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2026年 第42卷 第9期    刊出日期：2026-09-26

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植物发育生物学专题

植物花分生组织活性的调控机制

王鑫, 陈炜, 孙博

2026, 42(9):  1-13.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0924

摘要 ( 1502 )   HTML ( 13)   PDF (5230KB) ( 307 )  

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花是被子植物传代重要的繁殖器官，在演化过程中形成了繁复的多样化性状。花分生组织（floral meristem, FM）中的干细胞为花器官（floral organ）的发育提供了细胞来源，对FM活性的调控直接影响FM的大小和花器官的数目。外在环境信号、植物激素和内源调控因子构成的调控网络决定了花原基的起始、花分生组织的建立与适时终止以及花器官身份特化的过程。FM活性直接影响作物的产量，因此众多作物育种改良均关注FM调控这一过程。本文以模式植物拟南芥为主，系统梳理了生长素信号及下游转录因子调控花原基起始与FM建立的分子机制，“ABCDE”模型决定花器官身份特性的原理，以CLAVATA-WUSCHEL负反馈通路为核心的FM活性维持与抑制机制，以及多级转录因子介导的FM程序性终止通路。同时，本文也总结了单子叶作物（包括水稻与玉米等）花发育以及FM活性调控的最新进展。通过单子叶植物与拟南芥、番茄等双子叶植物间的比较，揭示了“ABCDE”模型对花器官身份的决定作用，以及CLE（CLV3/ENDOSPERM SURROUNDING REGION）小肽通路抑制FM活性在被子植物中的保守性。在此基础上，猜测C类同源异型基因-C2H2/YABBY转录因子模块是调控被子植物FM适时终止的关键因子。此外，本文亦综述了近年来FM活性研究中涉及的新兴技术及其应用场景，特别探讨了快速发展的单细胞（核）转录组、空间转录组以及单细胞多组学测序等技术在多组学时代背景下，克服FM高度异质性与细胞多样性，以高效、深入解析FM活性调控网络的应用潜力。最后展望了FM发育相关研究的未来方向及可能面临的挑战，旨在为深入解析FM活性调控机制与基于FM活性设计的分子育种策略提供理论依据。

温度胁迫调控花药绒毡层发育的研究进展

聂佳, 林慧子, 唐哲源, 陈立余

2026, 42(9):  14-28.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0046

摘要 ( 649 )   HTML ( 17)   PDF (3046KB) ( 62 )  

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近年来，随着全球气候变暖的加剧，极端天气频发，温度胁迫显著影响花粉育性，给农业生产带来巨大损失。绒毡层是位于花药壁内层的分泌细胞，不仅为小孢子发育提供必需的营养物质，还为花粉外壁的形成提供原料。在花药发育过程中，绒毡层细胞会经历程序性细胞死亡（programmed cell death, PCD），这一过程的提前或延迟均会导致花粉败育。现有研究表明，高温通常会导致绒毡层PCD的提前，而低温则可能抑制或延迟其发生。在此过程中往往伴随着活性氧（reactive oxygen species, ROS）的过度积累及激素信号紊乱，同时影响内质网（endoplasmic reticulum, ER）的结构及功能，导致大量错误折叠及未折叠蛋白质积累。温度胁迫还可能直接影响蛋白质的降解以破坏蛋白质稳态。此外，花药绒毡层发育及降解的遗传模块DYT1-TDF1-AMS-MYB80-MS1在响应温度胁迫时也发挥着重要作用。本文综述了绒毡层细胞在高低温胁迫下的表型特征，总结了高低温如何通过调控绒毡层DYT1-TDF1-AMS-MYB80-MS1转录激活级联通路的表达，破坏ROS、内质网和蛋白质稳态，以及引起激素信号紊乱来干扰绒毡层发育及PCD时序，进而影响花粉育性。此外，本文还讨论了在有性生殖阶段研究温度胁迫对花粉育性影响的挑战，并展望相关研究在作物育种和农业生产中的潜在应用价值，包括培育耐高低温品种、丰富作物抗逆基因库、优化栽培管理策略、研发新型化学药剂等方面。

水稻质核互作雄性不育及育性恢复研究进展

刘洋, 许作鹏, 张宏根, 刘巧泉, 汤述翥

2026, 42(9):  29-41.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0390

摘要 ( 176 )   HTML ( 29)   PDF (1732KB) ( 78 )  

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质核互作雄性不育（cytoplasmic male sterility）是由细胞质基因和核基因共同控制的雄性不育类型，水稻雄性不育植株雌性器官正常，可接受外来花粉而结实，利用这一特性可省去人工去雄的步骤，从而高效简便地获得杂交种。目前水稻已有多种细胞质雄性不育类型应用于生产，并且随着基因组学、基因编辑技术的发展，多个细胞质雄性不育基因及育性恢复基因被鉴定或克隆。本文主要介绍了水稻雄性不育胞质的类型及利用现状、雄性不育基因的鉴定与验证策略、雄性不育机理、不同不育胞质育性恢复基因的定位及恢复机制等方面的研究进展，进而对规范命名、深入应用线粒体编辑技术、解析质核互作雄性不育及育性恢复分子机制、重视微效恢复基因等方面提出展望，旨在为水稻质核互作雄性不育及育性恢复的基础研究及育种应用提供参考。

观赏植物毛状体的功能与应用

黄润环, 陈沄毅, 陈会芳, 尹丽丽, 于超

2026, 42(9):  42-56.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0049

摘要 ( 223 )   HTML ( 12)   PDF (11235KB) ( 74 )  

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毛状体是植物地上器官表皮衍生的附属结构，其形态多样、功能广泛，在植物适应环境和次生代谢物合成中发挥核心作用。近年来，毛状体作为研究细胞分化与发育的理想模型以及天然的“代谢工厂”，成为植物学研究的热点领域之一。在观赏植物中，毛状体不仅直接影响花色质感、花香成分等关键观赏性状，还与其环境适应性密切相关，对培育兼具美学价值与抗逆性新种质具有重要价值。目前，针对观赏植物毛状体的系统研究有限，多数研究仍停留在基础的形态观察与描述阶段。对于毛状体发育的分子调控机制、代谢合成通路及其与观赏性状形成的深层联系亟待进一步研究。本文从形态学出发，系统阐述了以功能、结构为导向的传统分类体系。在进化发育层面，重点探讨了毛状体多源、趋同的复杂演化历程。同时，以MYB-bHLH-WD40（MBW）复合体为核心，阐述了毛状体发育的基础调控网络以及激素信号、环境胁迫的影响，探讨了观赏植物中毛状体调控机制的多样性与特异性。还总结了毛状体在观赏植物中的核心生物学作用与综合应用价值，强调其在绿色植保和环境治理中的多功能潜力，为下一阶段观赏植物毛状体的理论研究和创新育种提供全新视角。未来将培育兼具生态韧性、经济价值与观赏价值的新一代观赏植物，推动观赏植物育种进入按需设计、功能多元、智能高效的新时代。

植物表皮毛发育分子调控机制研究进展

秦子璐, 孙海燕, 陈赢男

2026, 42(9):  57-69.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1037

摘要 ( 22 )   HTML ( 5)   PDF (1161KB) ( 18 )  

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植物表皮毛是植物表皮细胞分化形成的特化突起结构，作为植物长期适应环境的重要进化特征，其在抵御生物与非生物胁迫及形成棉纤维、茶叶次生代谢物等产物中具有关键作用。本文系统综述了草本植物（拟南芥、番茄、棉花及水稻）和木本植物（杨树、茶树及桃树）表皮毛发育分子调控机制的研究进展。在拟南芥中，MYB-bHLH-WD40（MBW）转录复合体构成调控表皮毛起始与形态建成的核心保守模块，通过正负反馈环路实现精准调控。番茄中则呈现出以HD-Zip转录因子为主导的、更为复杂的调控网络。在棉纤维发育过程中，R2R3 MYB等转录因子展现出关键作用及功能特异性分化。作为单子叶植物，水稻表皮毛发育形成了区别于双子叶植物的独特调控网络。杨树、茶树等木本植物仍存在部分保守MBW核心调控机制，而桃果实表皮毛发育则演化出不依赖完整MBW复合体的新路径。本文通过比较分析不同物种表皮毛调控网络的保守性与特异性，为揭示植物表皮毛发育的分子进化机制提供了理论依据，并为作物抗逆性与经济性状的分子育种改良提供潜在靶点。

TIFY转录因子在植物生长发育和逆境胁迫响应中的作用

宋文清, 陈智翔, 李雨倩, 王海龙, 邢国芳, 张杰伟

2026, 42(9):  70-81.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0914

摘要 ( 186 )   HTML ( 20)   PDF (1440KB) ( 147 )  

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TIFY转录因子是植物特有的一类转录因子，含有高度保守的TIF[F/Y]XG基序，可分为TIFY、JAZ、PPD和ZML 4个亚家族。随着植物基因组学和功能基因组学的发展，TIFY转录因子在多种植物中被鉴定，且该基因家族在不同物种中数量差异显著。本文综述了TIFY转录因子的结构特征，系统阐述了其在植物生长发育（如叶片、花器官等）、激素信号转导（如茉莉酸、脱落酸等）以及逆境胁迫响应（包括生物胁迫、低温、干旱等）中的作用。现有研究已明确TIFY转录因子在植物生长发育与逆境响应中具有重要作用，然而其特异性作用机制尚未完全阐明；翻译后修饰（如甲基化、磷酸化等）对其功能的精细调控作用亦有待深入解析。未来可整合比较基因组学，系统分析不同科属、不同倍性植物TIFY基因的共线性区块与演化轨迹，揭示其功能分化规律；依托X射线晶体学、冷冻电镜等结构生物学技术，解析TIFY蛋白核心结构域（如TIFY、JAS）的三维结构，明确其与靶蛋白、激素配体的互作界面；结合CRISPR-Cas9等基因编辑技术，深入解析TIFY转录因子调控机理，并通过基因工程策略定向开展遗传改良，为培育抗逆优质、高产广适的新一代作物提供重要候选基因。

小肽激素EPFs/EPFLs调控植物生长发育和胁迫应答的研究进展

朱云涛, 杜一帆, 左示敏, 熊叶辉

2026, 42(9):  82-92.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1311

摘要 ( 1028 )   HTML ( 12)   PDF (1070KB) ( 228 )  

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植物气孔是调控光合作用与蒸腾作用的关键微结构，其发育遵循“单细胞间距规则”并受高度程序化的分子信号通路精密调控。本文总结了表皮模式因子（epidermal patterning factors/EPF-like peptides, EPFs/EPFLs）家族小肽在植物生长发育，尤其是气孔模式建成中的核心作用。系统阐述了该家族的分类、功能、成熟与加工等，重点剖析了EPFs/EPFLs小肽作为配体，被ERECTA/TMM/SERK受体复合物识别后激活MAPK级联信号通路，通过磷酸化降解SPCH等关键转录因子以精确调控气孔发育的分子机理。此外本文还总结了该家族在拟南芥与水稻等植物生长发育中的生物学功能以及在作物水分利用效率和抗逆性改良中的应用潜力，并探讨了该家族小肽通过影响气孔密度与开度进而响应干旱、盐分等非生物胁迫及其在植物气孔免疫调控中的潜在机制，最后对其未来研究方向及在农业上的应用进行了展望，为未来作物的稳产增产实践应用提供理论指导。

水稻DnaJ型锌指蛋白OsDJA10正调控叶绿体发育

任琼, 钟娇, 段玉, 秦童, 康振辉

2026, 42(9):  93-106.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0023

摘要 ( 77 )   HTML ( 14)   PDF (157675KB) ( 30 )  

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目的 DnaJ型锌指蛋白分子伴侣在水稻中的功能尚不完全清楚。探究OsDJA10基因（LOC_Os08g36140）敲除株系（KO）白化和RNA干扰株系（RNAi）黄化表型的分子机制，评估其过表达株系（OE）的高光耐受性，为水稻抗逆品种培育提供理论参考。 方法 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术、RNAi技术和农杆菌介导转化法分别获得敲除、敲低和过表达株系，通过测定光合色素、叶绿素荧光、叶绿体超微结构、抗氧化酶活性、叶片和根系相对含水量、相对电导率、生长性状等生理指标，并结合亚细胞定位、RT-qPCR和转录组学分析，解析OsDJA10基因的生物学功能。 结果 OsDJA10敲除株系幼苗期表现为白化致死表型，几乎不合成植物色素，缺乏成熟叶绿体和类囊体垛叠，叶绿体结构与发育相关基因表达显著下调，差异表达基因显著富集在光合作用通路。RNAi植株叶片黄化，光合色素含量显著低于野生型中花11、F_v/F_m和NPQ显著下调，叶绿体个数显著减少、体积显著变小且重塑类囊体垛叠，叶绿体结构与发育相关基因表达均下调。过表达株系株高、穗长及剑叶长显著降低，未对产量产生积极影响，对高光胁迫的耐受性显著高于野生型中花11。 结论 OsDJA10基因通过影响光合基因转录和光合器官稳定性，正调控水稻叶绿体发育，同时增强高光胁迫耐受性。

谷子赖氨酸合成通路基因的鉴定及AK基因变异调控作用分析

赵雄伟, 邵莉桃, 李梦晴, 梁逸萱, 张洁如, 曹艳花

2026, 42(9):  107-119.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1203

摘要 ( 31 )   HTML ( 3)   PDF (5411KB) ( 15 )  

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目的 赖氨酸是人类与牲畜营养中的第一限制性必需氨基酸，其含量低制约谷子营养价值的提升。解析谷子赖氨酸合成代谢的分子机制，可为谷物营养品质改良提供重要的基因资源。 方法 通过生物信息学鉴定谷子赖氨酸生物合成途径基因，并结合系统发育关系、染色体定位、共线性关系、表达谱分析、候选基因关联分析和单倍型分析，挖掘调控籽粒赖氨酸积累的关键候选基因。 结果 谷子籽粒赖氨酸含量随发育阶段（青熟期S1‒完熟期S4）呈下降趋势，且自然群体中赖氨酸含量变异系数为36.5%。基于KEGG（kyoto encyclopedia of genes and genomes）数据库注释及谷子基因组信息，共鉴定出15个编码赖氨酸合成相关酶的基因，分属7个基因家族。LBPG（lysine biosynthesis pathway genes）基因表现出组织与发育阶段特异性表达，多数基因在穗部S1‒S4期表达量逐渐下降。候选基因关联分析显示，仅天冬氨酸激酶AK（aspartate kinase）基因的4个家族成员（AK1、AK3、AK4、AK5）存在30个SNP（single nucleotide polymorphism）位点与赖氨酸含量显著关联（P<0.01）。其中，携带AK3基因的单倍型Hap1种质赖氨酸含量比Hap2高17.22%，而携带AK5基因的单倍型Hap1种质比Hap2高12.96%。蛋白互作网络预测及表达相关性分析表明，高丝氨酸激酶HSK（homoserine kinase）基因与AK3存在互作及显著正表达相关（P<0.01），可能通过调控AK3基因表达影响谷子赖氨酸合成。 结论 谷子籽粒赖氨酸含量随发育时期呈下降趋势，AK家族基因的SNP与赖氨酸含量存在显著关联。AK3和AK5的Hap1单倍型种质赖氨酸含量均显著高于Hap2。此外，高丝氨酸激酶HSK基因与AK3存在显著表达正相关及蛋白互作，可能协同调控谷子籽粒赖氨酸的合成。

拟南芥种子的胚与胚乳中pOp6/LhG4^AtO表达系统的构建与验证

付彩霞, 张瑞花, 祝云俊, 李靖, 杨科, 王轩鹏

2026, 42(9):  120-127.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0021

摘要 ( 108 )   HTML ( 23)   PDF (264291KB) ( 81 )  

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目的 构建适用于拟南芥种子的胚与胚乳中基因功能研究的pOp6/LhG4^AtO表达系统，并验证该系统的可行性，为基因组织特异性表达提供可靠的操作工具。 方法 基于pOp6/LhG4^AtO的二元转录激活系统，选取已报道的胚（TWS1）和胚乳（FWA、ESH1）特异性启动子构建“驱动”载体。同时，选用增加核定位的荧光报告基因（H2B-Clover）构建效应载体。采用农杆菌介导的花序浸染法进行遗传转化，获得目标转基因阳性株系。通过将驱动系和效应系进行杂交，在其F₁代种子中，观察授粉后2‒5 d报告基因的组织特异性表达情况，并与公共芯片转录组数据（NCBI GEO；accession number GSE12404）进行比对分析。 结果 成功构建pOp6/LhG4^AtO表达系统，并获得所需的独立转基因株系，包括驱动系（pTWS1::LhG4^AtO 、pFWA::LhG4^AtO 、pESH1::LhG4^AtO ）和效应系（pOp6::H2B-Clover）。驱动系与效应系杂交后，pTWS1::LhG4^AtO 驱动的效应系仅在3‒5 d的胚细胞核中观察到特异且持续高表达的绿色荧光信号；pFWA::LhG4^AtO 和pESH1::LhG4^AtO 驱动的效应系在授粉后2‒5 d的胚乳细胞核中观察到特异且持续高表达的绿色荧光信号。表明pOp6/LhG4^AtO表达系统驱动的效应系荧光表达模式，与已发表的芯片转录组数据高度一致。 结论 建立并验证了pOp6/LhG4^AtO系统在拟南芥种子的胚和胚乳中组织特异性驱动基因表达的能力，为种子发育过程中关键基因的功能研究提供了可靠的操作工具。

NtWUN负调控烟草表皮毛发育

刘娜威, 钱孟英, 张洪映, 王召军, 崔红, 闫筱筱

2026, 42(9):  128-136.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0339

摘要 ( 93 )   HTML ( 15)   PDF (4656KB) ( 27 )  

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目的 探究茉莉酸（jasmonic acid, JA）介导下NtWUN转录因子的作用模式，明确该转录因子调控烟草表皮毛生长发育的内在机理，为深入解析茉莉酸调控植物表皮结构发育的分子机制奠定数据与理论支撑。 方法 在普通烟草K326中通过同源克隆、生物信息学分析、亚细胞定位、实时荧光定量PCR等方法，解析NtWUN基因的序列特征、蛋白结构与亚细胞定位特征，明确该基因在烟草不同组织中的表达差异及在不同浓度MeJA处理条件下的表达模式；通过创制NtWUN基因过表达与基因敲除植株，开展该基因的功能验证。 结果 NtWUN有2条同源序列NtWUN-1和NtWUN-2，NtWUN-1编码区全长630 bp，NtWUN-2编码区全长636 bp，分别编码209、211个氨基酸。进化树分析结果表明，NtWUN-1与林烟草高度同源，NtWUN-2与绒毛烟草高度同源，二者与枸杞中的同源基因亲缘关系较近。表达模式分析发现，NtWUN-1与NtWUN-2均在叶中表达量最高，随后依次为表皮毛、茎和花，在根中表达量最低。不同浓度MeJA处理下，NtWUN-1与NtWUN-2的相对表达量均呈先上升后下降趋势，NtWUN-1与NtWUN-2在24 h后受MeJA强烈诱导，表达量分别上调10.2倍和11.8倍。亚细胞定位结果显示，NtWUN-1与NtWUN-2都定位在细胞核。腺毛形态与密度观察发现，NtWUN过表达株系（OE8）长柄腺毛和短柄腺毛分别减少了37.5%和35.7%；敲除株系（KO2）分别增加50.0%和57.1%；上述2种转基因烟草的腺毛类型不受影响。 结论 NtWUN负调控JA介导的烟草长柄腺毛和短柄腺毛的生长发育。

黄瓜CAD家族基因介导木质素沉积调控叶柄夹角建成

秦少敏, 苗晗, 董邵云, 官健涛, 顾兴芳, 李森, 刘小萍, 张圣平

2026, 42(9):  137-146.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0106

摘要 ( 99 )   HTML ( 14)   PDF (17783KB) ( 33 )  

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目的 明确黄瓜（Cucumis sativus L.）CAD基因家族的组成特征及其在叶柄夹角形成中的潜在作用，为解析株型建成机制提供候选基因资源。 方法 基于黄瓜参考基因组CLv4.0，利用结构域检索与同源比对方法鉴定CAD基因家族成员，并对其染色体定位、蛋白理化性质、基因结构、保守基序、系统进化关系、启动子顺式作用元件及共线性关系进行系统分析；结合多组织转录组数据筛选候选基因，在不同叶柄夹角材料中通过RT-qPCR分析其在近轴叶柄基部与生长点叶片中的表达模式，并测定木质素含量及进行亚细胞定位验证。 结果 在黄瓜基因组中共鉴定到22个CAD基因，分布于7条染色体上，并检测到3对串联重复基因。系统进化分析将其划分为4个亚类，其中第Ⅱ亚类成员数量最多，表现出明显扩张趋势。启动子分析显示，CsCAD基因富含激素响应及非生物胁迫相关顺式作用元件。多组织表达分析表明，部分CsCAD基因在机械支撑相关组织中高表达。进一步分析发现，在小叶柄夹角材料中，CsCAD13等基因在近轴叶柄基部显著高表达；而在大叶柄夹角材料中，CsCAD19、CsCAD14等基因在生长点叶片中高表达。木质素含量测定结果表明，小夹角材料在近轴叶柄基部的木质素积累显著高于大夹角材料。亚细胞定位结果显示，不同CsCAD蛋白在细胞内定位存在差异。 结论 黄瓜CAD基因家族在进化过程中既保持保守性，又发生扩张与功能分化。部分CsCAD基因通过调控近轴叶柄基部木质素积累或顶端组织发育，参与叶柄夹角形成，可作为黄瓜株型改良的潜在候选基因。本研究首次将CAD基因家族与黄瓜叶柄夹角这一株型关键性状建立联系。

基于转录组与代谢组解析黄瓜雌花花冠延迟开放的关键调控通路

范丽金, 宋晓飞, 李晓丽, 闫立英, 谢洋

2026, 42(9):  147-156.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0024

摘要 ( 82 )   HTML ( 14)   PDF (3268KB) ( 57 )  

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目的 探究生产中外源生长调节剂调控“顶花带刺”这一关键商品性状的分子机制，为进一步通过分子育种改良黄瓜鲜食品质提供理论依据。 方法 基于转录组与代谢组分析，比较不同发育阶段中蘸花与未蘸花处理下黄瓜雌花花冠的基因表达与代谢物变化，筛选出调控黄瓜雌花花冠延迟开放的关键基因与代谢产物，初步解析黄瓜雌花花冠经处理后延迟脱落的分子调控机制。 结果 在nDF_0d vs DF_0d、nDF_2d vs DF_2d和nDF_4d vs DF_4d 3个比较组中，分别鉴定到3 508、3 581和5 752个差异表达基因。这些基因在植物激素信号转导途径（csv04075）、苯丙烷生物合成途径（csv00940）及苯丙氨酸代谢途径（csv00360）中均显著富集，其中生长素相关基因，包括AUX28（Csa07g1708）、IAA14（Csa02g0970）、GH3.1（Csa06g2748）和ARF19（Csa02g0003）等可能在调控黄瓜花冠延迟开放中发挥关键作用。代谢组分析进一步表明，酚酸、阿魏酸衍生物和类黄酮等次生代谢物在相应处理中积累显著，尤其是苯丙素类和黄酮类化合物，与黄瓜花冠持续开放密切相关，这可能与它们在细胞壁弹性、抗氧化活性和激素调控中的作用有关。 结论 蘸花处理诱导的生长素主导响应，通过拮抗乙烯信号延迟黄瓜花冠开放；未蘸花处理则以乙烯为核心的调控路径促进黄瓜花冠脱落。

黄瓜CsHXKs基因家族鉴定及CsHKL1.2调控花器官糖积累

桑志鹏, 侯栋, 王慧婷, 岳宏忠, 李亚莉, 颉建明, 路雯, 许照泰

2026, 42(9):  157-168.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1396

摘要 ( 79 )   HTML ( 13)   PDF (19280KB) ( 32 )  

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目的 探究黄瓜（Cucumis sativus L.）己糖激酶（CsHXKs）基因家族成员序列特征及表达规律，并验证CsHKL1.2在黄瓜花器官糖积累中的作用，为黄瓜花器官糖代谢调控及品质育种提供理论依据与基因资源。 方法 对黄瓜CsHXKs进行系统鉴定及生物信息学分析；基于RT-qPCR技术检测不同组织和花器官不同部位及非生物胁迫下CsHXKs的表达情况；利用亚细胞定位和基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）技术验证候选基因的位置和功能。 结果 黄瓜CsHXKs家族包含6个成员，分布于4条染色体，编码蛋白长度为371‒547个氨基酸，分子量为40.4‒59.6 kD。系统进化分析将其分为6个亚类，同一亚类成员具有相似的基因结构和保守基序。CsHXKs具有光响应、低温、干旱、激素及防御相关顺式作用元件。在非生物胁迫下，CsHXKs基因呈现显著的诱导表达。CsHXK3和CsHKL3基因在根中高表达，CsHXK1/2、CsHKL1.1/1.2基因在花中特异表达，其中CsHKL1.2在雄花蜜腺中表达量最高。CsHKL1.2定位于叶绿体。沉默CsHKL1.2后，花器官的花药、雄花蜜腺、柱头、雌花蜜腺、子房等部位中的葡萄糖、果糖、蔗糖含量显著升高，其可溶性酸性转化酶、细胞质中性转化酶、磷酸果糖激酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、己糖激酶的酶活性明显下调。 结论 黄瓜CsHXKs不同成员可能具有不同的生物学功能，其中CsHKL1.2通过调控糖代谢相关酶活性参与花器官糖积累，初步验证了CsHKL1.2在黄瓜花器官糖代谢中的功能。

青花菜BoFLC3的克隆与开花调控机制研究

张静, 李圆圆, 王燕, 江雅洁, 杨寒冰, 柴文臣, 霍辰思, 罗丹, 阎世江

2026, 42(9):  169-177.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1354

摘要 ( 112 )   HTML ( 16)   PDF (4182KB) ( 18 )  

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目的 FLC是调控植物开花的关键基因之一，通过克隆青花菜BoFLC3，并对其功能进行研究，以期为阐明青花菜开花转变的分子调控机制提供理论依据。 方法 以青花菜为材料，同源克隆获得BoFLC3，通过生物信息学工具分析其序列特性、保守结构域及系统发育关系；采用RT-qPCR技术检测BoFLC3在不同组织及不同处理下的表达谱，明确其表达特异性；构建亚细胞定位载体进行烟草瞬时过表达，明确其蛋白的细胞定位情况；进一步在拟南芥中异源过表达BoFLC3，并通过对比转基因株系与野生型植株的抽薹和开花表型差异，分析该基因在开花过程中的作用。 结果 BoFLC3的cDNA全长为594 bp，编码197个氨基酸，其编码蛋白含有典型的MADS结构域和K-box结构域，蛋白定位于细胞核。系统进化分析表明，青花菜FLC3与结球甘蓝FLC的同源性较高。表达模式分析显示，BoFLC3在成熟叶和茎尖中表达水平较高，且在低温处理后的青花菜茎尖中表达量显著下降。在拟南芥中异源过表达BoFLC3可显著推迟植株的抽薹及开花时间，过表达株系中开花促进基因AtFT、AtLFY、AtAP1和AtSPL的表达水平下调，而开花抑制基因AtSVP的表达则上调。 结论 BoFLC3在植物开花过程中发挥关键作用，其异源过表达可显著延迟抽薹与开花，表明该基因在成花诱导途径中发挥负调控功能。

生长素诱导调节PagHAM4a和PagHAM4b的表达及对杨树次生木质部发育的影响

刘冉, 赵盼, 周心怡, 苏玉婷, 郑淑雅, 高宏波, 郭惠红

2026, 42(9):  178-185.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1092

摘要 ( 121 )   HTML ( 27)   PDF (10410KB) ( 119 )  

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目的 生长素在植物生长发育过程中发挥关键作用，探究外源生长素（IAA）对84K杨（Populus alba×Populus glandulosa）PagHAM4a和PagHAM4b表达的调控作用，以及在杨树次生木质部发育过程中的作用，为探索转录因子与IAA互作对树木次生木质部发育提供依据。 方法 以84K杨为试材，外源施加IAA，使用RT-qPCR检测PagHAM4a和PagHAM4b的表达水平，通过构建2个基因的表达载体：一个载体包含由生长素响应启动子DR5驱动的GFP报告基因和由PagHAM4a特异性启动子驱动的GUS报告基因；另一个载体包含由DR5驱动的GFP报告基因和由PagHAM4b特异性启动子驱动的GUS报告基因，探究PagHAM4a和PagHAM4b的表达区域与生长素分布之间的关系。同时，通过测量、统计，并结合石蜡切片技术观察IAA处理的84K杨和过表达植株（PagHAM4a-OE/PagHAM4b-OE）的外部形态和茎中次生木质部的显微结构。 结果 RT-qPCR结果表明，外源IAA的施加显著上调了PagHAM4a和PagHAM4b的表达；双报告基因检测结果显示，PagHAM4a和PagHAM4b在84K杨次生茎中的表达区域与生长素的分布区域一致；表型分析显示，与未施加IAA相比，施加IAA的84K杨和过表达植株的株高、叶面积、茎粗和节间数均显著增加，并且茎中次生木质部的宽度、细胞层数和形成层的宽度、细胞层数均显著增加，这与PagHAM4a和PagHAM4b表达水平的上调趋势一致。 结论 施用外源IAA，对84K杨PagHAM4a和PagHAM4b的表达以及茎中次生木质部的发育具有促进作用，PagHAM4a和PagHAM4b通过生长素信号途径参与调节次生木质部的发育。

杨树PagRAX2_16G及其启动子的克隆与功能分析

郑淑雅, 苏玉婷, 何玉美, 赵盼, 周心怡, 刘冉, 刘平丽, 郭惠红

2026, 42(9):  186-195.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1259

摘要 ( 110 )   HTML ( 4)   PDF (15708KB) ( 53 )  

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目的 R2R3-MYB转录因子在植物的生长发育过程中具有广泛的调节作用，探究‘84K’杨（Populus alba × P. glandulosa 84K）R2R3-MYB成员PagRAX2_16G的生理功能，为揭示‘84K’杨树次生木质部形成的分子机制提供科学理论依据。 方法 以‘84K’杨为试材，采用同源克隆方法获得PagRAX2_16G及其启动子，并进行序列分析；使用RT-qPCR和基因特异启动子驱动GUS报告基因的检测方法分析PagRAX2_16G的表达模式；构建pBI121-35S::PagRAX2_16G过表达载体、转化‘84K’杨，经PCR和GUS检测获得过表达PagRAX2_16G阳性植株；以‘84K’杨野生型为对照，测量并统计PagRAX2_16G过表达植株的株高、茎粗、根长、根粗等外部形态特征，并使用石蜡切片技术观察茎和根的内部组织结构。 结果 PagRAX2_16G编码区全长999 bp，编码332个氨基酸；PagRAX2_16G启动子序列长度为1 648 bp，含转录起始核心元件TATA-box等启动子基本元件。RT-qPCR结果表明，PagRAX2_16G在次生茎、老根、成熟叶中的表达水平显著高于其在初生茎、幼根、幼叶中的表达水平，且在老根中表达量最高。GUS染色结果表明，PagRAX2_16G主要在器官的维管组织中表达；在具有次生生长的茎和根中，PagRAX2_16G在形成层及其邻近衍生的维管细胞中表达。经表型分析，与‘84K’杨野生型相比，PagRAX2_16G过表达株系的株高、茎粗、根长、根粗均显著增加，且茎和根中的次生木质部宽度与层数、形成层层数、导管和纤维细胞面积均显著增加。 结论 PagRAX2_16G正向调节‘84K’杨形成层向次生木质部的分化和木质部细胞的扩张，在根、茎次生木质部形成过程中发挥重要的调节作用。

油茶MYB转录因子家族鉴定及CoMYB107基因在雄蕊发育中的功能分析

谭澍, 沈红建, 高晓磊, 尹倩, 邹锋

2026, 42(9):  196-209.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0115

摘要 ( 51 )   HTML ( 9)   PDF (14926KB) ( 46 )  

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目的 鉴定油茶（Camellia oleifera）MYB基因家族成员，解析其花药发育的分子调控网络，为阐明油茶生殖发育机制提供理论依据。 方法 基于油茶基因组数据，通过生物信息学方法鉴定MYB基因家族成员，解析其序列特征、理化性质、进化关系，并预测亚细胞定位；利用转录组与RT-qPCR技术，分析候选MYB基因在不同组织和不同发育阶段的表达模式，筛选关键基因，以烟草叶盘法异源过表达基因，验证候选基因功能。 结果 从油茶基因组鉴定到137个MYB基因，其氨基酸长度为102-1 752 aa，分布于45条染色体中，大多数成员的亚细胞定位预测定位在细胞核中。存在55次片段复制事件，共有44对有效基因，38对基因受纯化选择影响，5对基因受正选择影响。与拟南芥存在95对共线性基因对。系统发育分析显示，油茶与拟南芥的MYB家族可分为26个亚家族。启动子顺式作用元件主要与光响应、激素响应和胁迫应答相关，与激素相关的顺式作用元件主要有赤霉素、脱落酸和茉莉酸元件。转录组数据与RT-qPCR表达模式分析发现，8个基因在花药中呈现特异性高表达特征。此外，蛋白互作网络预测提示，CoMYB107、CoMYB55和CoMYB136基因可能参与特定的蛋白互作调控网络；CoMYB107过表达烟草的花粉活力显著下降、花丝长度伸长和花药延迟开裂。 结论 CoMYB107可能通过GA-JA信号通路调控雄蕊发育，表现为促进花丝伸长、延迟花药开裂以及降低花粉活力。

无患子SmHD-ZIP25和SmHD-ZIP29基因在花发育中的功能研究

陈宁一, 吴文彤, 赵国春, 贾黎明, 陈仲

2026, 42(9):  210-220.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0174

摘要 ( 49 )   HTML ( 8)   PDF (6077KB) ( 39 )  

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目的 探究无患子（Sapindus mukorossi）SmHD-ZIP25和SmHD-ZIP29在花发育及性别分化中的调控作用，为无患子分子设计育种提供有价值的参考基因。 方法 以无患子为材料，克隆HD-ZIP I亚家族成员SmHD-ZIP25和SmHD-ZIP29，并对其进行序列比对、系统发育、亚细胞定位、表达模式分析，并通过拟南芥异源转化探究这2个基因功能。 结果 序列比对和系统进化树分析显示，SmHD-ZIP25和SmHD-ZIP29具有完整的Homeodomain和Leucine Zipper结构域，且与参与性别分化的油柿MeGI基因高度同源；亚细胞定位表明二者蛋白均定位于细胞核。表达模式分析发现，SmHD-ZIP25和SmHD-ZIP29在无患子雌雄花发育过程中呈现不同的表达规律，在无患子根、茎、叶组织中表达水平相似。与野生型拟南芥相比，过表达SmHD-ZIP25或SmHD-ZIP29均能导致拟南芥出现早花、莲座叶卷曲、果荚发育不良等表型，并显著影响花器官发育。具体表现为雌蕊相对伸长，而雄蕊发育受到抑制（花药短小、花粉败育且活力严重下降）；细胞学观察进一步证实转基因植株花药药室发育异常，花粉粒形态塌陷。RT-qPCR检测表明，这2个基因通过上调开花整合因子AtFT及心皮发育基因AtSHP2、AtCRC的表达，同时抑制茉莉酸信号通路关键基因AtCOL1及其下游雄蕊发育核心因子AtAMS和AtMYB21的表达，从而协同调控促雌抑雄的发育进程。 结论 SmHD-ZIP25和SmHD-ZIP29是参与调控花器官发育平衡的关键因子，为阐明无患子花发育及性别分化的分子机制提供了新的理论依据。

HrβVPE1通过调控胚乳外层细胞降解影响沙棘种子萌发

程子义, 王沛蓉, 仲子宁, 魏明, 伍国强

2026, 42(9):  221-230.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1299

摘要 ( 65 )   HTML ( 11)   PDF (28897KB) ( 33 )  

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目的 探讨沙棘（Hippophae rhamnoides）液泡加工酶基因HrβVPE1在种子萌发过程中对胚乳外层细胞程序性死亡（programmed cell death, PCD）及淀粉降解的影响，为阐明其在种子萌发中的分子机制提供依据。 方法 从沙棘种子中克隆HrβVPE1基因，利用生物信息学方法分析其氨基酸与核苷酸序列，进行系统发育分析与多序列比对；采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分析其在沙棘种子不同萌发时期的表达模式；采用农杆菌介导法瞬时转化本氏烟草叶片，以确定HrβVPE1亚细胞定位；利用病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术下调HrβVPE1表达，通过碘‒碘化钾（I₂-KI）染色法、DAPI（4',6-diamidino-2-phenylindole）染色法及FDA（fluorescein diacetate）与FM4-64双探针染色法，观测其对淀粉降解、胚乳外层细胞液泡动态、细胞核形态、质膜完整性以及细胞活性的影响；构建HrβVPE1过表达载体转化拟南芥，统计种子萌发率，并利用RT-qPCR检测过表达植株中多个PCD相关基因的表达水平。 结果 HrβVPE1全长1 482 bp，编码493个氨基酸，与木本植物中杨属、柳属植物亲缘关系较近；HrβVPE1定位于液泡膜，在种子萌发中后期表达量较高；沉默HrβVPE1能显著延缓淀粉的降解，抑制胚乳外层细胞内蛋白质储存液泡（PSV）的融合与细胞核降解，阻碍PCD进程并延长细胞活性；在拟南芥中过表达HrβVPE1可促进种子的萌发并上调PCD正向调控基因AtCEP1、AtXCP2、AtMC9的表达，下调负向调控基因AtMOD1、AtDAD2的表达。 结论 HrβVPE1可能通过调控胚乳外层细胞PCD，影响淀粉降解过程，从而调控种子萌发。

过表达森林草莓FvBBX22促进拟南芥花青素合成和延迟开花时间

董向向, 侯威威, 缪百灵, 陈娟娟, 李亮杰, 翟敏, 朱庆松, 刘松虎

2026, 42(9):  231-237.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0204

摘要 ( 143 )   HTML ( 20)   PDF (4176KB) ( 53 )  

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目的 BBX转录因子在植物生长发育过程中发挥着重要作用，探究森林草莓FvBBX22的生物学功能，为草莓分子育种提供基因资源。 方法 以森林草莓‘Ruegen’为试验材料，通过RT-PCR技术克隆出FvBBX22基因，并利用生物信息学方法分析其蛋白的理化性质、结构特征和系统进化树；构建FvBBX22基因的过表达载体，并通过花序侵染法获得转基因拟南芥；观察转基因拟南芥的开花表型和测定叶片花青素含量，通过RT-qPCR技术检测花青素合成和开花途径中相关基因的表达水平，以及分析FvBBX22基因在森林草莓中的组织特异性。 结果 FvBBX22基因CDS全长为864 bp，编码287个氨基酸，含有2个B-box保守结构域，属于第Ⅳ亚组成员。系统进化树分析发现，BBX22蛋白在森林草莓和蔷薇科的尖齿黑莓之间的亲缘关系较近。组织特异性结果显示，FvBBX22基因在森林草莓各个组织中均有表达，其中在茎中表达量最高，其次是叶片。在过表达FvBBX22的拟南芥中，叶片呈现浅紫色，叶片花青素含量显著高于野生型拟南芥，检测花青素合成通路中相关基因的表达水平发现，AtCHS、AtCHI、AtF3H、AtDFR、AtANS和AtUF3GT基因的表达水平显著升高。然而，转基因拟南芥的开花时间延迟，检测开花途径中相关基因的表达水平发现，AtCO、AtFT、AtFUL和AtLFY基因的表达量显著降低。 结论 森林草莓FvBBX22能够促进拟南芥花青素的积累，并能延迟开花时间。

薰衣草花粒数调控相关LaCKX1基因的克隆及功能验证

岳丽萍, 王爱凡, 王姗, 李雪龙, 陈宇翔, 苏秀娟

2026, 42(9):  238-247.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0310

摘要 ( 53 )   HTML ( 15)   PDF (20476KB) ( 47 )  

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目的 细胞分裂素氧化/脱氢酶（cytokinin oxidase/dehydrogenase, CKX）能不可逆地降解细胞分裂素（cytokinin， CK），在植物花芽分化中起关键调控作用。探究薰衣草LaCKX1基因在花穗发育中的功能，为解析细胞分裂素通路对薰衣草花粒数形成的调控机制提供理论依据。 方法 以薰衣草‘新农薰1号’花穗cDNA为模板，克隆LaCKX1基因，并运用生物信息学方法分析其蛋白理化性质及系统进化关系；通过烟草瞬时表达明确该蛋白的亚细胞定位；利用逆转录实时定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）检测LaCKX1基因在薰衣草不同品种、不同组织及花穗发育时期中的表达水平；通过遗传转化拟南芥和薰衣草，验证LaCKX1基因的功能及对内源CK含量的影响。 结果 成功克隆LaCKX1基因（CDS区1 575 bp，编码524个氨基酸），定位于细胞膜。LaCKX1具有明显的组织特异性，在花穗中高表达，尤其在花穗发育初期表达水平较高，且在少花粒品种S1时期的表达量显著高于多花粒品种。此外，过表达LaCKX1基因导致拟南芥内源CK含量下降，引发根系变长、株高降低及小花数量减少等表型变化；过表达LaCKX1同样会使薰衣草叶片中CK含量降低，而通过基因沉默抑制该基因表达则使新生叶片中CK含量升高。 结论 LaCKX1基因可能通过负调控薰衣草细胞分裂素的生物合成，参与调控其花穗发育进程。

解磷菌C9对红花生长发育和药用成分的影响

赵丫, 菲若拉·帕力哈提, 温欣荣, 马伟, 孙可心, 覃书伟, 孙宝明, 刘悦, 曹爱萍

2026, 42(9):  248-261.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0017

摘要 ( 80 )   HTML ( 12)   PDF (126448KB) ( 27 )  

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目的 探究红花根际土壤中高效解磷细菌的溶磷特性及其对红花生长、有效成分积累和根际微环境的调控机制，为提升红花绿色高效栽培提供依据。 方法 以红花根际土壤为研究对象，通过无机磷选择培养基筛选优势解磷菌株C9，利用抗性菌株评估定殖能力；进一步通过生理生化特性分析、溶磷能力测定、生长曲线拟合及16S rDNA分子鉴定明确菌株特性。采用盆栽试验，以白、黄、红3种花色的红花为材料，通过灌根法施加菌肥，动态监测植株生物量、花丝主要活性成分、根际土壤理化性质及菌株促生指标。 结果 从红花根际土壤中筛选获得一株高效解磷菌株C9，经鉴定为革兰氏阴性荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）。该菌株对磷酸钙和磷酸锌表现出较强的溶解能力，其溶磷量与培养基pH值降低呈负相关。盆栽试验表明，Rif-C9菌株可稳定定殖于红花根际，显著促进白、黄、红3种花色红花的生长，其中单株有效果球数分别提高28.24%、37.36%、26.98%，并同步使3种花色花丝中羟基红花黄色素A（HSYA）和山柰酚（KF）含量分别提升51.5%、34.7%、13.4%和183.3%、300.0%、133.3%。施用Rif-C9菌肥后，根际土壤pH值降低，土壤全氮、有机质和有效磷含量分别显著增加7.64%‒18.56%、15.74%‒29.94%和4.34%‒8.32%，且菌株能够分泌生长素（IAA），协同改善根际微生态，从而驱动红花生长与有效成分的积累。 结论 荧光假单胞菌Rif-C9具有高效溶磷能力，可通过酸化根际微环境、释放可溶性磷及分泌IAA，显著促进红花生长发育、提升药用成分含量并改良土壤肥力。

综述与专论

sgRNA的设计策略及其在丝状真菌中的表达与应用

杨佳妮, 武陶, 张宏扬, 黄冰光, 卢敏, 何佳杰, 阮海华

2026, 42(9):  262-275.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1268

摘要 ( 1385 )   HTML ( 12)   PDF (13710KB) ( 76 )  

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丝状真菌因其独特的结构和复杂的遗传背景，传统的基因编辑技术无法实现对其大范围的基因改造。近年来，CRISPR-Cas9系统因结构简单、操作便捷和成本低廉等优势，逐渐成为丝状真菌基因工程研究的重要工具，而sgRNA是CRISPR-Cas9基因编辑系统及其衍生技术中的重要元件。本文归纳了sgRNA的设计原则和构建方法及其在丝状真菌中的转化与表达策略，分析了sgRNA在功能基因解析、菌株代谢工程改造和工业菌株放大生产中的应用现状，同时指出丝状真菌CRISPR-Cas9基因编辑过程中普遍存在的编辑效率低和脱靶效应等问题，主要与sgRNA的设计合理性、表达效率及宿主修复机制密切相关。最后，针对sgRNA的优化方向与未来应用进行展望，以期为构建高效、稳定的丝状真菌基因编辑平台提供参考。

胆汁酸调控脂肪组织功能与脂质代谢的机制及其应用

童鑫, 蒋贤哲, 王炳

2026, 42(9):  276-285.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0004

摘要 ( 139 )   HTML ( 12)   PDF (4415KB) ( 338 )  

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胆汁酸作为脊椎动物的一种重要生物信号物质，主要通过激活法尼酯X受体（FXR）、G蛋白胆汁酸偶联受体1（TGR5）等胆汁酸受体，调节肠道、肝脏、脂肪等器官组织的脂肪细胞的功能，促进脂肪酸分解，改善糖脂代谢平衡。近年来的研究显示，胆汁酸在肥胖、糖尿病、脂肪肝等脂肪代谢性疾病中具有治疗功能，尤其在促进白色脂肪组织褐变、增强产热、调节胰岛素敏感性、减轻肥胖和脂肪性炎症疾病等方面展现了显著效果。此外，胆汁酸与肠道微生物的相互作用在调节能量平衡和脂质代谢健康方面起着关键作用，并展现出其在畜禽健康养殖中的有效调节作用。本文以胆汁酸在脂肪组织的代谢作用为切入点，系统总结胆汁酸信号参与体内不同部位脂肪组织代谢的关键信号路径和作用机理，为人类和动物的脂肪代谢性疾病和脂肪沉积调控研究和靶向干预提供新的思路和方法。

研究报告

小麦TaXI-Ⅳ互作蛋白的筛选及其与TaHRLI-4D的互作验证

刘洋, 白裔凡, 陈微, 周晶晶, 蔡华, 司红起

2026, 42(9):  286-296.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0993

摘要 ( 82 )   HTML ( 18)   PDF (5150KB) ( 60 )  

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目的 小麦木聚糖酶抑制剂（Triticum aestivum XI, TaXI）TaXI-Ⅳ在小麦抵御赤霉病的过程中发挥重要作用，既能抑制禾谷镰刀菌木聚糖酶对细胞壁木聚糖的降解，又能抑制其引发的细胞坏死现象。筛选TaXI-Ⅳ互作蛋白，为研究TaXI-Ⅳ在小麦抵御禾谷镰刀菌侵染过程中的分子调控机制，以及发掘小麦中的抗病相关基因提供参考。 方法 通过对TaXI-Ⅳ蛋白进行生物信息学分析和亚细胞定位。用同源重组法构建TaXI-Ⅳ的诱饵载体，并对其进行功能检测和自激活检测。采用酵母双杂交技术筛选TaXI-Ⅳ的互作蛋白，并通过酵母回转试验、荧光素酶互补试验和双分子荧光互补试验进行验证。用RT-qPCR分析互作蛋白对应基因在禾谷镰刀菌侵染小麦后的表达情况，并构建转基因拟南芥，通过对拟南芥叶片注射禾谷镰刀菌，并分析其抗病性。 结果 TaXI-Ⅳ亚细胞定位于细胞膜和（或）细胞壁。重组诱饵载体pBT3N-TaXI-Ⅳ在酵母细胞NMY51中无自激活现象，能够正常表达并翻译成具有功能的蛋白质，适合作为筛选cDNA文库的诱饵载体。采用分裂泛素膜系统酵母双杂交技术从小麦cDNA文库中共筛选获得23个TaXI-Ⅳ互作蛋白，涉及植物的转录调控、胁迫响应、生物防御反应、氧化应激响应等过程。TaXI-Ⅳ与TaHRLI-4D（参与超敏反应的HR样病变诱导蛋白）在酵母和植物体内均有互作。TaHRLI-4D受禾谷镰刀菌诱导表达，过表达TaHRLI-4D能够增强拟南芥对病原菌的抗性。 结论 筛选获得23个TaXI-Ⅳ阳性互作蛋白，其中，包括病程相关蛋白TaNLTP-4B（非特异性脂质转移蛋白）和活性氧代谢相关蛋白TaTrx-4A（硫氧还蛋白）。HR样病变诱导蛋白基因TaHRLI-4D参与小麦对禾谷镰刀菌侵染的防御反应。

花生转录因子AhZHD9的生物信息学分析及耐盐性研究

任文斌, 陈登科, 吴翠翠

2026, 42(9):  297-305.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0315

摘要 ( 40 )   HTML ( 9)   PDF (64093KB) ( 22 )  

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目的 鉴定并解析花生ZHD转录因子AhZHD9的结构特征及其在盐胁迫响应中的功能，探讨其在植物抗盐调控中的潜在作用，为解析花生ZHD转录因子参与逆境响应的分子机制及作物抗盐分子育种提供理论依据。 方法 以花生AhZHD9基因为研究对象，通过生物信息学方法分析其蛋白结构特征、互作蛋白及启动子顺式作用元件，并进行亚细胞定位分析；利用RT-qPCR检测其在盐胁迫下的表达模式；构建AhZHD9过表达拟南芥，通过测定叶绿素和MDA含量及SOD、CAT和POD活性，以及植株表型评价其抗盐功能。 结果 AhZHD9蛋白含有典型的锌指结构域（ZF）和同源异型盒结构域（HD），属于ZHD转录因子家族成员。蛋白结构预测结果表明，AhZHD9呈现“结构域有序、调控区无序”的结构特征。蛋白互作预测结果显示，AhZHD9可能与含有bHLH、zf-CW、MBD、REF及Senescence_reg等结构域的蛋白发生互作。启动子分析表明，AhZHD9启动子中含有多种参与逆境胁迫响应和激素信号调控的顺式作用元件；亚细胞定位结果显示，该蛋白主要定位于细胞核。表达分析进一步发现，AhZHD9在盐胁迫条件下被显著诱导表达。功能验证结果表明，与野生型相比，AhZHD9过表达拟南芥在盐胁迫下具有更低的MDA含量和更高的叶绿素含量，同时SOD、CAT和POD活性也显著增强，且AhZHD9过表达拟南芥株系生长状态优于野生型，说明过表达AhZHD9能够增强植株抗氧化能力并减轻盐胁迫诱导的氧化损伤。 结论 AhZHD9是一个参与盐胁迫响应的ZHD转录因子，其过表达能够增强植物抗氧化防御能力并提高盐耐受性。

山药HXKs鉴定及DoHXK3互作蛋白验证

袁舒琪, 张艳芳, 聂雨杉, 李娜, 索宁宁, 谭桂莲, 霍秀文

2026, 42(9):  306-315.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1246

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目的 己糖激酶（hexokinase, HXK）催化植物蔗糖代谢，其编码基因HXK是调控糖代谢的关键基因。对山药DoHXK家族成员进行鉴定、表达模式分析及互作蛋白筛选，解析该家族在糖代谢过程中的核心作用，为探究山药蔗糖代谢促进淀粉合成调控机制及抗逆代谢提供依据。 方法 基于山药不同发育阶段转录组和蛋白组联合分析筛选山药HXK家族，对其理化性质、系统进化关系、亲疏水性、亚细胞定位等进行分析，通过RT-qPCR检测DoHXKs在不同发育时期、不同组织，以及低温、干旱、盐胁迫下的表达模式。对DoHXK3进行亚细胞定位分析并筛选其互作蛋白。 结果 共鉴定到4个DoHXKs成员，平均氨基酸个数为602，平均分子量为58.45 kD，平均等电点为6.56。与几内亚山药的亲缘关系最近。DoHXK家族成员表现出明显的时空表达特异性：在组织水平上，多在块茎中高表达；在发育水平上，以块茎膨大前期的表达水平最为显著。DoHXKs均能响应3种非生物胁迫（低温、干旱、盐），其中，DoHXK2和DoHXK3受低温显著诱导，DoHXK2-4受盐胁迫强烈诱导，DoHXK1和DoHXK3表达量在干旱胁迫后显著上调。DoHXK3可能是调控山药生长及应对非生物胁迫的关键因子。亚细胞定位结果显示，DoHXK3定位于细胞核和细胞膜。利用酵母双杂交系统筛选并验证了DoHXK3的2个互作蛋白——DoA2C和DoERF3A，分别在植物抵御逆境胁迫和调控生长发育中发挥重要功能。 结论 山药的4个DoHXKs家族成员共同参与对低温、干旱及盐等胁迫的响应。特别是DoHXK3，作为调控生长发育与抗逆的关键基因，在山药生长前期占主导地位并受低温、盐胁迫强烈诱导。蛋白互作研究表明，DoHXK3及其互作蛋白协同调控山药发育并在逆境响应中起核心调控作用。

山药AGPL基因家族鉴定及DoAGPL1互作蛋白筛选

聂雨杉, 张艳芳, 袁舒琪, 李娜, 索宁宁, 谭桂莲, 霍秀文

2026, 42(9):  316-326.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1247

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目的 鉴定并分析山药DoAGPL基因家族（DoAGPLs）成员，为阐明山药淀粉合成分子机制及抗逆代谢网络提供依据。 方法 采用生物信息学方法对DoAGPLs编码蛋白的理化性质、系统进化关系及基因结构等方面进行分析；利用RT-qPCR分析其在不同发育时期、组织及非生物胁迫下的表达模式；对DoAGPL1进行亚细胞定位，采用酵母双杂交技术（Y2H）和双分子荧光互补（BiFC）实验验证DoAGPL1与DoAGPS、DoMADS的互作关系。 结果 鉴定出6个山药DoAGPLs成员，编码275-561个氨基酸，系统发育树将其分为4支，含10个保守基序。RT-qPCR显示，DoAGPL1在块茎中高表达，在块茎膨大早期表达下调、盛期上调，DoAGPL1可能是调控块茎淀粉合成的一个核心基因。此外，DoAGPL1对低温和干旱胁迫有响应，且各基因成员在不同非生物胁迫中具有不同程度的表达。亚细胞定位表明DoAGPL1蛋白定位于细胞核和细胞膜，通过酵母双杂交筛选出DoAGPS、DoMADS为DoAGPL1的互作蛋白并验证它们之间存在互作关系。 结论 从山药转录组和蛋白组中共鉴定出6个DoAGPLs成员，其中DoAGPL1基因受低温和干旱胁迫上调，并在山药块茎中高表达，表明其在山药响应逆境及块茎膨大阶段的淀粉合成中具有潜在调控作用。

非洲哈茨木霉与贝莱斯芽胞杆菌联用对藜麦茎基腐病防效及根际微生态的影响

张文静, 马馨蕊, 徐紫璐, 吕红, 秦楠, 殷辉, 赵晓军, 任璐

2026, 42(9):  327-341.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1271

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目的 探究非洲哈茨木霉Trichoderma afroharzianum LMNS-M9可湿性粉剂与贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YPTJ-1可湿性粉剂复配施用对藜麦茎基腐病的防治效果及其对根际微生物群落结构的调控作用。 方法 采用盆栽试验比较单一菌剂与复配菌剂对藜麦茎基腐病的防治效果；进一步通过大田试验评估不同浓度复配菌剂的防效，并结合高通量测序分析各处理对藜麦根际微生物群落的影响。 结果 复配菌剂对藜麦茎基腐病的盆栽防效达73.55%，显著优于2种单菌剂处理；田间试验中，复配菌剂稀释300倍时防效最佳，为67.92%，其防治效果在盆栽与田间条件下均与化学农药咯菌腈相当。2种菌剂联用显著提高了土壤中细菌和真菌的OTU数目及Alpha多样性指数，增加了放线菌门Actinomycetota、绿弯菌门Chloroflexota等有益菌群的相对丰度，并降低了致病菌的相对丰度。同时，复配处理增强了藜麦根际微生物网络结构的稳定性和复杂度。群落功能预测结果显示，复配处理下细菌氨基酸转运与代谢功能表达量与藜麦发病率呈负相关；真菌群落中共生型与内生菌等功能类群相对丰度显著上升，植物病原类群显著降低。 结论 复配菌剂可通过优化根际微生物群落结构有效抑制藜麦茎基腐病发生，为该病的绿色防控提供了理论依据与新途径。

利用大肠杆菌合成抗氧化蛋白材料及其在促进创面愈合中的应用

赵梦蝶, 薛卫士, 王家棒, 李凌, 杨如梦, 吴俊俊

2026, 42(9):  342-354.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0087

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目的 构建能够自组装成水凝胶的抗氧化蛋白材料，探究其促进细胞氧化损伤修复和伤口愈合的作用。 方法 构建重组质粒，将已报道的自组装弹性蛋白骨架，与具有抗氧化活性的氨基酸序列进行融合，导入大肠杆菌发酵并纯化。通过自由基清除实验筛选出性能最优的蛋白，用细胞氧化损伤修复实验和大鼠创面愈合实验探究其应用价值。 结果 经过大肠杆菌表达并纯化的融合蛋白在1%浓度下可自组装形成水凝胶。融合抗氧化氨基酸序列后，蛋白自由基清除能力显著提升。其中80-2-MPH对DPPH·、ABTS⁺·和·OH的清除率分别达41.1%、66.8%和57.2%，较原始蛋白80-2-RGD（清除率分别为20.4%、50.0%和21.8%）显著提高（P<0.000 1）。80-2-MPH生物相容性良好，1 g/L浓度时相对细胞活性达117.6%。在细胞氧化损伤修复实验中，80-2-MPH修复组细胞活性为49.6%，显著优于空白组（28.0%）及谷胱甘肽（36.7%）、维生素C（40.9%）修复组；80-2-MPH修复组细胞内活性氧（reactive oxygen species, ROS）含量与谷胱甘肽组无显著差异。大鼠全层创面愈合实验中，在第10天，80-2-MPH水凝胶修复组伤口闭合率达93.6%，显著高于空白组（74.8%）和商用水凝胶敷料组（84.5%）。组织染色结果显示，80-2-MPH水凝胶可有效促进胶原沉积与真皮层修复。 结论 通过大肠杆菌表达成功获得了能够自组装成水凝胶且具有抗氧化能力的蛋白材料80-2-MPH。该蛋白能够降低氧化应激细胞的ROS含量、促进细胞的氧化损伤修复。其自组装形成的抗氧化水凝胶敷料能够有效促进大鼠创面愈合。

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2026, 42(9):  355. 

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2026, 42(9):  356. 

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2026, 42(9):  357. 

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