫霉有较好抑制效果的菌株。来自患病根际土的HV-HDN-12对大豆疫霉抑制率为45.48%，健康土壤中分离的LSV-JDN-1对大豆疫霉抑制率达45.84%。HV-HDN-12和LSV-JDN-1具有ACC脱氨酶活性和促进植物生长的吲哚乙酸（IAA），LSV-JDN-1可产铁载体。根据其形态和生理生化结果以及16S rRNA序列分析，HV-HDN-12鉴定为Streptomyces albidoflavus，LSV-JDN-1鉴定为Streptomyces cavourensis。 结论 HV-HDN-12和LSV-JDN-1来自黑土大豆种植区大豆根际，具有广谱抗真菌和植物促生的优良特性，是有较好生防潜力的放线菌资源。

古茶树林菌株D2的鉴定、酶学特性及基因组学分析

叶柳健, 蒙健宗, 覃福方, 何双, 朱绮霞, 王小虎, 韦圣博, 周礼芹

2025, 41(5):  267-279.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1053

摘要 ( 124 )   HTML ( 5)   PDF (2974KB) ( 55 )  

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目的 鉴定1株百色野生古茶树林根际高产蛋白酶菌株D2，分析菌株D2的酶学特性及基因组，为进一步应用菌株D2开发农业用途的功能性肥料提供依据。 方法 基于16S rRNA扩增技术和菌落形态鉴定菌株D2，福林法测定蛋白酶的酶活力，二代测序技术对菌株D2的基因组测序并进行生物信息学分析。 结果 鉴定百色野生古茶树林根际高产蛋白酶菌株D2为Stenotrophomonas属的一个新种，与嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）的亲缘关系最近。菌株D2发酵24 h产生255.73 U/mL的中性蛋白酶以及282.12 U/mL的碱性蛋白酶，总蛋白酶酶活力为544.60 U/mL。菌株D2蛋白酶催化反应的最适温度为50 ℃、最适pH为8，高温对酶活力的影响较大，pH和有机溶剂的影响相对较小，二甲基亚砜处理会提高酶活力。菌株D2基因组的全长为4 599 465 bp，GC含量为66.77%，包含4 176个CDS，71个tRNA，5个rRNA 基因，1个ncRNA。菌株D2基因组还存在丰富的碳水化合物活性酶基因和重金属抗性基因，具有11个Saccharide合成基因簇（占总基因簇的57.89%），作用于38种植物病原菌。 结论 古茶树林菌株D2鉴定为Stenotrophomonas属的一个新种，其产蛋白酶的活力高且酶学性质较好。菌株D2基因组具有丰富的碳水化合物活性酶、重金属抗性、次级代谢产物合成基因簇以及植物病原菌抗病等基因资源。

柱花草内生细菌ZW21发酵条件优化及其抑菌物质稳定性测定

张吉昌, 许云凤, 蒋凌雁

2025, 41(5):  280-289.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1043

摘要 ( 142 )   HTML ( 11)   PDF (1911KB) ( 43 )  

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目的 蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）拮抗菌株ZW21对柱花草炭疽病菌有较大的生防潜力，为获得菌株ZW21的最优发酵条件，提升其活性次级代谢产物的产量，增强对柱花草炭疽病（Stylo anthracnose）的防治效果。 方法 以菌株ZW21的生长量及其发酵滤液抑制柱花草炭疽病菌活性为指标，通过单因素试验筛选培养基组分、正交试验确定其最佳组合；采用单因素试验对发酵条件（pH值、转速、温度、接种量、装液量和发酵时间）逐项进行优化；测定优化后无菌发酵液在不同温度、紫外线照射时间、酸碱环境和蛋白酶处理下的稳定性；通过温室盆栽实验，对比优化前后发酵液对柱花草炭疽病的防治效果。 结果 菌株ZW21的最优培养基配方为0.5%可溶性淀粉、1%苯丙氨酸、0.5%硫酸镁，最适发酵条件为初始pH值4、转速180 r/min、温度28 ℃、装液量200 mL、接种量7%、发酵时间96 h；无菌发酵液可耐受100 ℃高温，紫外线照射8 h抑菌活性不受影响，不受胃蛋白酶、胰蛋白酶的影响，耐强酸，但不耐强碱；与优化前LB发酵液相比，优化后发酵液抑菌活性提高了约10倍，对柱花草炭疽病的防效提高了4倍。 结论 菌株ZW21发酵液稳定性良好，优化后发酵液的OD₆₀₀值与抑菌率分别为7.05与73.18%，对柱花草炭疽病的防效达到62.5%。

球炭疽菌果胶酸裂解酶基因CcPL20552克隆及表达分析

王婷, 王一丹, 任姝锦, 马婷, 金梦军, 杨成德

2025, 41(5):  290-299.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1075

摘要 ( 140 )   HTML ( 2)   PDF (2823KB) ( 81 )  

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目的 基于RNA-Seq数据，果胶酸裂解酶候选效应蛋白基因CcPL20552为球炭疽菌致病过程中致病基因之一，且具有效应蛋白的特征。研究CcPL20552基因信号肽功能及其蛋白表达特点，为揭示其基因功能提供依据，也为揭示球炭疽菌的分子致病机制奠定基础。 方法 以球炭疽菌侵染的马铃薯茎秆cDNA为模板，克隆CcPL20552基因CDS编码区全长以及去除信号肽（-SP）序列，构建带有His标签的全长融合表达载体pET28a-PL20552和去信号肽融合表达载体pET28a-SP 20552，于大肠杆菌BL21（DE3）中通过自诱导和IPTG诱导表达，纯化蛋白后测定其浓度及活性。 结果 CcPL20552基因编码区全长为720 bp，蛋白质预测分子量为24.48 kD，且包含一段由18个氨基酸组成的信号肽序列，蛋白主要以包涵体形式存在于裂解后的菌体沉淀中，通过变复性并利用His标签纯化出目的蛋白，相同诱导条件下全长蛋白表达量显著高于去除信号肽蛋白表达量，100 mmol/L浓度的咪唑洗脱液为最适洗脱浓度，全长和去信号肽蛋白浓度分别为224.25和174.02 μg/mL，活性分别为0.634 6和0.952 0 U/mL。 结论 CcPL20552基因可通过自诱导和IPTG诱导表达，温度越低蛋白表达量越高，信号肽对该蛋白表达影响较大，且信号肽具有分泌功能。

一株高产吲哚乙酸的Bacillus cereus YT2-1C的鉴定及促生作用

张慧, 卢文才, 王冬, 刘倩, 马连杰

2025, 41(5):  300-309.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1076

摘要 ( 159 )   HTML ( 11)   PDF (3326KB) ( 89 )  

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目的 分析高产吲哚乙酸的YT2-1C菌株促生抑菌潜力，为其后续开发利用提供基础。 方法 通过菌株形态特征、16S rRNA和31个看家基因比对结果对菌株进行鉴定，定量测定菌株IAA的产量，分析菌株在产铁载体、溶磷、解钾、产蛋白酶、固氮和抑菌方面的潜力。进一步通过育苗和田间试验验证菌株的促生效果，并从基因组水平初步分析了菌株与促生相关的功能基因。 结果 YT2-1C菌株鉴定为蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus），该菌株IAA产量高达193 μg/mL，具有产铁载体、溶磷、产蛋白酶和抑菌的能力。育苗试验结果表明，接种YT2-1C菌株的基质，显著增加黄瓜、辣椒和番茄的株高、叶绿素、茎粗和鲜重；黄瓜移栽田间后，仍有较好的促生作用。全基因组测序分析表明YT2-1C菌株具有54个与促生相关的基因，5个非核糖体肽合成相关的基因。 结论 蜡样芽胞杆菌YT2-1C是一株具有促生防病功能的菌株，对黄瓜、辣椒和番茄有显著的促生作用，含有多个与促生防病相关基因，为其微生物菌剂的研制奠定了基础。

调控棘孢木霉几丁质酶Tachi2基因的转录因子和蛋白的互作研究

曲珊, 赵月, 李雅华, 郑桂玲, 咸洪泉

2025, 41(5):  310-319.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0992

摘要 ( 160 )   HTML ( 2)   PDF (3778KB) ( 70 )  

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目的 生防菌棘孢木霉（Trichoderma asperellum）TD3104产生的几丁质酶Tachi2在植物病害防治过程中发挥重要作用，47号转录因子作用于特异响应几丁质诱导的Tachi2基因启动子顺式作用元件。探究47号转录因子与一种新调控蛋白H63的互作关系，为解析几丁质诱导调控基因转录表达机制提供科学依据。 方法 利用酵母双杂交系统对棘孢木霉几丁质酶基因Tachi2中47号转录因子的候选互作蛋白H63进行体内点对点互作鉴定；采用大肠杆菌表达系统分别对H63蛋白与47号转录因子基因进行原核诱导表达，利用亲和层析技术纯化融合蛋白，通过GST pull-down实验进行体外蛋白互作检测；利用农杆菌介导的洋葱表皮细胞亚细胞定位技术和BiFC实验进一步检测细胞内蛋白的相互作用。 结果 H63蛋白与47号转录因子在酵母细胞内存在互作关系；原核表达的重组H63蛋白、47号转录因子大小分别为36 kD和18 kD，二者在体外存在互作关系；成功构建了双分子荧光互补载体，证实H63蛋白与47号转录因子在洋葱内表皮细胞中存在相互作用，并且互作发生在细胞核内。 结论 证实H63蛋白与47号转录因子在细胞内外均存在相互作用，为解析真菌几丁质酶基因的表达调控、几丁质酶在农业和生物医药领域的开发利用奠定理论基础。

短柄白黄侧耳CCMSSC 04611基因组特异性分析

吴泽银, 黄晨阳, 赵梦然, 张利姣, 姚方杰

2025, 41(5):  320-332.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1137

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目的 白黄侧耳菌株CCMSSC 04611菌柄短粗，质地硬，菌盖颜色深，但其菌柄短的分子机制尚不清楚，对其进行全基因组测序组装，并与长柄白黄侧耳基因组进行比较，分析其基因组构成、遗传变异及短柄形成的原因。 方法 提取白黄侧耳CCMSSC 04611的基因组DNA，通过对其形态特征及利用二代Illumina测序平台和三代pacbio测序平台进行基因组测序、组装和注释分析，比较其与长柄白黄侧耳基因组的差异。 结果 CCMSSC 04611二代测序获得原始测序数据为8.3 Gb，过滤掉低质量序列后约为8.29 Gb纯净数据，三代测序和组装获得7.42 Gb原始数据，过滤掉低质量序列后约为7.416 Gb纯净数据，基因组GC含量为50.85%，gap数量为0；二代和三代测序联合组装后，共获得23个1 kb以上的contig，总长度为34 635 218 bp。用二代测序数据回比率和BUSCO评估对基因组组装质量进行评价，证实基因组组装结果比较可靠。预测获得的编码基因功能注释显示，共9 999个基因被注释，其中GO和KEGG数据库中分别注释到6 331和3 052个基因。与白黄侧耳CCMSSC 00406基因组比较，两者共有基因家族数量占比均达到98.33%以上；共有功能基因数占比高于83.97%；CCMSSC 04611中特有基因家族数量为124个，特有功能基因数为1 618个，并且这些基因富集在细胞组分、催化活性、转录因子、蛋白质合成、MAPK信号转导等生物学过程中。 结论 利用Illumina测序平台和pacbio revio测序平台测序获得高质量的CCMSSC 04611基因组参考数据，发现其与长柄白黄侧耳CCMSSC 00406基因组存在特有差异基因，为进一步研究CCMSSC 04611的短柄形成的分子机制奠定了理论基础。

干扰lncRNA RNF5-AS1对奶牛乳腺上皮细胞炎症反应的影响

虎喜敏, 周冉, 王正兴, 李宇航, 罗仍卓么, 王兴平

2025, 41(5):  333-342.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-1091

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目的 长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）能够通过直接调控下游分子或竞争性结合微小RNA（microRNA, miRNA）参与奶牛乳房炎症过程。lncRNA RNF5-AS1是新发现的lncRNA，旨在分析lncRNA RNF5-AS1在奶牛乳腺上皮细胞（bovine mammary epithelial cells, bMECs）炎症反应中的作用。 方法 利用RT-PCR技术进行lncRNA RNF5-AS1的克隆，采用核质分离法探究其在bMECs中的亚细胞定位情况。采用脂多糖（lipopolysaccharides, LPS）诱导bMECs建立炎症模型，并利用RT-qPCR检测lncRNA RNF5-AS1在炎性bMECs中的表达水平；干扰lncRNA RNF5-AS1后，检测促炎细胞因子表达水平，并利用CCK-8法和EdU法分别评估细胞活力和增殖能力；通过流式细胞术分析细胞凋亡情况。进一步通过在线工具预测lncRNA RNF5-AS1的潜在靶基因。 结果 lncRNA RNF5-AS1长度为1 125 bp，主要分布于细胞质中。在LPS诱导的bMECs炎症模型中，lncRNA RNF5-AS1表达水平显著上调；干扰lncRNA RNF5-AS1后，促炎因子IL-6和IL-8的表达水平显著下调，细胞活力和增殖能力显著增加，细胞凋亡水平极显著降低。KEGG结果表明，lncRNA RNF5-AS1可能通过靶向bta-miR-375、bta-miR-615、bta-miR-193a-5p、bta-miR-1291和bta-miR-1468而调控细胞炎症反应。 结论 lncRNA RNF5-AS1在bMECs炎症反应中表达上调，干扰后会抑制促炎因子的表达和细胞凋亡，提升细胞活力和增殖能力，提示其参与奶牛乳房炎的调控。

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2025, 41(5):  334. 

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2025, 41(5):  335. 

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2025, 41(5):  336. 

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