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植物富含甘氨酸蛋白家族功能研究进展 被引量：1
1
作者 王斌 林薇 +1 位作者 肖艳辉 袁晓 《生物技术通报》 北大核心 2025年第2期1-17,共17页
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... 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。 展开更多
关键词 富含甘氨酸蛋白(GRP) 功能多样性 生长发育 抗逆性 研究进展
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葡萄脱落酸受体VvPYL4互作蛋白的筛选及互作蛋白基因表达
2
作者 刘丽 王辉 +2 位作者 关天舒 李柏宏 于舒怡 《生物技术通报》 北大核心 2025年第4期188-197,共10页
【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... 【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1000 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pSPYCEPP2C24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。 展开更多
关键词 葡萄霜霉病 脱落酸受体PYL4 cDNA文库筛选 酵母双杂交系统 双分子荧光互补 互作蛋白 蛋白磷酸酶2C
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一株产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及全基因组分析
3
作者 车建美 郑雪芳 +3 位作者 王阶平 陈燕萍 陈冰星 刘波 《生物技术通报》 北大核心 2025年第3期294-307,共14页
【目的】筛选纤维素降解酶活性强的微生物菌株,用于青贮饲料的高效发酵。【方法】从已有菌种库中,利用羧甲基纤维素钠平板筛选产纤维素酶菌株,测定其纤维素酶活性;采用形态观察、生理生化及16S rRNA对菌株进行鉴定;测定该菌株的生长曲... 【目的】筛选纤维素降解酶活性强的微生物菌株,用于青贮饲料的高效发酵。【方法】从已有菌种库中,利用羧甲基纤维素钠平板筛选产纤维素酶菌株,测定其纤维素酶活性;采用形态观察、生理生化及16S rRNA对菌株进行鉴定;测定该菌株的生长曲线、生长温度及pH、耐盐性等,研究其生长特性;对该菌株的全基因组数据进行生物信息学分析,探究其产纤维素酶基因。【结果】根据透明圈和菌落直径比值D/d,从菌种库中筛选获得比值最大的菌株为FJAT-25102,其48 h时纤维素酶活性为221.81 U/mL,此外,该菌株具有产蛋白酶和淀粉酶能力。经形态特征、生理生化特征及系统发育分析,将菌株FJAT-25102鉴定为藤黄微球菌(Micrococcus luteus)。菌株FJAT-25102在培养2 h后进入生长起始期,在培养26 h时,OD600值达到最大。该菌株在20-50℃、pH 5-11及NaCl浓度为0%-5%时均能生长,具有一定的耐高温性和耐盐碱性。菌株FJAT-25102的基因组由1条环状染色体组成,大小约为2570649 bp,GC含量为72.98%。基因组包含2378个预测的蛋白质编码序列。菌株FJAT-25102中所有可能参与纤维素降解的基因和推定编码的酶包括可能的α-葡萄糖苷酶GH13、内切葡聚糖酶GH74和乙酰木聚糖酯酶CE1、CE7和CE3,其中在FJAT-25102的糖苷水解酶家族中GH13、GH74调控的酶在其降解纤维素的过程中可能起重要作用。菌株FJAT-25102处理的巨菌草青贮饲料的粗纤维、酸性洗涤纤维及中性洗涤纤维含量均显著降低。【结论】所筛选的藤黄微球菌FJAT-250102可为青贮饲料的发酵提供微生物菌株资源,其全基因组的测定及纤维素酶基因的探究可为后续该菌株产纤维素酶机理研究提供基础。 展开更多
关键词 纤维素酶 藤黄微球菌 生长特性 全基因组 纤维素降解基因
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基于CRISPR-Cas系统的多重耐药菌防治技术研究进展
4
作者 周倩 唐梦君 +4 位作者 张小燕 陆俊贤 唐修君 杨星星 高玉时 《生物技术通报》 北大核心 2025年第5期42-51,共10页
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... 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。 展开更多
关键词 CRISPR-Cas系统 基因编辑 多重耐药菌 耐药基因 防治技术
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红花质膜H+-ATPase基因家族成员鉴定及响应低氮低磷胁迫的表达分析
5
作者 腊贵晓 赵玉龙 +5 位作者 代丹丹 余永亮 郭红霞 史贵霞 贾慧 杨铁钢 《生物技术通报》 北大核心 2025年第8期220-233,共14页
【目的】对红花质膜H^(+)-ATPase(CtPMA)基因家族进行全基因组鉴定与分析,为研究该基因家族及其在响应低氮低磷胁迫中的功能奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对CtPMA基因家族成员进行鉴定和系统的分析;利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR... 【目的】对红花质膜H^(+)-ATPase(CtPMA)基因家族进行全基因组鉴定与分析,为研究该基因家族及其在响应低氮低磷胁迫中的功能奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对CtPMA基因家族成员进行鉴定和系统的分析;利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析其组织表达特异性及在低氮低磷胁迫下的响应。【结果】在红花中共鉴定到10个CtPMAs(命名为CtPMA1-CtPMA10),其编码蛋白质的氨基酸数为785-958 aa,相对分子质量为85.23-105.52 kD,等电点为5.26-7.91,亚细胞位点预测显示全部位于细胞膜;都含有Cation_ATPase_N结构域、E1_E2 ATPase结构域和HAD-superfamily hydrolase subfamilyⅢA结构域;顺式作用元件预测显示CtPMA基因家族内广泛存在与生长发育、激素和胁迫相关的调控元件;基因共线性显示全基因组复制和片段复制在Ct PMA基因家族进化中起到了重要作用。RT-qPCR结果表明,在根中高表达的CtPMA1和CtPMA7的表达量显著受到低氮低磷胁迫的诱导,说明CtPMA1和CtPMA7可能与红花根部吸收氮磷的功能密切相关。【结论】红花全基因组中共鉴定到10个CtPMA基因,其进化相对保守,在不同的组织部位具有不同的表达模式。当红花遭受低氮低磷胁迫时在根部高表达的CtPMA1和CtPMA7的转录水平显著被诱导,暗示其通过诱导自身转录水平以提高对氮磷的吸收和利用效率,用来抵御营养等逆境胁迫。 展开更多
关键词 红花 质膜H+-ATPase基因家族 生物信息学分析 低氮胁迫 低磷胁迫
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糙皮侧耳覆土栽培对土壤中抗生素抗性基因的影响
6
作者 弥春霞 许澍 +3 位作者 王守现 刘宇 宋庆港 宋爽 《生物技术通报》 北大核心 2025年第6期335-343,共9页
【目的】探究利用食用真菌覆土栽培模式降低土壤中抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)丰度的可行性。【方法】以糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)为研究对象,采用高通量荧光定量PCR技术研究其覆土栽培模式下土壤细菌中ARG... 【目的】探究利用食用真菌覆土栽培模式降低土壤中抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)丰度的可行性。【方法】以糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)为研究对象,采用高通量荧光定量PCR技术研究其覆土栽培模式下土壤细菌中ARGs和可移动遗传元件(mobile genetic elements,MGEs)丰度,利用16S rRNA测序技术分析出菇前后土壤细菌群落差异,并通过网络分析揭示ARGs、MGEs和细菌群落之间的共现模式。【结果】糙皮侧耳覆土栽培后,土壤中ARGs总相对丰度降低34.62%(P<0.01),总绝对丰度降低48.56%(P<0.01),其中氨基糖苷类、磺胺类、β-内酰胺类、大环内酯类-林肯酰胺类-链阳性菌素类和四环素类ARGs削减效果显著。MGEs总相对丰度下降20.63%,总绝对丰度降低32.99%(P<0.01)。细菌群落结构变化显著(P<0.01),解释了31.50%的ARGs变异,细菌群落结构与MGEs共同解释了8.01%的ARGs变异。【结论】糙皮侧耳菌丝在土壤中的增殖和发育改变了土壤微生物群落结构,达到了削减ARGs丰度的效果。利用糙皮侧耳覆土栽培的方法无需高温和发酵处理,实施操作简便,不仅能够降低土壤中ARGs丰度,而且能够正常收获食用的子实体,产生经济效益,为受ARGs污染的农业土壤的生物修复提供新思路。 展开更多
关键词 抗性污染 农业土壤 食用真菌 微生物群落结构 生物修复
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利用单碱基基因编辑技术创制OsALS抗除草剂水稻种质资源
7
作者 陈晓军 惠建 +4 位作者 马洪文 白海波 钟楠 李稼润 樊云芳 《生物技术通报》 北大核心 2025年第4期106-114,共9页
【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OsALS... 【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ALSP171F 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,ALSP171F 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,ALSP171F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。 展开更多
关键词 水稻 单碱基基因编辑 抗除草剂 乙酰乳酸合成酶
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单碱基突变检测方法及应用的研究进展
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作者 刘华 宋洁 +2 位作者 曾海娟 王金斌 钱韻芳 《生物技术通报》 北大核心 2025年第6期61-70,共10页
单碱基突变是指在基因组序列中由于单个核苷酸发生改变的一种基因突变类型,已被证明是造成生物体遗传性状、疾病易感性和耐药性的重要原因之一,在遗传学、疾病诊断及生物进化等众多领域具有重要研究意义。随着核酸检测技术的不断发展,... 单碱基突变是指在基因组序列中由于单个核苷酸发生改变的一种基因突变类型,已被证明是造成生物体遗传性状、疾病易感性和耐药性的重要原因之一,在遗传学、疾病诊断及生物进化等众多领域具有重要研究意义。随着核酸检测技术的不断发展,单碱基突变检测技术为辅助动植物育种、检测疾病或微生物相关突变位点及指导治疗药物使用提供关键助力。本文综述了几种常见的单碱基突变检测方法,简要介绍了各种方法的原理、优势及局限性,列举了该技术在遗传性状、疾病诊断、病毒检测、食品掺假、动植物育种以及微生物耐药性检测等方面的应用情况。重点描述了基于CRISPR/Cas系统的单碱基突变快速检测策略,依据精准识别靶标类型不同,对该系统在不同领域的应用进行阐述,同时结合无核酸扩增技术进行分析,并对未来单碱基突变检测技术的应用及发展趋势进行了探讨,以期为开发快速且经济的单碱基突变检测技术提供思路。 展开更多
关键词 单碱基突变 快速检测 多场景应用 CRISPR-Cas
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异源过表达大豆GmNF-YB24提高转基因烟草抗旱性
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作者 翟莹 计俊杰 +4 位作者 陈炯辛 于海伟 李珊珊 赵艳 马天意 《生物技术通报》 北大核心 2025年第8期137-145,共9页
【目的】核因子(NF-Y)基因参与植物抗旱性的调控。对大豆GmNF-YB24的抗旱功能及抗旱机制进行解析,为后续NF-YB基因在高抗大豆遗传育种中的应用提供理论依据。【方法】利用RT-qPCR检测GmNF-YB24在盐、干旱和低温胁迫下的表达。克隆Gm NF-... 【目的】核因子(NF-Y)基因参与植物抗旱性的调控。对大豆GmNF-YB24的抗旱功能及抗旱机制进行解析,为后续NF-YB基因在高抗大豆遗传育种中的应用提供理论依据。【方法】利用RT-qPCR检测GmNF-YB24在盐、干旱和低温胁迫下的表达。克隆Gm NF-YB24,构建植物表达载体并转化烟草。对GmNF-YB24转基因烟草的抗旱性进行鉴定。【结果】盐、干旱和低温胁迫均能诱导GmNF-YB24的表达,且GmNF-YB24的表达对干旱胁迫的响应最明显。GmNF-YB24开放阅读框全长516 bp,编码的蛋白含有171个氨基酸残基。GmNF-YB24蛋白序列中含有1个组蛋白折叠基序(HFM)。构建pRI101-GmNF-YB24植物表达载体并转化烟草。共获得5株GmNF-YB24转基因烟草植株(OE1-OE5)。干旱及复水处理后,GmNF-YB24转基因烟草的表现优于野生型烟草。干旱胁迫下,与野生型烟草相比,GmNF-YB24转基因烟草的脯氨酸和可溶性糖含量增加,相对电解质渗透率和丙二醛含量降低,抗氧化酶活性提高,减少了过氧化物的积累。GmNF-YB24转基因烟草中胁迫相关基因NtOsmotin和NtERD10B的表达量高于野生型烟草。【结论】GmNF-YB24在烟草中的异源过表达提高了转基因烟草的抗旱性。 展开更多
关键词 大豆 核因子Y NF-YB 转基因烟草 抗旱性
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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
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作者 孙天国 衣兰 +6 位作者 秦旭洋 乔梦雪 谷新颖 韩艺 沙伟 张梅娟 马天意 《生物技术通报》 北大核心 2025年第4期156-165,共10页
【目的】DABB(dimericα+βbarrel 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... 【目的】DABB(dimericα+βbarrel 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。 展开更多
关键词 大白菜 DABB基因 盐碱胁迫 全基因组鉴定 表达分析
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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
11
作者 李文兰 侯辛未 +3 位作者 李燕 赵瑞君 孟昭东 岳润清 《生物技术通报》 北大核心 2025年第4期123-133,共11页
【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... 【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。 展开更多
关键词 m2cryAb-vip3A基因 纯杂合鉴定 抗虫性 转基因 玉米
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甘薯IbNRT2基因家族全基因组鉴定和表达分析
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作者 王芳 乔帅 +4 位作者 宋伟 崔鹏娟 廖安忠 谭文芳 杨松涛 《生物技术通报》 北大核心 2025年第7期193-204,共12页
【目的】鉴定甘薯高亲和硝酸盐转运体NRT2家族成员,分析其理化性质、基因结构和不同胁迫下表达分析,为甘薯NRT2家族成员功能鉴定提供理论支持。【方法】利用NCBI和甘薯基因组数据库,采用生物信息学、转录组分析和低氮表型筛选等方法,系... 【目的】鉴定甘薯高亲和硝酸盐转运体NRT2家族成员,分析其理化性质、基因结构和不同胁迫下表达分析,为甘薯NRT2家族成员功能鉴定提供理论支持。【方法】利用NCBI和甘薯基因组数据库,采用生物信息学、转录组分析和低氮表型筛选等方法,系统鉴定IbNRT2基因成员,并对其基因结构、保守基序和表达特性等进行分析。【结果】在甘薯全基因组中鉴定到7个IbNRT2高亲和硝酸盐转运体基因。理化性质分析结果显示,IbNRT2家族成员编码氨基酸残基数为462-536,理论等电点均大于7,且所有编码蛋白为疏水蛋白。7个甘薯IbNRT2和9个近缘野生二倍体甘薯(Ipomoea trifida)ItfNRT2基因均分布在5条染色体上。系统进化树分析显示,7个IbNRT2家族成员分成3个亚组,甘薯与野生二倍体的亲缘关系最近。顺式作用元件分析表明,IbNRT2基因启动子区域存在大量环境及激素类响应元件,其中光信号响应元件最多。甘薯种内共线性关系显示,7个IbNRT2基因存在2对共线性关系;种间共线性关系结果显示,甘薯与野生二倍体ItfNRT2基因之间形成7对共线性关系,与拟南芥AtNRT2形成4对共线性关系。不同部位组织和盐胁迫表达分析结果揭示IbNRT2.7具有较为广泛的表达,在种子和叶片中表达最高且受盐胁迫诱导表达上调;IbNRT2.1、IbNRT2.2主要在根部表达且受盐胁迫诱导表达下调。在不同氮处理甘薯品种中进行RT-qPCR分析,结果揭示IbNRT2.1和IbNRT2.2受低硝酸盐诱导最明显,且在氮高效甘薯品种中(川薯221、川薯228、西成薯007)的诱导表达倍数高于氮低效甘薯品种(普薯32、绵紫薯9)。【结论】甘薯中鉴定出7个IbNRT2基因,在不同部位、盐胁迫和低氮胁迫下的表达模式存在差异,为进一步研究IbNRT2在不同部位的功能奠定基础。 展开更多
关键词 甘薯 NRT2基因 组织表达模式 盐胁迫表达模式 低氮表型
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陆地棉GhSWEET9基因的克隆及抗黄萎病功能分析
13
作者 张勇 宋盛龙 +2 位作者 李永泰 张新宇 李艳军 《生物技术通报》 北大核心 2025年第6期144-154,共11页
【目的】研究GhSWEET9基因与棉花抗黄萎病相关性,为探究棉花抗黄萎病的分子机制及选育抗黄萎病棉花新品种提供理论依据。【方法】利用生物信息学软件分析GhSWEET9基因的序列特征、系统进化关系和亚细胞定位。利用酵母异源互补系统明确Gh... 【目的】研究GhSWEET9基因与棉花抗黄萎病相关性,为探究棉花抗黄萎病的分子机制及选育抗黄萎病棉花新品种提供理论依据。【方法】利用生物信息学软件分析GhSWEET9基因的序列特征、系统进化关系和亚细胞定位。利用酵母异源互补系统明确GhSWEET9蛋白的糖转运功能。利用病毒诱导的基因沉默技术(virus induced gene silencing,VIGS)分析该基因在抗黄萎病中的功能。【结果】GhSWEET9蛋白有7个跨膜结构域,系统进化树分析显示其属于SWEETs Clade2亚族成员。亚细胞定位结果显示GhSWEET9定位在细胞质膜上。酵母异源互补实验显示GhSWEET9蛋白可以转运半乳糖、甘露糖、葡萄糖和果糖。利用VIGS技术沉默GhSWEET9,葡萄糖含量测定发现沉默植株(pTRV2:GhSWEET9)根系中的葡萄糖含量明显高于空载体对照(pTRV2:00);在大丽轮枝菌Vd991侵染棉苗2 d和6 d时发现,沉默植株根系中的葡萄糖含量仍明显高于对照植株;侵染14 d后发现,沉默植株叶片黄化和萎蔫程度比对照植株更为严重,维管束褐化更加明显,病情指数更高。【结论】GhSWEET9基因沉默有利于葡萄糖在棉花根系中的积累,这可能促进了大丽轮枝菌对棉花根系的侵染,从而减弱棉花对黄萎病菌的抗性,推测该基因在棉花抗黄萎病过程中可能发挥重要作用。 展开更多
关键词 陆地棉 糖转运蛋白 棉花黄萎病 病毒诱导的基因沉默 葡萄糖
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一株烟叶霉变真菌的分离鉴定及其致霉因素研究
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作者 项波卡 周钻钻 +3 位作者 冯佳卉 夏琛 李奇 陈春 《生物技术通报》 北大核心 2025年第2期321-330,共10页
【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... 【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。 展开更多
关键词 分离鉴定 烟叶霉变 致霉 模型模拟
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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
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作者 黄颖 遇文婧 +1 位作者 刘雪峰 刁桂萍 《生物技术通报》 北大核心 2025年第2期248-256,共9页
【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... 【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。 展开更多
关键词 谷胱甘肽转移酶 生物信息学分析 基因表达模式 山新杨
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昆虫共生菌在降解塑料和农药中的应用研究
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作者 王争艳 樊芳蕾 +2 位作者 叶天伟 罗琼 赵亚茹 《生物技术通报》 北大核心 2025年第4期33-46,共14页
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... 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。 展开更多
关键词 昆虫 共生菌 塑料 农药 环境污染 生物修复
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紫苏PfMYB80转录因子正向调控花青素的生物合成
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作者 李锐 胡婷 +2 位作者 陈树溦 王尧 王计平 《生物技术通报》 北大核心 2025年第6期243-255,共13页
【目的】R2R3-MYB转录因子主要参与调控类黄酮及花青素等次生代谢产物生物合成途径。验证其在紫苏(Perilla frutescens(L.)Britt.)花青素生物合成中的功能,为揭示R2R3-MYB转录因子在调控植物花青素合成中的作用奠定基础。【方法】基于... 【目的】R2R3-MYB转录因子主要参与调控类黄酮及花青素等次生代谢产物生物合成途径。验证其在紫苏(Perilla frutescens(L.)Britt.)花青素生物合成中的功能,为揭示R2R3-MYB转录因子在调控植物花青素合成中的作用奠定基础。【方法】基于生物信息学技术鉴定了紫苏基因组数据库的R2R3-MYB转录因子,并对其理化性质、系统进化、染色体定位、启动子顺式作用元件进行预测分析;筛选到可能参与调控紫苏花青素生物合成的R2R3-MYB成员,应用RT-qPCR分析该转录因子在紫苏叶片中的表达模式,克隆叶片中高表达的PfMYB80基因编码序列,探讨PfMYB80对紫苏花青素的合成调控作用及对红、蓝光胁迫的响应机制。【结果】共鉴定到186个R2R3-MYB成员,系统进化分析显示,紫苏PfMYB80、PfMYB146与拟南芥S6亚组调控植物花青素合成的基因亲缘关系最近,推测其可能参与调控花青素的合成。启动子顺式作用元件分析结果表明,紫苏R2R3-MYB基因启动子区含有光胁迫响应元件;RT-qPCR分析结果显示,PfMYB80基因在紫苏叶片不同发育时期的表达量逐渐升高,与花青素的合成趋势一致,推测其可能参与花青素的生物合成,该蛋白定位于细胞核;PfMYB80与花青素合成相关结构基因表达谱分析结果表明,紫苏LDOX基因的表达量与PfMYB80的表达趋势一致,且与紫苏花青素积累趋势一致,推测PfMYB80转录因子可能通过直接调控LDOX基因的转录表达来调节花青素的合成。通过转基因烟草的功能分析发现,PfMYB80响应蓝光诱导,并正向调控花青素的合成。【结论】紫苏PfMYB80转录因子正向调控花青素的生物合成,且响应光应答,蓝光下过表达PfMYB80烟草植株更有利于花青素的积累,同时可提高SOD酶活性,降低POD酶活性和MDA含量。 展开更多
关键词 紫苏 R2R3-MYB转录因子 PfMYB80转录因子 花青素 光胁迫响应 功能分析
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一株高产吲哚乙酸的Bacillus cereus YT2-1C的鉴定及促生作用
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作者 张慧 卢文才 +2 位作者 王冬 刘倩 马连杰 《生物技术通报》 北大核心 2025年第5期300-309,共10页
【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... 【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193μg/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。 展开更多
关键词 促生菌 蜡样芽胞杆菌 菌株YT2-1C IAA 育苗基质 全基因组测序
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125份马铃薯种质资源遗传多样性及主成分分析
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作者 段永红 杨欣 +4 位作者 于冠群 夏俊俊 宋陆帅 白小东 彭锁堂 《生物技术通报》 北大核心 2025年第6期130-143,共14页
【目的】明晰马铃薯种质资源间的亲缘关系,为新种质的创制提供研究基础。【方法】以125份马铃薯品种(系)为研究材料,采用形态标记及SSR分子标记分析种质资源间差异,并经主成分分析评价其遗传多样性。【结果】8个表型性状的变异系数区间... 【目的】明晰马铃薯种质资源间的亲缘关系,为新种质的创制提供研究基础。【方法】以125份马铃薯品种(系)为研究材料,采用形态标记及SSR分子标记分析种质资源间差异,并经主成分分析评价其遗传多样性。【结果】8个表型性状的变异系数区间为19.40%-63.90%,Simpson指数区间为0.9907-1.0010;依据表型性状,可将供试材料分为4类,大多按照表型指标特征聚类;筛选出27对多态性SSR引物,扩增出910个等位位点,832个多态性位点,多态性位点比率为90.93%,平均Nei’s遗传多样性(Nei’s genetic diversity,H)和平均Shannon’s指数(Shannon index,I)分别为0.2286和0.3621;依据SSR检测结果,将供试材料聚为5类,品种大多按照地理来源聚类,新品系按照亲本聚类;对SSR标记聚类进行主成分分析(principal component analysis,PCA),各类群坐标分布结果与聚类结果基本相符,二者分析结果可相互佐证。【结论】表型性状与SSR标记聚类结果在类群的划分上有差异,但部分马铃薯材料在2种聚类方法上具有一致性,同一地理来源的材料聚为一类。表型性状受环境条件及人为因素的影响,不能反映所有的基因组信息,但分子标记直接检测基因组的分子水平差异。应当将二者联合用于马铃薯种质资源遗传多样性的分析评价,可为马铃薯种质创新和遗传改良提供参考依据。 展开更多
关键词 马铃薯 种质资源 表型性状 SSR标记 遗传多样性
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CsGR-RBP3克隆及其在采后黄瓜耐冷性中的功能
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作者 王斌 李健荣 +1 位作者 占朝霞 袁晓 《生物技术通报》 北大核心 2025年第6期155-166,共12页
【目的】黄瓜(Cucumis sativus L.)是冷敏性蔬菜,采后贮藏易发生冷害,限制了低温贮藏技术在采后黄瓜上的应用。低温处理诱导CsGR-RBP3(glycine-rich RNA-binding protein 3)在采后黄瓜中的表达,克隆CsGR-RBP3,并研究其在采后黄瓜耐冷性... 【目的】黄瓜(Cucumis sativus L.)是冷敏性蔬菜,采后贮藏易发生冷害,限制了低温贮藏技术在采后黄瓜上的应用。低温处理诱导CsGR-RBP3(glycine-rich RNA-binding protein 3)在采后黄瓜中的表达,克隆CsGR-RBP3,并研究其在采后黄瓜耐冷性中的功能,为抗冷黄瓜新品种的培育提供候选基因。【方法】以黄瓜果皮cDNA为模板克隆CsGR-RBP3编码序列,利用病毒介导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术在采后黄瓜中抑制低温诱导的CsGR-RBP3表达,研究其表达降低对冷藏黄瓜冷害的影响,并利用RNA-Seq鉴定CsGR-RBP3调控采后黄瓜耐冷性的关键代谢通路。【结果】黄瓜CsGR-RBP3编码1个含有168个氨基酸残基的蛋白质,蛋白序列中含有保守的RRM(RNA-recognition motif)结构域,可能是一个线粒体相关蛋白,与拟南芥AtGR-RBPs的序列相似性较低。抑制低温诱导的Cs GR-RBP3表达加重采后黄瓜冷害,并下调冷诱导相关基因的表达,降低线粒体抗氧化酶活性和相关基因的表达。此外,可能受CsGR-RBP3调控的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)显著富集在苯丙氨酸代谢、苯丙烷素生物合成和植物-病原菌互作途径中,这3个途径中的DEGs在低温诱导的CsGR-RBP3表达被抑制后整体下调。这些结果表明,CsGR-RBP3表达与冷藏黄瓜抗冷性正相关,其可能通过调控线粒体相关抗氧化酶活性,维持线粒体氧化还原平衡,并整合多个防御途径正向调控采后黄瓜抗冷性。【结论】Cs GR-RBP3在黄瓜采后耐冷性中具有重要功能,其可能通过多个防御途径调控采后黄瓜耐冷性。 展开更多
关键词 黄瓜 冷害 耐冷性 富含甘氨酸RNA结合蛋白 防御途径
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