科微学术
生物工程学报
ISSN 1000-3061
CN 11-1998/Q
主管单位： 中国科学院 创刊时间：1985年
主办单位： 中国科学院微生物研究所 出版刊期：月刊
中国微生物学会 邮发代号：82-13
主 编： 邓子新 院士 出版日期：每月25日
执行主编： 李寅
收录类型：北大中文核心期刊、中国科技核心期刊、CSCD核心期刊、中国知网、Medline/PubMed、Scopus、AJ、JST、CSA(NS)、IC、EMBASE
主要栏目：综述、动物及兽医生物技术、环境生物技术、工业生物技术、合成生物技术、农业生物技术、医药生物技术、组织工程与细胞培养、生物技术与方法、生物育种与工艺优化、高校生物学教学
- 2025年第41卷第2期
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2025,41(2), DOI: 10.13345/j.cjb.250100
摘要：
本期论文主要涵盖新型甜味蛋白和麦角硫因的生物合成与腊梅类黄酮的代谢调控，彩叶草及浙麦冬植物应答镉污染，蛋白激酶参与的植物抗病与新型农药的合成与防治应用，植物对环境因子高盐、高温、干旱及氮素适应的研究等方面。
本期论文主要涵盖新型甜味蛋白和麦角硫因的生物合成与腊梅类黄酮的代谢调控，彩叶草及浙麦冬植物应答镉污染，蛋白激酶参与的植物抗病与新型农药的合成与防治应用，植物对环境因子高盐、高温、干旱及氮素适应的研究等方面。
2025,41(2):491-509, DOI: 10.13345/j.cjb.240570
摘要：
Zn2+依赖型组蛋白去乙酰化酶(Zn2+-dependent histone deacetylases,HDAs)是一类与酵母还原性钾依赖型3(reduced potassium dependency 3,RPD3)高度同源的去乙酰化酶蛋白家族。HDAs通过去除组蛋白和非组蛋白赖氨酸残基上的乙酰基而广泛调控染色体稳定、基因转录和蛋白质活性。在植物中，HDAs介导的去乙酰化修饰在植物生长发育和非生物胁迫响应中发挥重要作用。本文综述了植物HDAs的发现、结构与分类、去乙酰化机制，重点总结了该蛋白家族在植物非生物胁迫中的调控作用，并对未来研究方向进行展望，为HDAs介导的表观遗传学研究提供了理论支持。
Zn2+依赖型组蛋白去乙酰化酶(Zn2+-dependent histone deacetylases,HDAs)是一类与酵母还原性钾依赖型3(reduced potassium dependency 3,RPD3)高度同源的去乙酰化酶蛋白家族。HDAs通过去除组蛋白和非组蛋白赖氨酸残基上的乙酰基而广泛调控染色体稳定、基因转录和蛋白质活性。在植物中，HDAs介导的去乙酰化修饰在植物生长发育和非生物胁迫响应中发挥重要作用。本文综述了植物HDAs的发现、结构与分类、去乙酰化机制，重点总结了该蛋白家族在植物非生物胁迫中的调控作用，并对未来研究方向进行展望，为HDAs介导的表观遗传学研究提供了理论支持。
2025,41(2):510-529, DOI: 10.13345/j.cjb.240661
摘要：
自噬是真核生物中进化保守的自我降解机制，植物细胞自噬不仅在其生长发育过程中发挥重要作用，而且参与应对各种生物和非生物逆境胁迫。植物可通过自噬降解多余或受损的细胞质物质和细胞器来抵御逆境胁迫。自噬的发生依赖于自噬相关基因(autophagy-related genes,ATGs)，转录因子能够直接结合ATGs启动子，从而激活自噬并调节其转录水平和翻译后修饰。ATGs还与激素直接或间接互作，调控植物逆境胁迫应答反应。当受到盐分、干旱、极端温度、营养亏缺和病原菌等胁迫时，植物ATGs被显著诱导，自噬活性增强，降解变性和未折叠蛋白质，从而提高植物抗逆性。本文对植物ATGs发现、结构、分类及其在逆境胁迫响应中的作用等方面研究成果进行了综述，并对其未来研究方向进行展望，为农作物抗逆性遗传改良提供了基因资源和理论依据。
自噬是真核生物中进化保守的自我降解机制，植物细胞自噬不仅在其生长发育过程中发挥重要作用，而且参与应对各种生物和非生物逆境胁迫。植物可通过自噬降解多余或受损的细胞质物质和细胞器来抵御逆境胁迫。自噬的发生依赖于自噬相关基因(autophagy-related genes,ATGs)，转录因子能够直接结合ATGs启动子，从而激活自噬并调节其转录水平和翻译后修饰。ATGs还与激素直接或间接互作，调控植物逆境胁迫应答反应。当受到盐分、干旱、极端温度、营养亏缺和病原菌等胁迫时，植物ATGs被显著诱导，自噬活性增强，降解变性和未折叠蛋白质，从而提高植物抗逆性。本文对植物ATGs发现、结构、分类及其在逆境胁迫响应中的作用等方面研究成果进行了综述，并对其未来研究方向进行展望，为农作物抗逆性遗传改良提供了基因资源和理论依据。
2025,41(2):530-545, DOI: 10.13345/j.cjb.240547
摘要：
茉莉酸(jasmonic acid,JA)是一种普遍存在的植物激素，对植物生长发育具有多种调节作用。茉莉酸ZIM结构域(jasmonate ZIM-domain,JAZ)蛋白是JA信号转导途径的关键调节因子，参与植物的多种生物学过程，如花青素积累、开花时间、次生代谢物合成及其他发育过程，也是许多调控信号网络的重要组成部分。JAZ基因家族是植物特有的TIFY家族中的一员，目前已在多种园艺植物中对JAZ家族进行了全基因组鉴定。本文对园艺植物中JAZ蛋白(JAZs)的研究现状进行了回顾和总结，为进一步阐明植物JAZ基因家族的重要生物学功能及调控网络提供了参考。
茉莉酸(jasmonic acid,JA)是一种普遍存在的植物激素，对植物生长发育具有多种调节作用。茉莉酸ZIM结构域(jasmonate ZIM-domain,JAZ)蛋白是JA信号转导途径的关键调节因子，参与植物的多种生物学过程，如花青素积累、开花时间、次生代谢物合成及其他发育过程，也是许多调控信号网络的重要组成部分。JAZ基因家族是植物特有的TIFY家族中的一员，目前已在多种园艺植物中对JAZ家族进行了全基因组鉴定。本文对园艺植物中JAZ蛋白(JAZs)的研究现状进行了回顾和总结，为进一步阐明植物JAZ基因家族的重要生物学功能及调控网络提供了参考。
2025,41(2):546-558, DOI: 10.13345/j.cjb.240571
摘要：
保障粮食安全需要新型绿色农药。双链RNA (double-stranded RNA,dsRNA)农药通过外源添加特异性靶向病虫害的dsRNA来触发RNA干扰，抑制病原菌或害虫的关键基因表达，从而实现对特定病虫害的有效控制。双链RNA农药是一种环境友好型的农药，具有较强的特异性和高效的基因沉默能力，但目前还存在生产成本高等问题。利用工程菌株生产dsRNA是一种可行的策略，然而目前还没有具有经济效益的dsRNA生产工程菌株出现。本文综述了利用微生物生产dsRNA的研究进展和生产策略，为dsRNA生产提供了参考。
保障粮食安全需要新型绿色农药。双链RNA (double-stranded RNA,dsRNA)农药通过外源添加特异性靶向病虫害的dsRNA来触发RNA干扰，抑制病原菌或害虫的关键基因表达，从而实现对特定病虫害的有效控制。双链RNA农药是一种环境友好型的农药，具有较强的特异性和高效的基因沉默能力，但目前还存在生产成本高等问题。利用工程菌株生产dsRNA是一种可行的策略，然而目前还没有具有经济效益的dsRNA生产工程菌株出现。本文综述了利用微生物生产dsRNA的研究进展和生产策略，为dsRNA生产提供了参考。
2025,41(2):559-573, DOI: 10.13345/j.cjb.240123
摘要：
甜味蛋白质由于具有高甜味、低热量、安全无毒等特点，因此在食品与饮料等领域有较强的应用价值。到目前为止，已从天然植物中获得8种天然甜味蛋白。本文对这8种甜味蛋白的甜味性质及其甜味产生的分子机制进行了介绍，并重点阐述了莫内林(monellin)、植物甜蛋白(brazzein)和索马甜(thaumatin)这3种代表性甜味蛋白的基因工程、异源表达与分子改性进展，对其在不同宿主内的表达产率及甜味性质进行了总结分析，并对甜味蛋白质的研究、应用和产业化发展进行了展望，为新型蛋白类甜味剂的研究与开发提供了借鉴与参考。
甜味蛋白质由于具有高甜味、低热量、安全无毒等特点，因此在食品与饮料等领域有较强的应用价值。到目前为止，已从天然植物中获得8种天然甜味蛋白。本文对这8种甜味蛋白的甜味性质及其甜味产生的分子机制进行了介绍，并重点阐述了莫内林(monellin)、植物甜蛋白(brazzein)和索马甜(thaumatin)这3种代表性甜味蛋白的基因工程、异源表达与分子改性进展，对其在不同宿主内的表达产率及甜味性质进行了总结分析，并对甜味蛋白质的研究、应用和产业化发展进行了展望，为新型蛋白类甜味剂的研究与开发提供了借鉴与参考。
2025,41(2):574-587, DOI: 10.13345/j.cjb.240495
摘要：
麦角硫因是具有较强抗氧化和抗炎作用的天然抗氧化剂，已在食品、化妆品、药品等领域广泛应用，食用菌(含野生和栽培)是最大宗的能够天然合成麦角硫因的生物。本文综述了近年来食用菌中麦角硫因的含量、生理功能、提取检测、合成基因及途径、通过菌丝体发酵和工程菌构建生产麦角硫因等方面的研究进展，为食用菌麦角硫因的研究和开发提供了参考。
麦角硫因是具有较强抗氧化和抗炎作用的天然抗氧化剂，已在食品、化妆品、药品等领域广泛应用，食用菌(含野生和栽培)是最大宗的能够天然合成麦角硫因的生物。本文综述了近年来食用菌中麦角硫因的含量、生理功能、提取检测、合成基因及途径、通过菌丝体发酵和工程菌构建生产麦角硫因等方面的研究进展，为食用菌麦角硫因的研究和开发提供了参考。
2025,41(2):588-601, DOI: 10.13345/j.cjb.240655
摘要：
浙麦冬是浙江省特有的珍贵药用植物，其块根富含黄酮类等生物活性成分，具有抗炎、抗氧化及免疫调节作用。为揭示镉胁迫对浙麦冬黄酮类化合物积累及其生物合成途径的影响，本研究通过不同浓度镉胁迫处理浙麦冬，并借助代谢组学与转录组学联合分析手段探索其变化特征。结果表明，中镉(1 mg/L)和高镉(10 mg/L)等不同浓度镉胁迫处理后浙麦冬黄酮类化合物含量显著增加，且随着镉浓度的升高含量进一步增加。代谢组学分析揭示，浙麦冬中共检测到黄酮类代谢物共110种，包括黄酮类、黄烷醇类、黄酮醇类、黄酮和黄酮醇类衍生物、黄烷酮类、异黄酮类、查耳酮和二氢查耳酮类以及花青素类等，其中黄酮类、黄酮醇类、黄酮和黄酮醇类衍生物以及花青素类在不同浓度镉胁迫处理后均显著富集。通过转录组分析，筛选出多个与黄酮类合成相关的关键基因在镉胁迫后显著上调表达，包括14个编码4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate CoA ligase,4CL)、2个查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)和14个编码苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)的基因。基因-代谢物调控网络分析显示，4CL (Cluster-21637.5012、Cluster-21637.90648、Cluster-21637.62637)、CHI (Cluster-21637.111909、Cluster-21637.123300)与多种黄酮类代谢物之间存在显著正相关性，提示这些基因通过调控黄酮类代谢物的合成，促进了镉胁迫处理下总黄酮量的积累，为镉污染环境中药用植物的栽培和利用提供了理论支持。
浙麦冬是浙江省特有的珍贵药用植物，其块根富含黄酮类等生物活性成分，具有抗炎、抗氧化及免疫调节作用。为揭示镉胁迫对浙麦冬黄酮类化合物积累及其生物合成途径的影响，本研究通过不同浓度镉胁迫处理浙麦冬，并借助代谢组学与转录组学联合分析手段探索其变化特征。结果表明，中镉(1 mg/L)和高镉(10 mg/L)等不同浓度镉胁迫处理后浙麦冬黄酮类化合物含量显著增加，且随着镉浓度的升高含量进一步增加。代谢组学分析揭示，浙麦冬中共检测到黄酮类代谢物共110种，包括黄酮类、黄烷醇类、黄酮醇类、黄酮和黄酮醇类衍生物、黄烷酮类、异黄酮类、查耳酮和二氢查耳酮类以及花青素类等，其中黄酮类、黄酮醇类、黄酮和黄酮醇类衍生物以及花青素类在不同浓度镉胁迫处理后均显著富集。通过转录组分析，筛选出多个与黄酮类合成相关的关键基因在镉胁迫后显著上调表达，包括14个编码4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate CoA ligase,4CL)、2个查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)和14个编码苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)的基因。基因-代谢物调控网络分析显示，4CL (Cluster-21637.5012、Cluster-21637.90648、Cluster-21637.62637)、CHI (Cluster-21637.111909、Cluster-21637.123300)与多种黄酮类代谢物之间存在显著正相关性，提示这些基因通过调控黄酮类代谢物的合成，促进了镉胁迫处理下总黄酮量的积累，为镉污染环境中药用植物的栽培和利用提供了理论支持。
2025,41(2):602-617, DOI: 10.13345/j.cjb.240548
摘要：
类黄酮是蜡梅发挥药理活性的关键功效成分。为了探究蜡梅类黄酮的潜在功效成分及发挥药理活性的作用机制，本研究基于超高效液相色谱-串联质谱的广泛靶向代谢组学技术全面鉴定蜡梅的类黄酮组分，结合网络药理学挖掘蜡梅功效类黄酮组分及其作用机制，利用分子对接进一步验证网络预测结果，最后进行不同品种蜡梅功效类黄酮含量评估。蜡梅广靶代谢分析中共鉴定出387种类黄酮组分，不同品种蜡梅在黄酮类代谢物上存在显著差异。网络药理学分析鉴定出96种中药化学成分，19种功效活性物质，181个对应靶点，2 504个疾病靶点，99个交集靶点，33个核心靶点，涉及229个基因功能条目和99条通路(P≤0.05)，显示出蜡梅类黄酮成分在抗氧化、抗炎、杀菌、抗病毒等方面的药理活性。拓扑分析筛选出三裂鼠尾草素、西伯利亚落叶松黄酮、异鼠李素、槲皮素、6-羟基木犀草素共5个核心成分与SRC、PIK3R1、AKT1、ESR1、AKR1C3共5个核心靶点。蜡梅功效类黄酮能够稳定地与关键作用靶点结合，表明这些黄酮类化合物在与靶点的相互作用中具有潜在的生物活性。蜡梅类黄酮代谢产物发挥药理活性的作用机制具有多成分、多靶点和多通路的特点，代谢组学和网络药理学的交叉应用可为深入研究蜡梅的药理功效和治疗机制提供理论依据。
类黄酮是蜡梅发挥药理活性的关键功效成分。为了探究蜡梅类黄酮的潜在功效成分及发挥药理活性的作用机制，本研究基于超高效液相色谱-串联质谱的广泛靶向代谢组学技术全面鉴定蜡梅的类黄酮组分，结合网络药理学挖掘蜡梅功效类黄酮组分及其作用机制，利用分子对接进一步验证网络预测结果，最后进行不同品种蜡梅功效类黄酮含量评估。蜡梅广靶代谢分析中共鉴定出387种类黄酮组分，不同品种蜡梅在黄酮类代谢物上存在显著差异。网络药理学分析鉴定出96种中药化学成分，19种功效活性物质，181个对应靶点，2 504个疾病靶点，99个交集靶点，33个核心靶点，涉及229个基因功能条目和99条通路(P≤0.05)，显示出蜡梅类黄酮成分在抗氧化、抗炎、杀菌、抗病毒等方面的药理活性。拓扑分析筛选出三裂鼠尾草素、西伯利亚落叶松黄酮、异鼠李素、槲皮素、6-羟基木犀草素共5个核心成分与SRC、PIK3R1、AKT1、ESR1、AKR1C3共5个核心靶点。蜡梅功效类黄酮能够稳定地与关键作用靶点结合，表明这些黄酮类化合物在与靶点的相互作用中具有潜在的生物活性。蜡梅类黄酮代谢产物发挥药理活性的作用机制具有多成分、多靶点和多通路的特点，代谢组学和网络药理学的交叉应用可为深入研究蜡梅的药理功效和治疗机制提供理论依据。
2025,41(2):618-638, DOI: 10.13345/j.cjb.240524
摘要：
梅花(Prunus mume)是药食同源的生态经济型树种，然而，干旱严重限制了梅花在我国北方干旱、半干旱地区的推广栽培。本研究以‘美人’梅为试验材料，采用自然干旱法进行处理，测定渗透调节物质、光合参数和抗氧化酶活性等光合生理指标，并使用转录组测序探究梅花在干旱胁迫下的内在调控机制。结果表明，随着干旱胁迫程度加深，‘美人’梅的叶绿素a (chlorophyll a,Chla)、叶绿素b (chlorophyll b,Chlb)、叶绿素(a+b)[chlorophyll (a+b),Chl (a+b)]含量以及可溶性蛋白(soluble protein,SP)含量呈现先上升后下降的趋势，净光合速率(photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)和蒸腾速率(transpiration rate,Tr)以及最大光化学效率(maximum photochemical efficiency,Fv/Fm)、实际光化学电子产量[effective photochemical quantum yield,Y (II)]、光化学猝灭系数(photochemical quenching,qP)、相对电子传递效率(electron transport rate,ETR)均显著下降，而丙二醛含量(malondialdehyde,MDA)、抗氧化酶如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase,POD)和渗透调节物质的积累显著增强。转录组测序共获得24 853个高质量基因。GO富集显示重度干旱下差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)富集程度最高。KEGG (Kyoto encylopaedia of genes and genomes,KEGG)分析显示次级代谢物的生物合成(biosynthesis of secondary metabolites)、植物与病原体相互作用(plant-pathogen interaction)、植物激素信号传导(plant hormone signal transduction)、淀粉和蔗糖代谢(starch and sucrose metabolism)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路是4个干旱时期中最显著富集的代谢通路。此外，还筛选到16个与‘美人’梅抗旱相关的关键基因。本研究发现梅花可能通过MYB、ERF、bHLH、NAC和WRKY等转录因子(transcription factors,TF)调节抗旱相关基因SUS、P5CS、LEA、SOD、POD、SOD1、TPPD、TPPA等的表达，促进蔗糖等渗透调节物质积累，提高SOD、POD等抗氧化酶活性，减弱逆境胁迫下活性氧的危害，保护膜系统的结构和功能以抵御干旱。本研究结果为进一步挖掘梅花响应干旱胁迫的候选基因和抗旱育种提供了理论参考。
梅花(Prunus mume)是药食同源的生态经济型树种，然而，干旱严重限制了梅花在我国北方干旱、半干旱地区的推广栽培。本研究以‘美人’梅为试验材料，采用自然干旱法进行处理，测定渗透调节物质、光合参数和抗氧化酶活性等光合生理指标，并使用转录组测序探究梅花在干旱胁迫下的内在调控机制。结果表明，随着干旱胁迫程度加深，‘美人’梅的叶绿素a (chlorophyll a,Chla)、叶绿素b (chlorophyll b,Chlb)、叶绿素(a+b)[chlorophyll (a+b),Chl (a+b)]含量以及可溶性蛋白(soluble protein,SP)含量呈现先上升后下降的趋势，净光合速率(photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)和蒸腾速率(transpiration rate,Tr)以及最大光化学效率(maximum photochemical efficiency,Fv/Fm)、实际光化学电子产量[effective photochemical quantum yield,Y (II)]、光化学猝灭系数(photochemical quenching,qP)、相对电子传递效率(electron transport rate,ETR)均显著下降，而丙二醛含量(malondialdehyde,MDA)、抗氧化酶如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase,POD)和渗透调节物质的积累显著增强。转录组测序共获得24 853个高质量基因。GO富集显示重度干旱下差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)富集程度最高。KEGG (Kyoto encylopaedia of genes and genomes,KEGG)分析显示次级代谢物的生物合成(biosynthesis of secondary metabolites)、植物与病原体相互作用(plant-pathogen interaction)、植物激素信号传导(plant hormone signal transduction)、淀粉和蔗糖代谢(starch and sucrose metabolism)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路是4个干旱时期中最显著富集的代谢通路。此外，还筛选到16个与‘美人’梅抗旱相关的关键基因。本研究发现梅花可能通过MYB、ERF、bHLH、NAC和WRKY等转录因子(transcription factors,TF)调节抗旱相关基因SUS、P5CS、LEA、SOD、POD、SOD1、TPPD、TPPA等的表达，促进蔗糖等渗透调节物质积累，提高SOD、POD等抗氧化酶活性，减弱逆境胁迫下活性氧的危害，保护膜系统的结构和功能以抵御干旱。本研究结果为进一步挖掘梅花响应干旱胁迫的候选基因和抗旱育种提供了理论参考。
2025,41(2):639-656, DOI: 10.13345/j.cjb.240676
摘要：
为了收集、鉴定、评价和创新花果兼用梅(Prunus mume)优良种质，推动我国北方地区梅产业链的改造升级，对花果兼用梅(Prunus mume)种质进行遗传多样性分析，构建DNA分子身份证数据库，本研究以河北省邢台68份花果兼用梅为材料，采用多态性好、条带清晰、重复性好的13对简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)引物标记，对其进行遗传多样性分析并构建供试样品的DNA分子身份证。基于遗传距离进行非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means,UPGMA)聚类分析，基于贝叶斯模型解析68份种质的遗传结构。结果表明，13对SSR引物共扩增到124个等位基因，平均等位基因数(number of alleles,Na)为9.538 5，等位基因频率(major allele frequency, MAF)为0.369 3，有效等位基因(number of effective alleles,Ne)为4.483 5，Shannon信息指数(Shannon genetic diversity index,I)为1.712 4。Nei’s基因多样性指数(Nei’s gene diversity index,H)为0.763 7，观测杂合度(observed heterozygosity,Ho)为0.719 5，而期望杂合度(expected heterozygosity,He)为0.769 3，平均多态信息含量(polymorphism information content,PIC)为0.733 6，平均遗传相似性系数(genetic similarity,GS)为0.772 9，表明所研究的花果兼用梅种质之间具有显著的遗传差异和丰富的遗传多样性。聚类分析将68份材料划分为3个类群，平均遗传距离(genetic distance,GD)为0.622 6。Structure群体结构分析将供试材料分为2个种群。根据引物的多态性信息含量高低选择引物组合，构建花果兼用梅种质区分需要的最少引物组合。本研究为花果兼用梅品种创新和产业升级及其园林应用和提高育种效率提供了理论依据。
为了收集、鉴定、评价和创新花果兼用梅(Prunus mume)优良种质，推动我国北方地区梅产业链的改造升级，对花果兼用梅(Prunus mume)种质进行遗传多样性分析，构建DNA分子身份证数据库，本研究以河北省邢台68份花果兼用梅为材料，采用多态性好、条带清晰、重复性好的13对简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)引物标记，对其进行遗传多样性分析并构建供试样品的DNA分子身份证。基于遗传距离进行非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means,UPGMA)聚类分析，基于贝叶斯模型解析68份种质的遗传结构。结果表明，13对SSR引物共扩增到124个等位基因，平均等位基因数(number of alleles,Na)为9.538 5，等位基因频率(major allele frequency, MAF)为0.369 3，有效等位基因(number of effective alleles,Ne)为4.483 5，Shannon信息指数(Shannon genetic diversity index,I)为1.712 4。Nei’s基因多样性指数(Nei’s gene diversity index,H)为0.763 7，观测杂合度(observed heterozygosity,Ho)为0.719 5，而期望杂合度(expected heterozygosity,He)为0.769 3，平均多态信息含量(polymorphism information content,PIC)为0.733 6，平均遗传相似性系数(genetic similarity,GS)为0.772 9，表明所研究的花果兼用梅种质之间具有显著的遗传差异和丰富的遗传多样性。聚类分析将68份材料划分为3个类群，平均遗传距离(genetic distance,GD)为0.622 6。Structure群体结构分析将供试材料分为2个种群。根据引物的多态性信息含量高低选择引物组合，构建花果兼用梅种质区分需要的最少引物组合。本研究为花果兼用梅品种创新和产业升级及其园林应用和提高育种效率提供了理论依据。
2025,41(2):657-669, DOI: 10.13345/j.cjb.240407
摘要：
花生是重要的经济及油料作物，富含丰富的蛋白质和油脂等，在我国广泛种植。花生能与根瘤菌共生形成根瘤，根瘤的固氮酶能将空气中N2转化为自身可吸收利用的氨态氮。解析结瘤固氮对避免化肥过度施用、发展可持续农业具有积极意义。本研究通过生物信息学分析鉴定到一个主要在花生根瘤中表达的NIGT家族成员AhNIGT1.2。进一步的时空表达分析表明AhNIGT1.2在根瘤中高表达，且显著响应高氮、低氮、高磷、低磷和根瘤菌处理，组化染色表明该基因主要在发育的根瘤中表达，并在成熟根瘤中和花生根系连接处表达。亚细胞定位表明35S::AhNIGT1.2-GFP融合蛋白定位于烟草表皮细胞的细胞核中。进一步的功能研究发现AhNIGT1.2-OE显著提高了花生的结瘤数量，AhNIGT1.2-RNAi显著抑制花生根瘤数量，表明AhNIGT1.2正向调控花生结瘤。对AhNIGT1.2-OE根中硝酸盐转运和信号通路中的基因表达进行分析发现，NRT1.2、NRT2.4、NLP1和NLP7的表达量显著降低，表明AhNIGT1.2可能通过影响硝酸盐转运和NLP1相关基因的表达进而调控花生的结瘤。对转化的AhNIGT1.2-OE和对照根进行转录组分析，发现过表达AhNIGT1.2会显著富集硝酸盐响应、结瘤因子信号通路、四萜类生物合成酶和类胡萝卜素生物合成等途径的差异表达基因。综上所述，AhNIGT1.2可能通过影响硝酸盐转运、硝酸盐响应等通路调控花生的结瘤过程。本研究对解析氮磷营养调控豆科植物结瘤固氮的分子机制和创制在高氮环境高效结瘤固氮的豆科作物具有重要意义。
花生是重要的经济及油料作物，富含丰富的蛋白质和油脂等，在我国广泛种植。花生能与根瘤菌共生形成根瘤，根瘤的固氮酶能将空气中N2转化为自身可吸收利用的氨态氮。解析结瘤固氮对避免化肥过度施用、发展可持续农业具有积极意义。本研究通过生物信息学分析鉴定到一个主要在花生根瘤中表达的NIGT家族成员AhNIGT1.2。进一步的时空表达分析表明AhNIGT1.2在根瘤中高表达，且显著响应高氮、低氮、高磷、低磷和根瘤菌处理，组化染色表明该基因主要在发育的根瘤中表达，并在成熟根瘤中和花生根系连接处表达。亚细胞定位表明35S::AhNIGT1.2-GFP融合蛋白定位于烟草表皮细胞的细胞核中。进一步的功能研究发现AhNIGT1.2-OE显著提高了花生的结瘤数量，AhNIGT1.2-RNAi显著抑制花生根瘤数量，表明AhNIGT1.2正向调控花生结瘤。对AhNIGT1.2-OE根中硝酸盐转运和信号通路中的基因表达进行分析发现，NRT1.2、NRT2.4、NLP1和NLP7的表达量显著降低，表明AhNIGT1.2可能通过影响硝酸盐转运和NLP1相关基因的表达进而调控花生的结瘤。对转化的AhNIGT1.2-OE和对照根进行转录组分析，发现过表达AhNIGT1.2会显著富集硝酸盐响应、结瘤因子信号通路、四萜类生物合成酶和类胡萝卜素生物合成等途径的差异表达基因。综上所述，AhNIGT1.2可能通过影响硝酸盐转运、硝酸盐响应等通路调控花生的结瘤过程。本研究对解析氮磷营养调控豆科植物结瘤固氮的分子机制和创制在高氮环境高效结瘤固氮的豆科作物具有重要意义。
2025,41(2):670-679, DOI: 10.13345/j.cjb.240231
摘要：
真核细胞AGC蛋白激酶家族(AGC kinase family)参与调控多种生物学过程。3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1,PDK1)是一种保守的丝氨酸/苏氨酸激酶。为了研究PDK1同源基因在四倍体烟草免疫中的作用，对前期获得的同时敲除4个NtPDK1同源基因中5–7个等位基因的CRISPR/Cas9转基因株系进行了细胞死亡及抗病性分析，结果发现，部分敲除NtPDK1a/1b/1c/1d虽然可延迟瞬时过表达激活态Pto (active Pto,PtoY207D)及大豆GmMEKK1诱导的超敏反应(hypersensitive response,HR)细胞死亡，但可显著增强烟草对假单胞杆菌(Pseudomonas syrangaepv. tomato DC3000,Pst DC3000)以及烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)的抗性，而该抗性的增强与NtPDK1a/1b/1c/1d部分敲除株系中NtMPK6、NtMPK3和NtMPK4激活程度的显著增强相关联。综上所述，本研究结果表明NtPDK1a/1b/1c/1d正向调控细胞死亡，但却可能通过抑制MAPK途径的激活而负向调控烟草免疫反应。
真核细胞AGC蛋白激酶家族(AGC kinase family)参与调控多种生物学过程。3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1,PDK1)是一种保守的丝氨酸/苏氨酸激酶。为了研究PDK1同源基因在四倍体烟草免疫中的作用，对前期获得的同时敲除4个NtPDK1同源基因中5–7个等位基因的CRISPR/Cas9转基因株系进行了细胞死亡及抗病性分析，结果发现，部分敲除NtPDK1a/1b/1c/1d虽然可延迟瞬时过表达激活态Pto (active Pto,PtoY207D)及大豆GmMEKK1诱导的超敏反应(hypersensitive response,HR)细胞死亡，但可显著增强烟草对假单胞杆菌(Pseudomonas syrangaepv. tomato DC3000,Pst DC3000)以及烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)的抗性，而该抗性的增强与NtPDK1a/1b/1c/1d部分敲除株系中NtMPK6、NtMPK3和NtMPK4激活程度的显著增强相关联。综上所述，本研究结果表明NtPDK1a/1b/1c/1d正向调控细胞死亡，但却可能通过抑制MAPK途径的激活而负向调控烟草免疫反应。
2025,41(2):680-692, DOI: 10.13345/j.cjb.240299
摘要：
土壤镉污染会对观赏植物彩叶草的种植造成不利影响，当土壤受到镉污染时，彩叶草的发育会受阻，甚至可能因镉的毒性积累而死亡。本研究以金边彩叶草为实验植物，摩西斗管囊霉为供试菌，通过测定彩叶草的生理代谢和根系损伤程度，探究丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对彩叶草适应镉胁迫的影响。结果表明，镉胁迫致使彩叶草细胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(ceroxidase,POD)以及过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和脯氨酸(proline,Pro)含量上升，菌根侵染率、根系活力则受到不同程度的抑制，生长速率减慢。相同镉浓度下，接种AMF显著改善了彩叶草的各项生理指标，其中MDA含量最大降幅为42.16%，次生代谢产物迷迭香酸和花色素苷的含量最多可分别增长27.43%和25.72%，根系活力增幅高达35.35%，根系DNA损伤得到明显修复。综上所述，通过接种AMF可促进彩叶草次生代谢产物积累，缓解根系损伤，增强其对镉胁迫的耐受性。
土壤镉污染会对观赏植物彩叶草的种植造成不利影响，当土壤受到镉污染时，彩叶草的发育会受阻，甚至可能因镉的毒性积累而死亡。本研究以金边彩叶草为实验植物，摩西斗管囊霉为供试菌，通过测定彩叶草的生理代谢和根系损伤程度，探究丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对彩叶草适应镉胁迫的影响。结果表明，镉胁迫致使彩叶草细胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(ceroxidase,POD)以及过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和脯氨酸(proline,Pro)含量上升，菌根侵染率、根系活力则受到不同程度的抑制，生长速率减慢。相同镉浓度下，接种AMF显著改善了彩叶草的各项生理指标，其中MDA含量最大降幅为42.16%，次生代谢产物迷迭香酸和花色素苷的含量最多可分别增长27.43%和25.72%，根系活力增幅高达35.35%，根系DNA损伤得到明显修复。综上所述，通过接种AMF可促进彩叶草次生代谢产物积累，缓解根系损伤，增强其对镉胁迫的耐受性。
2025,41(2):693-705, DOI: 10.13345/j.cjb.240789
摘要：
生物合成的纳米硒(selenium nanoparticles,SeNPs)具有独特的物理、化学和生物学特性，备受研究人员关注。为了开发将硒盐还原为SeNPs的菌种，本研究以阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)为研究对象，通过添加一定量的Na2SeO3，利用光学显微镜、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电镜(transmission electron microscope,TEM)、能量色散X射线能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)分析、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析、傅里叶红外变换光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)技术对菌体及合成的SeNPs进行物理化学表征分析，同时选用枸杞根腐病主要病原真菌-尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporium)对其抗菌活性进行研究。结果表明，阿维链霉菌可将Na2SeO3转化成SeNPs，能耐受300 mmol/L的Na2SeO3，耐受性较高；阿维链霉菌可在细胞质中合成球形SeNPs，大部分直径在100 nm左右，并以菌丝断裂的方式释放；阿维链霉菌合成的SeNPs颗粒为非晶态，表面以C、Se为主，同时存在O、N等元素，−OH、C=O、C−N、C−H等官能团与SeNPs稳定性和生物活性密切相关；阿维链霉菌所产的SeNPs对F. oxysporium有显著抑制活性，25.0 μmol/mL处理抑菌率可达77.61%，半数效应浓度(median effective concentration,EC50)为0.556μmol/mL。总之，阿维链霉菌可耐受高Na2SeO3胁迫，同时还可介导合成SeNPs，合成的SeNPs颗粒具有良好的稳定性和抗菌活性，在SeNPs制备和枸杞根腐病防治方面具有潜在的应用价值。
生物合成的纳米硒(selenium nanoparticles,SeNPs)具有独特的物理、化学和生物学特性，备受研究人员关注。为了开发将硒盐还原为SeNPs的菌种，本研究以阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)为研究对象，通过添加一定量的Na2SeO3，利用光学显微镜、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电镜(transmission electron microscope,TEM)、能量色散X射线能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)分析、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析、傅里叶红外变换光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)技术对菌体及合成的SeNPs进行物理化学表征分析，同时选用枸杞根腐病主要病原真菌-尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporium)对其抗菌活性进行研究。结果表明，阿维链霉菌可将Na2SeO3转化成SeNPs，能耐受300 mmol/L的Na2SeO3，耐受性较高；阿维链霉菌可在细胞质中合成球形SeNPs，大部分直径在100 nm左右，并以菌丝断裂的方式释放；阿维链霉菌合成的SeNPs颗粒为非晶态，表面以C、Se为主，同时存在O、N等元素，−OH、C=O、C−N、C−H等官能团与SeNPs稳定性和生物活性密切相关；阿维链霉菌所产的SeNPs对F. oxysporium有显著抑制活性，25.0 μmol/mL处理抑菌率可达77.61%，半数效应浓度(median effective concentration,EC50)为0.556μmol/mL。总之，阿维链霉菌可耐受高Na2SeO3胁迫，同时还可介导合成SeNPs，合成的SeNPs颗粒具有良好的稳定性和抗菌活性，在SeNPs制备和枸杞根腐病防治方面具有潜在的应用价值。
2025,41(2):706-718, DOI: 10.13345/j.cjb.240308
摘要：
OsSPL10基因能够调控水稻表皮毛发育，并与抗盐、耐干旱等性状相关，但该基因是否可用于基因编辑创制光叶耐盐水稻新种质尚不明确。本研究利用CRISPR/Cas9技术，以河南省沿黄稻区3个粳稻品种‘新丰2号’‘新科稻31’和‘新稻25’为材料，对OsSPL10基因进行编辑，经筛选鉴定获得6种spl10突变体。肉眼观察结合扫描电镜检测证实6种spl10突变体的叶片和颖壳均出现无毛性状，光叶标记基因OsHL6、OsGL6和OsWOX3B的表达量显著低于野生型；剑叶生理特征检测显示，6种spl10突变体的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均极显著高于对应的野生型水稻。苗期耐盐性鉴定结果表明，200 mmol/L NaCl处理7 d后，突变株的存活率远高于野生型。实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测结果显示，与野生型相比，盐胁迫相关基因OsGASR1表达量显著降低，OsNHX2和OsIDS1的表达量显著升高。农艺学性状分析发现，与野生型相比，突变体的株高显著增加，产量等相关性状均无明显变化。本研究创制的6种spl10突变体不仅具有光叶、光颖壳特征，而且耐盐能力显著提高，为沿黄水稻定向育种提供了新的种质资源。
OsSPL10基因能够调控水稻表皮毛发育，并与抗盐、耐干旱等性状相关，但该基因是否可用于基因编辑创制光叶耐盐水稻新种质尚不明确。本研究利用CRISPR/Cas9技术，以河南省沿黄稻区3个粳稻品种‘新丰2号’‘新科稻31’和‘新稻25’为材料，对OsSPL10基因进行编辑，经筛选鉴定获得6种spl10突变体。肉眼观察结合扫描电镜检测证实6种spl10突变体的叶片和颖壳均出现无毛性状，光叶标记基因OsHL6、OsGL6和OsWOX3B的表达量显著低于野生型；剑叶生理特征检测显示，6种spl10突变体的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均极显著高于对应的野生型水稻。苗期耐盐性鉴定结果表明，200 mmol/L NaCl处理7 d后，突变株的存活率远高于野生型。实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测结果显示，与野生型相比，盐胁迫相关基因OsGASR1表达量显著降低，OsNHX2和OsIDS1的表达量显著升高。农艺学性状分析发现，与野生型相比，突变体的株高显著增加，产量等相关性状均无明显变化。本研究创制的6种spl10突变体不仅具有光叶、光颖壳特征，而且耐盐能力显著提高，为沿黄水稻定向育种提供了新的种质资源。
2025,41(2):719-735, DOI: 10.13345/j.cjb.240801
摘要：
β-淀粉酶(beta-amylase,BAM)作为水解淀粉的关键酶，在植物生长发育和抵抗非生物胁迫方面发挥着重要作用。为了挖掘紫花苜蓿(Medicago sativa L.)抗盐碱相关的BAM基因，本研究对紫花苜蓿BAM基因进行全基因组鉴定，对BAM基因家族成员的理化性质、系统进化、基因结构、保守基序、二级结构、启动子顺式作用元件、染色体定位和基因复制关系进行分析，利用转录组和实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR,qRT-PCR)分析BAM家族在盐碱胁迫下的表达模式。结果表明，在紫花苜蓿基因组中鉴定出54个BAM基因，根据系统进化树将其分为8个亚族，除了第1、7亚族成员之间差异较大外，其余同一亚族成员之间具有相似的基因结构。保守基序分析显示，所有MsBAM蛋白均具有典型的糖基水解结构域。染色体定位分析表明，β-淀粉酶基因家族成员不均匀地分布在27条染色体上。基因的片段重复导致了紫花苜蓿BAM基因数目增多。BAM基因启动子中含有大量与植物激素和抗逆性相关的响应元件。转录组和qRT-PCR分析表明，大部分MsBAM基因响应盐碱胁迫，MsBAM6等28个基因在盐碱胁迫1 d和7 d时均上调表达，MsBAM9等5个基因上调2倍以上。另外，在盐碱胁迫下，紫花苜蓿中的β-淀粉酶活性显著增强，可溶性糖含量显著增加，表明BAM基因在紫花苜蓿抵御盐碱胁迫方面具有重要的作用。以上结果为进一步研究紫花苜蓿BAM基因抵抗盐碱胁迫的功能奠定了基础。
β-淀粉酶(beta-amylase,BAM)作为水解淀粉的关键酶，在植物生长发育和抵抗非生物胁迫方面发挥着重要作用。为了挖掘紫花苜蓿(Medicago sativa L.)抗盐碱相关的BAM基因，本研究对紫花苜蓿BAM基因进行全基因组鉴定，对BAM基因家族成员的理化性质、系统进化、基因结构、保守基序、二级结构、启动子顺式作用元件、染色体定位和基因复制关系进行分析，利用转录组和实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR,qRT-PCR)分析BAM家族在盐碱胁迫下的表达模式。结果表明，在紫花苜蓿基因组中鉴定出54个BAM基因，根据系统进化树将其分为8个亚族，除了第1、7亚族成员之间差异较大外，其余同一亚族成员之间具有相似的基因结构。保守基序分析显示，所有MsBAM蛋白均具有典型的糖基水解结构域。染色体定位分析表明，β-淀粉酶基因家族成员不均匀地分布在27条染色体上。基因的片段重复导致了紫花苜蓿BAM基因数目增多。BAM基因启动子中含有大量与植物激素和抗逆性相关的响应元件。转录组和qRT-PCR分析表明，大部分MsBAM基因响应盐碱胁迫，MsBAM6等28个基因在盐碱胁迫1 d和7 d时均上调表达，MsBAM9等5个基因上调2倍以上。另外，在盐碱胁迫下，紫花苜蓿中的β-淀粉酶活性显著增强，可溶性糖含量显著增加，表明BAM基因在紫花苜蓿抵御盐碱胁迫方面具有重要的作用。以上结果为进一步研究紫花苜蓿BAM基因抵抗盐碱胁迫的功能奠定了基础。
2025,41(2):736-752, DOI: 10.13345/j.cjb.240516
摘要：
芸薹属根肿菌(Plasmodiophora brassica)侵染引起的根肿病蔓延会严重影响芥菜[Brassica juncea(L.) Czern.]的产量和品质。丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)级联作为一种高度保守的信号通路，在植物的生物和非生物胁迫中发挥重要作用。为了挖掘芥菜抗根肿病相关的MAPK基因，本研究对芥菜进行全基因组鉴定，并对芥菜MAPK基因家族的系统进化以及基因结构等进行生物信息学分析。筛选鉴定的66个BjuMAPK基因不均匀分布在17条染色体上。在基因组尺度上，发现基因的串联重复导致了芥菜MAPK基因数目增多。同一亚族成员之间具有相似的基因结构，不同亚族间差异较大。预测的顺式作用元件与植物激素、抗逆性以及植物的生长发育相关，表达分析显示BjuMAPK02、BjuMAPK15、BjuMAPK17和BjuMAPK19等基因在根肿菌侵染芥菜后具有不同的响应模式。以上结果为进一步研究BjuMAPK基因在芥菜应对根肿病生物胁迫中的功能奠定了理论基础。
芸薹属根肿菌(Plasmodiophora brassica)侵染引起的根肿病蔓延会严重影响芥菜[Brassica juncea(L.) Czern.]的产量和品质。丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)级联作为一种高度保守的信号通路，在植物的生物和非生物胁迫中发挥重要作用。为了挖掘芥菜抗根肿病相关的MAPK基因，本研究对芥菜进行全基因组鉴定，并对芥菜MAPK基因家族的系统进化以及基因结构等进行生物信息学分析。筛选鉴定的66个BjuMAPK基因不均匀分布在17条染色体上。在基因组尺度上，发现基因的串联重复导致了芥菜MAPK基因数目增多。同一亚族成员之间具有相似的基因结构，不同亚族间差异较大。预测的顺式作用元件与植物激素、抗逆性以及植物的生长发育相关，表达分析显示BjuMAPK02、BjuMAPK15、BjuMAPK17和BjuMAPK19等基因在根肿菌侵染芥菜后具有不同的响应模式。以上结果为进一步研究BjuMAPK基因在芥菜应对根肿病生物胁迫中的功能奠定了理论基础。
2025,41(2):753-770, DOI: 10.13345/j.cjb.240157
摘要：
外侧器官边界域(lateral organ boundaries domain,LBD)转录因子广泛存在于高等植物中，并在植物生长发育和逆境胁迫等过程中发挥了非常重要的作用。沙棘(Hippophae rhamnoides L.)作为一种抗旱、耐寒、耐盐碱的灌木，具有一定的生态价值和经济价值。为了分析LBD基因家族在中国沙棘雌雄花芽发育过程中的作用，本研究利用生物信息学方法从沙棘全基因组数据中鉴定出了11个LBD基因。LBD基因家族不均匀分散在5条染色体上，编码159−302个氨基酸，分子质量为18 249.91−33 202.01 Da。亚细胞定位预测表明蛋白质分布于细胞核或叶绿体中；LBD序列较为保守，具有高度相似的基序、基因结构和蛋白质三维结构；将沙棘与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、大麦(Hordeum vulgare)的LBD基因进行系统发育分析发现，HrLBD基因家族均可细分为Class Ⅰ和Class Ⅱ两大亚家族；转录组及反转录实时荧光定量聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-qPCR)结果显示，HrLBD基因在沙棘雄性花芽发育过程中表达量更高，并随着花芽发育过程表达量逐渐升高，推测HrLBD基因在特定时期影响沙棘雄性花芽发育。本研究为阐明HrLBD基因在沙棘雌雄花芽生长发育中的作用和性别分化机制奠定了理论基础。
外侧器官边界域(lateral organ boundaries domain,LBD)转录因子广泛存在于高等植物中，并在植物生长发育和逆境胁迫等过程中发挥了非常重要的作用。沙棘(Hippophae rhamnoides L.)作为一种抗旱、耐寒、耐盐碱的灌木，具有一定的生态价值和经济价值。为了分析LBD基因家族在中国沙棘雌雄花芽发育过程中的作用，本研究利用生物信息学方法从沙棘全基因组数据中鉴定出了11个LBD基因。LBD基因家族不均匀分散在5条染色体上，编码159−302个氨基酸，分子质量为18 249.91−33 202.01 Da。亚细胞定位预测表明蛋白质分布于细胞核或叶绿体中；LBD序列较为保守，具有高度相似的基序、基因结构和蛋白质三维结构；将沙棘与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、大麦(Hordeum vulgare)的LBD基因进行系统发育分析发现，HrLBD基因家族均可细分为Class Ⅰ和Class Ⅱ两大亚家族；转录组及反转录实时荧光定量聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-qPCR)结果显示，HrLBD基因在沙棘雄性花芽发育过程中表达量更高，并随着花芽发育过程表达量逐渐升高，推测HrLBD基因在特定时期影响沙棘雄性花芽发育。本研究为阐明HrLBD基因在沙棘雌雄花芽生长发育中的作用和性别分化机制奠定了理论基础。
2025,41(2):771-790, DOI: 10.13345/j.cjb.240475
摘要：
土壤镉污染是当前全球面临的重要环境问题之一。浙麦冬(Ophiopogon japonicus)作为一种多功能植物，不仅在传统医学中广泛应用，其在环境修复领域中的应用潜力也逐渐受到关注。本文旨在探讨浙麦冬在不同浓度镉胁迫下的镉富集规律，鉴定和分析浙麦冬重金属ATP酶(heavy metal ATPase,HMA)家族成员。研究发现浙麦冬富集系数高达2.75，在土壤镉污染修复中显示出良好的镉富集潜力。基于前期转录组数据鉴定出9个浙麦冬P1B型重金属ATP酶(P1B-ATPases)家族成员，其中OjHMA1–OjHMA6属于锌/钴/镉/铅ATP酶(Zn/Co/Cd/Pb-ATPases)，OjHMA7–OjHMA9则属于铜/银ATP酶(Cu/Ag-ATPases)。在镉胁迫下，OjHMA1、OjHMA2、OjHMA3和OjHMA7等基因表达显著上调，表明其在镉离子的吸收和转运过程中发挥核心作用。拓扑结构分析揭示了HMA蛋白具有该家族典型的跨膜(transmembrane,TM)片段以及调节离子吸收与释放的A、P和N功能域，跨膜片段上存在着金属离子结合位点(M4、M5、M6)。根据跨膜域数目及金属结合位点上氨基酸的不同，可将植物的HMA家族蛋白分为3个亚组：P1B-1 ATPases、P1B-2 ATPases和P1B-4 ATPases。P1B-1 ATPases亚组包含的TM4(CPC)、TM5(YN[X]4P)和TM6(M[XX]SS)基序，P1B-2 ATPases亚组的TM4(CPC)、TM5(K)以及TM6(DKTGT)基序，P1B-4 ATPases亚组的TM4中的SPC和TM6中的HE[X]GT基序，都是其蛋白发挥功能的关键。在此基础上，利用分子对接对金属离子结合位点进行了详细解析，揭示了CPC/SPC、DKTGT和HE[X]GT等关键保守序列在金属离子配位和稳定中的重要作用。本研究结果不仅提供了通过基因工程提高浙麦冬对镉吸附和耐受性的分子靶点，也为培育具有高镉吸附能力的新品种提供了理论基础。
土壤镉污染是当前全球面临的重要环境问题之一。浙麦冬(Ophiopogon japonicus)作为一种多功能植物，不仅在传统医学中广泛应用，其在环境修复领域中的应用潜力也逐渐受到关注。本文旨在探讨浙麦冬在不同浓度镉胁迫下的镉富集规律，鉴定和分析浙麦冬重金属ATP酶(heavy metal ATPase,HMA)家族成员。研究发现浙麦冬富集系数高达2.75，在土壤镉污染修复中显示出良好的镉富集潜力。基于前期转录组数据鉴定出9个浙麦冬P1B型重金属ATP酶(P1B-ATPases)家族成员，其中OjHMA1–OjHMA6属于锌/钴/镉/铅ATP酶(Zn/Co/Cd/Pb-ATPases)，OjHMA7–OjHMA9则属于铜/银ATP酶(Cu/Ag-ATPases)。在镉胁迫下，OjHMA1、OjHMA2、OjHMA3和OjHMA7等基因表达显著上调，表明其在镉离子的吸收和转运过程中发挥核心作用。拓扑结构分析揭示了HMA蛋白具有该家族典型的跨膜(transmembrane,TM)片段以及调节离子吸收与释放的A、P和N功能域，跨膜片段上存在着金属离子结合位点(M4、M5、M6)。根据跨膜域数目及金属结合位点上氨基酸的不同，可将植物的HMA家族蛋白分为3个亚组：P1B-1 ATPases、P1B-2 ATPases和P1B-4 ATPases。P1B-1 ATPases亚组包含的TM4(CPC)、TM5(YN[X]4P)和TM6(M[XX]SS)基序，P1B-2 ATPases亚组的TM4(CPC)、TM5(K)以及TM6(DKTGT)基序，P1B-4 ATPases亚组的TM4中的SPC和TM6中的HE[X]GT基序，都是其蛋白发挥功能的关键。在此基础上，利用分子对接对金属离子结合位点进行了详细解析，揭示了CPC/SPC、DKTGT和HE[X]GT等关键保守序列在金属离子配位和稳定中的重要作用。本研究结果不仅提供了通过基因工程提高浙麦冬对镉吸附和耐受性的分子靶点，也为培育具有高镉吸附能力的新品种提供了理论基础。
2025,41(2):791-808, DOI: 10.13345/j.cjb.240616
摘要：
葡萄糖苷酶是生物体糖代谢途径中不可或缺的一类酶。为探讨α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase,AGLU)和β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,BGLU)的生物学功能及表达模式，对甜瓜基因组中的2个基因家族进行鉴定，对2个家族成员的数量、染色体位置、基因结构、亚细胞定位、蛋白保守基序、系统进化等进行分析，基于启动子顺式作用元件分析和蛋白互作预测模型对其功能进行了初步预测，并用实时荧光定量聚合酶链式反应(real time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)技术对各成员的基因表达进行分析。结果表明，甜瓜中α-葡萄糖苷酶家族共有5个成员，分布于5条染色体上，全部成员均定位于细胞外基质，氨基酸长度为899−1 060 aa。甜瓜中β-葡萄糖苷酶家族共有18个成员，分布于8条染色体上，全部定位于细胞膜或细胞质中，氨基酸长度为151−576 aa。qRT-PCR结果表明，低温下约1/2基因表达受到抑制，其中CmAGLU5和CmBGLU7可能是2个家族中响应低温的关键基因。AGLU和BGLU家族基因受脱落酸(abscisic acid,ABA)、高盐和干旱胁迫诱导上调表达，其中AGLU家族中的CmAGLU3是响应ABA和高盐胁迫的关键基因，CmAGLU4是响应干旱胁迫的关键基因；BGLU家族中CmBGLU18是响应ABA的关键基因，CmBGLU6是响应高盐和干旱胁迫的关键基因。
葡萄糖苷酶是生物体糖代谢途径中不可或缺的一类酶。为探讨α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase,AGLU)和β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,BGLU)的生物学功能及表达模式，对甜瓜基因组中的2个基因家族进行鉴定，对2个家族成员的数量、染色体位置、基因结构、亚细胞定位、蛋白保守基序、系统进化等进行分析，基于启动子顺式作用元件分析和蛋白互作预测模型对其功能进行了初步预测，并用实时荧光定量聚合酶链式反应(real time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)技术对各成员的基因表达进行分析。结果表明，甜瓜中α-葡萄糖苷酶家族共有5个成员，分布于5条染色体上，全部成员均定位于细胞外基质，氨基酸长度为899−1 060 aa。甜瓜中β-葡萄糖苷酶家族共有18个成员，分布于8条染色体上，全部定位于细胞膜或细胞质中，氨基酸长度为151−576 aa。qRT-PCR结果表明，低温下约1/2基因表达受到抑制，其中CmAGLU5和CmBGLU7可能是2个家族中响应低温的关键基因。AGLU和BGLU家族基因受脱落酸(abscisic acid,ABA)、高盐和干旱胁迫诱导上调表达，其中AGLU家族中的CmAGLU3是响应ABA和高盐胁迫的关键基因，CmAGLU4是响应干旱胁迫的关键基因；BGLU家族中CmBGLU18是响应ABA的关键基因，CmBGLU6是响应高盐和干旱胁迫的关键基因。
2025,41(2):809-824, DOI: 10.13345/j.cjb.240498
摘要：
云南栘[木衣](Docynia delavayi (Franch.) Schneid.)作为一种经济林果树，具有较高药用和食用价值。TCP (Teosinte branched1/Cycloidea/Proliferating cell factor)基因家族在植物整个生长发育过程中发挥着重要的作用。为探讨云南栘[木衣]TCP基因家族在其生长发育过程中的作用，本研究利用生物信息学方法对云南栘[木衣]TCP基因家族进行了全基因组鉴定，并分析了其在种子萌发和果实发育不同时期的表达水平。结果显示，云南栘[木衣]共有18个DdeTCP基因，不均匀地分布在11条染色体上。系统进化分析结果显示，DdeTCP在Class Ⅰ中有3个成员，Class Ⅱ类有15个成员，表明DdeTCP家族成员间出现了功能分化。基因表达模式分析显示，AtTCP14同源基因DdeTCP11在种子萌发前期具有较高的表达水平，表明其可能在种子萌发时期发挥重要作用。此外，聚类在Class Ⅰ中的DdeTCP16在果实成熟期表达量较高，推测其可能与果实成熟有关。本研究为进一步探索DdeTCP基因家族在云南栘[木衣]生长发育过程中的功能奠定了基础。
云南栘[木衣](Docynia delavayi (Franch.) Schneid.)作为一种经济林果树，具有较高药用和食用价值。TCP (Teosinte branched1/Cycloidea/Proliferating cell factor)基因家族在植物整个生长发育过程中发挥着重要的作用。为探讨云南栘[木衣]TCP基因家族在其生长发育过程中的作用，本研究利用生物信息学方法对云南栘[木衣]TCP基因家族进行了全基因组鉴定，并分析了其在种子萌发和果实发育不同时期的表达水平。结果显示，云南栘[木衣]共有18个DdeTCP基因，不均匀地分布在11条染色体上。系统进化分析结果显示，DdeTCP在Class Ⅰ中有3个成员，Class Ⅱ类有15个成员，表明DdeTCP家族成员间出现了功能分化。基因表达模式分析显示，AtTCP14同源基因DdeTCP11在种子萌发前期具有较高的表达水平，表明其可能在种子萌发时期发挥重要作用。此外，聚类在Class Ⅰ中的DdeTCP16在果实成熟期表达量较高，推测其可能与果实成熟有关。本研究为进一步探索DdeTCP基因家族在云南栘[木衣]生长发育过程中的功能奠定了基础。
2025,41(2):825-844, DOI: 10.13345/j.cjb.240699
摘要：
沙地云杉(Picea mongolica)具有耐寒、耐旱及耐盐的优良特性，是“三北”地区生态建设及城市绿化的重要树种。MYB转录因子可以响应非生物胁迫及次生代谢产物合成过程，为鉴定沙地云杉MYB转录因子家族并探究其在盐胁迫过程中的响应，本研究以挪威云杉基因组及沙地云杉转录组数据为参考，共鉴定出196个MYBs家族成员。根据系统进化树，MYB转录因子家族分为7个亚类，其中，R2R3-MYB亚类基因数量最多，占84.77%，R-R和R1R2R3亚类数量最少，均占0.51%。基序、结构域、基因结构及保守性分析表明，同一亚类MYB转录因子具有高度保守性且具有相似基序和基因结构。不同盐胁迫梯度实验表明，沙地云杉最高的耐受盐胁迫浓度为1 000 mmol/L。在1 000 mmol/L盐胁迫浓度下设置不同处理时间(0、3、6、12、24 h)并测定转录组数据，共筛选出34个MYBs差异表达基因，表明其可能在调控盐胁迫过程中发挥着重要作用。对差异基因编码的蛋白进行理化性质分析发现，蛋白序列长度在89–731 aa，分子量约为10.19–79.73 kDa，等电点为4.80–9.91，不稳定系数41.20–70.99。亚细胞定位显示，大部分蛋白位于细胞核，3个蛋白位于叶绿体中。选取其中12个MYB基因进行实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR,qRT-PCR)验证，其表达模式与RNA-seq数据一致。本研究为后续探索沙地云杉中MYB家族成员在响应盐胁迫过程的功能及作用机制提供了数据支持。
沙地云杉(Picea mongolica)具有耐寒、耐旱及耐盐的优良特性，是“三北”地区生态建设及城市绿化的重要树种。MYB转录因子可以响应非生物胁迫及次生代谢产物合成过程，为鉴定沙地云杉MYB转录因子家族并探究其在盐胁迫过程中的响应，本研究以挪威云杉基因组及沙地云杉转录组数据为参考，共鉴定出196个MYBs家族成员。根据系统进化树，MYB转录因子家族分为7个亚类，其中，R2R3-MYB亚类基因数量最多，占84.77%，R-R和R1R2R3亚类数量最少，均占0.51%。基序、结构域、基因结构及保守性分析表明，同一亚类MYB转录因子具有高度保守性且具有相似基序和基因结构。不同盐胁迫梯度实验表明，沙地云杉最高的耐受盐胁迫浓度为1 000 mmol/L。在1 000 mmol/L盐胁迫浓度下设置不同处理时间(0、3、6、12、24 h)并测定转录组数据，共筛选出34个MYBs差异表达基因，表明其可能在调控盐胁迫过程中发挥着重要作用。对差异基因编码的蛋白进行理化性质分析发现，蛋白序列长度在89–731 aa，分子量约为10.19–79.73 kDa，等电点为4.80–9.91，不稳定系数41.20–70.99。亚细胞定位显示，大部分蛋白位于细胞核，3个蛋白位于叶绿体中。选取其中12个MYB基因进行实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR,qRT-PCR)验证，其表达模式与RNA-seq数据一致。本研究为后续探索沙地云杉中MYB家族成员在响应盐胁迫过程的功能及作用机制提供了数据支持。
2025,41(2):845-856, DOI: 10.13345/j.cjb.240141
摘要：
漆酶(laccase,LAC)属于铜蓝蛋白氧化酶家族，与植物木质素合成及响应生物与非生物胁迫等生物学功能密切相关，但目前关于月季漆酶基因的研究尚未见报道。皮刺对月季的管理和采摘造成极大的不便，已成为月季育种关注的重点。为了探究漆酶基因在月季中的表达模式，本研究以古老月季品种‘月月粉’(Rosa chinensis ‘Old Blush’)为材料，克隆了1个漆酶基因并将其命名为RcLAC15。基因表达分析结果表明，RcLAC15在月季皮刺中的表达量显著高于在根、茎、叶等器官中的表达量。在月季基因组中鉴定了58个漆酶基因，生物信息学分析发现RcLAC15是AtLAC15的同源基因，预测RcLAC15为稳定的亲水蛋白，不具备跨膜结构。将重组表达载体pBI121-proRcLAC15::GUS转化拟南芥，GUS染色结果表明RcLAC15启动子在拟南芥叶片边缘特异性驱动了GUS基因表达。本研究发现RcLAC15在月季皮刺特异性表达，为探索漆酶基因在月季皮刺中的生物学功能提供了参考。
漆酶(laccase,LAC)属于铜蓝蛋白氧化酶家族，与植物木质素合成及响应生物与非生物胁迫等生物学功能密切相关，但目前关于月季漆酶基因的研究尚未见报道。皮刺对月季的管理和采摘造成极大的不便，已成为月季育种关注的重点。为了探究漆酶基因在月季中的表达模式，本研究以古老月季品种‘月月粉’(Rosa chinensis ‘Old Blush’)为材料，克隆了1个漆酶基因并将其命名为RcLAC15。基因表达分析结果表明，RcLAC15在月季皮刺中的表达量显著高于在根、茎、叶等器官中的表达量。在月季基因组中鉴定了58个漆酶基因，生物信息学分析发现RcLAC15是AtLAC15的同源基因，预测RcLAC15为稳定的亲水蛋白，不具备跨膜结构。将重组表达载体pBI121-proRcLAC15::GUS转化拟南芥，GUS染色结果表明RcLAC15启动子在拟南芥叶片边缘特异性驱动了GUS基因表达。本研究发现RcLAC15在月季皮刺特异性表达，为探索漆酶基因在月季皮刺中的生物学功能提供了参考。
2025,41(2):857-868, DOI: 10.13345/j.cjb.240474
摘要：
黄瓜是一种在全球范围内广泛栽培的蔬菜作物，高温等逆境胁迫会影响植株生长发育甚至导致其产量和品质降低。丝裂原活化蛋白激酶MAPK家族在植物逆境响应中起着至关重要的作用。为研究黄瓜MPK4基因的功能及逆境响应机制，本研究克隆了CsMPK4基因，其编码383个氨基酸；实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)分析发现该基因在叶和花中表达量最高，根中次之，在茎和卷须中表达量最低。CsMPK4定位于细胞核和细胞质，与甜瓜CmMPK4亲缘关系最近。过表达CsMPK4的黄瓜植株矮化健壮、卷须变短变少、幼苗更耐高温，幼叶中丙二醛含量降低，过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增强。进一步通过酵母双杂和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验证明，黄瓜CsMPK4与缬氨酸-谷氨酰胺家族因子CsVQ10存在蛋白互作，表明CsVQ10可能协同CsMPK4参与黄瓜高温等逆境胁迫响应。本研究为深入探讨黄瓜CsMPK4逆境应答机制以及黄瓜抗逆育种等奠定了基础。
黄瓜是一种在全球范围内广泛栽培的蔬菜作物，高温等逆境胁迫会影响植株生长发育甚至导致其产量和品质降低。丝裂原活化蛋白激酶MAPK家族在植物逆境响应中起着至关重要的作用。为研究黄瓜MPK4基因的功能及逆境响应机制，本研究克隆了CsMPK4基因，其编码383个氨基酸；实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)分析发现该基因在叶和花中表达量最高，根中次之，在茎和卷须中表达量最低。CsMPK4定位于细胞核和细胞质，与甜瓜CmMPK4亲缘关系最近。过表达CsMPK4的黄瓜植株矮化健壮、卷须变短变少、幼苗更耐高温，幼叶中丙二醛含量降低，过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增强。进一步通过酵母双杂和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验证明，黄瓜CsMPK4与缬氨酸-谷氨酰胺家族因子CsVQ10存在蛋白互作，表明CsVQ10可能协同CsMPK4参与黄瓜高温等逆境胁迫响应。本研究为深入探讨黄瓜CsMPK4逆境应答机制以及黄瓜抗逆育种等奠定了基础。
2025,41(2):869-880, DOI: 10.13345/j.cjb.240466
摘要：
NAL1 (narrow leaf 1)基因在植物的分枝发育中具有重要作用，但在矮牵牛中研究较少。为了研究矮牵牛中NAL1基因的功能，本研究从矮牵牛(Petunia×hybrida cv.Mitchell Diploid)中克隆了PhNAL1b基因，该基因全长1 767 bp，编码588个氨基酸，含有Peptidase S64结构域。PhNAL1b启动子区域含有多个生长素、茉莉酸、脱落酸和光响应元件。表达分析显示PhNAL1b在根中的表达量最高，花中的表达量最低，且去顶以及细胞分裂素均能够抑制其转录。亚细胞定位分析表明PhNAL1b定位于细胞核中，为核蛋白。利用病毒诱导基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术抑制PhNAL1b的表达，引起了矮牵牛分枝数目显著增加、株高降低。上述结果表明PhNAL1b在调控矮牵牛分枝发育中具有重要作用。本研究为揭示NAL1基因调控矮牵牛分枝发育的机理奠定了基础，并为株型改良提供了基因资源。
NAL1 (narrow leaf 1)基因在植物的分枝发育中具有重要作用，但在矮牵牛中研究较少。为了研究矮牵牛中NAL1基因的功能，本研究从矮牵牛(Petunia×hybrida cv.Mitchell Diploid)中克隆了PhNAL1b基因，该基因全长1 767 bp，编码588个氨基酸，含有Peptidase S64结构域。PhNAL1b启动子区域含有多个生长素、茉莉酸、脱落酸和光响应元件。表达分析显示PhNAL1b在根中的表达量最高，花中的表达量最低，且去顶以及细胞分裂素均能够抑制其转录。亚细胞定位分析表明PhNAL1b定位于细胞核中，为核蛋白。利用病毒诱导基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术抑制PhNAL1b的表达，引起了矮牵牛分枝数目显著增加、株高降低。上述结果表明PhNAL1b在调控矮牵牛分枝发育中具有重要作用。本研究为揭示NAL1基因调控矮牵牛分枝发育的机理奠定了基础，并为株型改良提供了基因资源。
2025,41(2):881-895, DOI: 10.13345/j.cjb.240614
摘要：
类黄酮3-O-糖基转移酶是植物花青素糖苷化的关键酶。为研究杜鹃花3GT基因的功能，本研究从红比利时杜鹃中克隆了一个3GT基因开放阅读框(open reading frame,ORF)命名为Rh3GT，分析、测定并验证了该ORF及其编码蛋白的理化性质、表达水平、酶学功能等生物学特性。结果表明，Rh3GT全长993 bp，编码330个氨基酸；编码蛋白为亲水稳定的弱酸性蛋白，隶属糖基转移酶家族(GT-B型)，PSPG box结构域中第44位为谷氨酰胺(Q)；系统进化分析发现比利时杜鹃Rh3GT与越橘Vc3GT和黑果越橘Vm3GT的亲缘关系最近；Rh3GT在根中几乎不表达，在茎、叶、花中均有表达，且在盛开期花瓣中表达量最高；花瓣瞬时过表达Rh3GT后发现其总花青苷积累也显著增加；Rh3GT重组蛋白在大肠杆菌BL21中成功表达，并以包涵体形式存在，大小约为36 kDa，与理论预测值接近；高效液相色谱检测发现，经过变性纯化和稀释复性后的Rh3GT重组蛋白可催化矢车菊素和UDP-葡萄糖合成矢车菊素3-O-葡萄糖苷，表明表达的蛋白具有3GT活性。本研究为深入探讨杜鹃花花青苷生物合成分子调控机制提供了基础数据，并为潜在的杜鹃花分子育种提供了理论支持。
类黄酮3-O-糖基转移酶是植物花青素糖苷化的关键酶。为研究杜鹃花3GT基因的功能，本研究从红比利时杜鹃中克隆了一个3GT基因开放阅读框(open reading frame,ORF)命名为Rh3GT，分析、测定并验证了该ORF及其编码蛋白的理化性质、表达水平、酶学功能等生物学特性。结果表明，Rh3GT全长993 bp，编码330个氨基酸；编码蛋白为亲水稳定的弱酸性蛋白，隶属糖基转移酶家族(GT-B型)，PSPG box结构域中第44位为谷氨酰胺(Q)；系统进化分析发现比利时杜鹃Rh3GT与越橘Vc3GT和黑果越橘Vm3GT的亲缘关系最近；Rh3GT在根中几乎不表达，在茎、叶、花中均有表达，且在盛开期花瓣中表达量最高；花瓣瞬时过表达Rh3GT后发现其总花青苷积累也显著增加；Rh3GT重组蛋白在大肠杆菌BL21中成功表达，并以包涵体形式存在，大小约为36 kDa，与理论预测值接近；高效液相色谱检测发现，经过变性纯化和稀释复性后的Rh3GT重组蛋白可催化矢车菊素和UDP-葡萄糖合成矢车菊素3-O-葡萄糖苷，表明表达的蛋白具有3GT活性。本研究为深入探讨杜鹃花花青苷生物合成分子调控机制提供了基础数据，并为潜在的杜鹃花分子育种提供了理论支持。
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为了提高干扰素抗病毒活性测定的生物安全性，本研究使用含有GFP的复制缺陷型水疱性口炎病毒 (VSV△G*G) 为指示病毒，分别对经原核表达系统和杆状病毒表达系统表达的重组猪γ干扰素 (PoIFN-γ) 在MDBK细胞上进行抗病毒活性测定。结果显示：由杆状病毒表达的重组PoIFN-γ具有高度抗病毒活性，其抗病毒活性为105 IU/mL，原核表达的重组PoIFN-γ纯化后经缓慢复性也会产生一定的抗病毒活性，其抗病毒活性为32 IU/mL。该方法与利用表达GFP的重组水疱性口炎病毒 (VSV*GFP) 所检测的干扰素抗病毒活性结果完全一致，表明复制缺陷型病毒VSV△G*G可作为复制型重组病毒的替代品，使得干扰素抗病毒活性检测更加安全、准确。
为了提高干扰素抗病毒活性测定的生物安全性，本研究使用含有GFP的复制缺陷型水疱性口炎病毒 (VSV△G*G) 为指示病毒，分别对经原核表达系统和杆状病毒表达系统表达的重组猪γ干扰素 (PoIFN-γ) 在MDBK细胞上进行抗病毒活性测定。结果显示：由杆状病毒表达的重组PoIFN-γ具有高度抗病毒活性，其抗病毒活性为105 IU/mL，原核表达的重组PoIFN-γ纯化后经缓慢复性也会产生一定的抗病毒活性，其抗病毒活性为32 IU/mL。该方法与利用表达GFP的重组水疱性口炎病毒 (VSV*GFP) 所检测的干扰素抗病毒活性结果完全一致，表明复制缺陷型病毒VSV△G*G可作为复制型重组病毒的替代品，使得干扰素抗病毒活性检测更加安全、准确。
摘要：
从人肌肉素基因出发, 在dbEST数据库中进行同源性搜索, 找到七个有较高同源性的Expressed Sequence Tag(DY426490, CF787546, AJ660979, AJ664670, AJ663820, AJ680159, DN106254)。通过拼接和进一步RT-PCR实验验证, 获得猪肌肉素基因全长cDNA序列, 其全长651 bp, 开放阅读框为54~452 bp, 编码有132个氨基酸。同源性分析结果表明, 与人、小鼠和大鼠的肌肉素基因cDNA编码区(CDS)同源性分别为87.2%、77.6%和77.9%。利用克隆出的猪肌肉素cDNA, 构建表达载体pGEX-4T-1-musclin, 并在BL21大肠杆菌中成功表达和纯化了分子量为38.59 kD的融合蛋白GST-Musclin, 并运用蛋白印迹技术进行鉴定。
从人肌肉素基因出发, 在dbEST数据库中进行同源性搜索, 找到七个有较高同源性的Expressed Sequence Tag(DY426490, CF787546, AJ660979, AJ664670, AJ663820, AJ680159, DN106254)。通过拼接和进一步RT-PCR实验验证, 获得猪肌肉素基因全长cDNA序列, 其全长651 bp, 开放阅读框为54~452 bp, 编码有132个氨基酸。同源性分析结果表明, 与人、小鼠和大鼠的肌肉素基因cDNA编码区(CDS)同源性分别为87.2%、77.6%和77.9%。利用克隆出的猪肌肉素cDNA, 构建表达载体pGEX-4T-1-musclin, 并在BL21大肠杆菌中成功表达和纯化了分子量为38.59 kD的融合蛋白GST-Musclin, 并运用蛋白印迹技术进行鉴定。
摘要：
白藜芦醇是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。它不仅是植物遭受胁迫时产生的一种能提高植物抵抗病原性攻击和环境恶化的植物抗毒素, 还具有抗癌、抗氧化、调节血脂、影响寿命等多方面有益于人类健康的重要功能。以下对白藜芦醇的理化特性、合成、提取、纯化与检测方法进行了全面总结, 并在其作用的分子机制基础上, 对其生物学活性、基因工程研究及产业化情况进行了重点介绍。发现在传统育种的基础上, 借助于现代生物技术手段, 将白藜芦醇的天然活性保健作用应用于保健食品的开发、作物经济附加值的提高具有广阔的前景。它的开发和利用, 必将为食品及制药工业新产品的开发提供新的挑战与机遇。
白藜芦醇是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。它不仅是植物遭受胁迫时产生的一种能提高植物抵抗病原性攻击和环境恶化的植物抗毒素, 还具有抗癌、抗氧化、调节血脂、影响寿命等多方面有益于人类健康的重要功能。以下对白藜芦醇的理化特性、合成、提取、纯化与检测方法进行了全面总结, 并在其作用的分子机制基础上, 对其生物学活性、基因工程研究及产业化情况进行了重点介绍。发现在传统育种的基础上, 借助于现代生物技术手段, 将白藜芦醇的天然活性保健作用应用于保健食品的开发、作物经济附加值的提高具有广阔的前景。它的开发和利用, 必将为食品及制药工业新产品的开发提供新的挑战与机遇。
摘要：
自然界中微生物种类极为丰富，尺寸涵盖了纳米级与微米级。微生物细胞培养成本低廉，生长繁殖迅速，具有丰富的遗传表现型，因此微生物是可用于纳米、微米以及多层次跨尺度加工的天然“基本单元”和“底盘细胞”。“基于微生物”的生物制造目的是利用微生物的特异结构和多样功能进行仿生和调控，操纵微生物进行加工组装，从而获得新材料、新器件。同时，建立深入研究微生物行为模式的新技术与新方法，为揭示传统方法所未涉及的基本科学问题提供新的平台。以下将分别从纳米和微米两个尺度以及利用微生物的结构或功能两个角度来概述基于微生物的微纳米生物制造的前沿进展。
自然界中微生物种类极为丰富，尺寸涵盖了纳米级与微米级。微生物细胞培养成本低廉，生长繁殖迅速，具有丰富的遗传表现型，因此微生物是可用于纳米、微米以及多层次跨尺度加工的天然“基本单元”和“底盘细胞”。“基于微生物”的生物制造目的是利用微生物的特异结构和多样功能进行仿生和调控，操纵微生物进行加工组装，从而获得新材料、新器件。同时，建立深入研究微生物行为模式的新技术与新方法，为揭示传统方法所未涉及的基本科学问题提供新的平台。以下将分别从纳米和微米两个尺度以及利用微生物的结构或功能两个角度来概述基于微生物的微纳米生物制造的前沿进展。
摘要：
细菌启动子是细菌中基因表达的必需调控元件，决定了细菌基因表达的强度和时机。通过启动子的插入或缺失，可以改变细菌基因的表达，实现对菌体生长发育以及代谢调控的研究。启动子也是构建各种表达系统、实现异源基因表达的基础。启动子的识别和应用研究，对于实现异源基因的可控表达、有效获得目的产物、促进生物催化和代谢工程研究具有重要的意义。以下对细菌启动子进行了简单的介绍，总结了细菌启动子的识别方法，并对细菌启动子的研究进展和具体应用进行了概述。
细菌启动子是细菌中基因表达的必需调控元件，决定了细菌基因表达的强度和时机。通过启动子的插入或缺失，可以改变细菌基因的表达，实现对菌体生长发育以及代谢调控的研究。启动子也是构建各种表达系统、实现异源基因表达的基础。启动子的识别和应用研究，对于实现异源基因的可控表达、有效获得目的产物、促进生物催化和代谢工程研究具有重要的意义。以下对细菌启动子进行了简单的介绍，总结了细菌启动子的识别方法，并对细菌启动子的研究进展和具体应用进行了概述。
摘要：
BMP6是一种调节成骨细胞和成软骨细胞分化的骨诱导因子, 在修复各种骨缺损方面具有很好的应用潜力。有诱骨活性的BMP6是多二硫键的二聚体蛋白, 疏水性极强容易聚集沉淀。为了在大肠杆菌中可溶表达具有生物活性的重组人BMP6(rhBMP6), 构建了具有TRX、GST、MBP、CBD融合标签和His6标签的 rhBMP6成熟肽原核表达载体, 调节诱导温度和IPTG浓度, 比较不同融合标签和诱导条件对目的蛋白表达量和溶解性的影响。结果表明, MBP最能有效的增强rhBMP6的溶解性, 诱导条件对溶解性影响较小。大肠杆菌BL21 trxB(DE3)这种硫氧还蛋白还原酶缺陷菌株为rhBMP6二硫键在胞质中形成提供了合适的氧化还原环境。MBP和BL21 trxB(DE3)相结合在细胞质中高效可溶表达出了BMP6融合蛋白二聚体。表达产物经亲和层析和凝胶排阻层析纯化后, 能诱导成肌细胞系C2C12向成骨细胞方向 转化。
BMP6是一种调节成骨细胞和成软骨细胞分化的骨诱导因子, 在修复各种骨缺损方面具有很好的应用潜力。有诱骨活性的BMP6是多二硫键的二聚体蛋白, 疏水性极强容易聚集沉淀。为了在大肠杆菌中可溶表达具有生物活性的重组人BMP6(rhBMP6), 构建了具有TRX、GST、MBP、CBD融合标签和His6标签的 rhBMP6成熟肽原核表达载体, 调节诱导温度和IPTG浓度, 比较不同融合标签和诱导条件对目的蛋白表达量和溶解性的影响。结果表明, MBP最能有效的增强rhBMP6的溶解性, 诱导条件对溶解性影响较小。大肠杆菌BL21 trxB(DE3)这种硫氧还蛋白还原酶缺陷菌株为rhBMP6二硫键在胞质中形成提供了合适的氧化还原环境。MBP和BL21 trxB(DE3)相结合在细胞质中高效可溶表达出了BMP6融合蛋白二聚体。表达产物经亲和层析和凝胶排阻层析纯化后, 能诱导成肌细胞系C2C12向成骨细胞方向 转化。
摘要：
葡萄球菌Staphylococcus hominis来源的N-乙酰神经氨酸裂合酶基因shnal (GenBank Accession No. EFS20452.1) 构建至pET-28a质粒并在大肠杆菌中得到表达。通过目的蛋白的纯化和酶学性质研究发现，ShNAL是一个四聚体，裂解方向的最适反应pH为8.0；合成方向的最适反应pH为7.5，最适反应温度为45 ℃。在45 ℃下孵育2 h对ShNAL的活力基本无影响，高于45 ℃时，活力迅速下降。该酶在pH 5.0~10.0的环境中比较稳定，4 ℃下放置24 h酶的残余活力在70％以上。ShNAL对N-乙酰神经氨酸 (Neu5Ac)、N-乙酰甘露糖胺 (Man) 和丙酮酸 (Pyr) 的Km值分别是 (4.0±0.2) mmol/L、(131.7±12.1) mmol/L和 (35.1±3.2) mmol/L，kcat/Km值分别为1.9 L/(mmol·s)、0.08 L/(mmol·s) 和0.08 L/(mmol·s)。
葡萄球菌Staphylococcus hominis来源的N-乙酰神经氨酸裂合酶基因shnal (GenBank Accession No. EFS20452.1) 构建至pET-28a质粒并在大肠杆菌中得到表达。通过目的蛋白的纯化和酶学性质研究发现，ShNAL是一个四聚体，裂解方向的最适反应pH为8.0；合成方向的最适反应pH为7.5，最适反应温度为45 ℃。在45 ℃下孵育2 h对ShNAL的活力基本无影响，高于45 ℃时，活力迅速下降。该酶在pH 5.0~10.0的环境中比较稳定，4 ℃下放置24 h酶的残余活力在70％以上。ShNAL对N-乙酰神经氨酸 (Neu5Ac)、N-乙酰甘露糖胺 (Man) 和丙酮酸 (Pyr) 的Km值分别是 (4.0±0.2) mmol/L、(131.7±12.1) mmol/L和 (35.1±3.2) mmol/L，kcat/Km值分别为1.9 L/(mmol·s)、0.08 L/(mmol·s) 和0.08 L/(mmol·s)。
摘要：
本研究通过单因素试验和响应面分析试验建立了能够选择性富集沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌的共增菌培养基SVV, 采用平板计数法及三重荧光PCR技术验证了SVV的增菌效果。结果表明: SVV能同时富集以不同浓度比例混合的3种目标菌, 37oC振荡培养18 h后, 菌体浓度达到105~108 CFU/mL; SVV强烈抑制大部分的非目标菌; 用荧光PCR方法检测经过37oC振荡培养18 h的10份人工接种样品和608份实际样品, 结果表明目标菌在SVV中增殖18 h后菌量达到检测限以上, SVV联合荧光PCR检测方法的检出率为4.06%, 比传统检测方法(3.78%)高, 无假阴性和假阳性。SVV可望应用于水产品中沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌检测前的增菌处理, 可简化检测过程, 有效克服漏检, 提高检出率。
本研究通过单因素试验和响应面分析试验建立了能够选择性富集沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌的共增菌培养基SVV, 采用平板计数法及三重荧光PCR技术验证了SVV的增菌效果。结果表明: SVV能同时富集以不同浓度比例混合的3种目标菌, 37oC振荡培养18 h后, 菌体浓度达到105~108 CFU/mL; SVV强烈抑制大部分的非目标菌; 用荧光PCR方法检测经过37oC振荡培养18 h的10份人工接种样品和608份实际样品, 结果表明目标菌在SVV中增殖18 h后菌量达到检测限以上, SVV联合荧光PCR检测方法的检出率为4.06%, 比传统检测方法(3.78%)高, 无假阴性和假阳性。SVV可望应用于水产品中沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌检测前的增菌处理, 可简化检测过程, 有效克服漏检, 提高检出率。
摘要：
环境胁迫使植物细胞中积累大量的活性氧，从而导致蛋白质、膜脂、DNA及其它细胞组分的严重损伤。植物体内有效清除活性氧的保护机制分为酶促和非酶促两类。酶促脱毒系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等。非酶类抗氧化剂包括抗坏血酸、谷胱甘肽、甘露醇和类黄酮。利用基因工程策略增加这些物质在植物体内的含量，从而获得耐逆转基因植物已取得一定的进展。
环境胁迫使植物细胞中积累大量的活性氧，从而导致蛋白质、膜脂、DNA及其它细胞组分的严重损伤。植物体内有效清除活性氧的保护机制分为酶促和非酶促两类。酶促脱毒系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等。非酶类抗氧化剂包括抗坏血酸、谷胱甘肽、甘露醇和类黄酮。利用基因工程策略增加这些物质在植物体内的含量，从而获得耐逆转基因植物已取得一定的进展。
2021,37(9):3151-3161, DOI: 10.13345/j.cjb.200734
摘要：
单增李斯特菌是一种重要的食源性病原菌。单增李斯特菌的分布和存活与其形成生物膜的能力有关，生物膜对逆性环境有抵抗力，细菌会从生物膜中分离导致食品持续性的污染。生物膜的形成、成熟和结构取决于多种外部和内部因素，并且多种调控机制起着重要作用。文中旨在阐述单增李斯特菌生物膜形成过程中的调控机制 (包括胞内作用、胞间作用和种间作用)，以控制食品加工环境中致病性生物膜的形成，从而为食品安全提供新的干预策略。
单增李斯特菌是一种重要的食源性病原菌。单增李斯特菌的分布和存活与其形成生物膜的能力有关，生物膜对逆性环境有抵抗力，细菌会从生物膜中分离导致食品持续性的污染。生物膜的形成、成熟和结构取决于多种外部和内部因素，并且多种调控机制起着重要作用。文中旨在阐述单增李斯特菌生物膜形成过程中的调控机制 (包括胞内作用、胞间作用和种间作用)，以控制食品加工环境中致病性生物膜的形成，从而为食品安全提供新的干预策略。
摘要：
通过外源转录调控因子的诱导，使成体细胞重编程为胚胎干细胞 (ES细胞) 样的多能细胞，这种细胞称为诱导多能干细胞 (iPS细胞)，这一方法被称为iPS技术。目前，iPS技术已先后在小鼠、人、猕猴、大鼠和猪中成功应用，建立了相应的iPS细胞系，并获得了iPS细胞嵌合小鼠和四倍体克隆小鼠。尽管iPS与ES细胞在形态和生长特性上有许多相同之处，但iPS细胞的建立需要较独特的诱导培养体系和鉴定方法。以下结合近年来iPS技术的发展和本实验室的相关研究，对iPS细胞的建立和培养体系的优化进行了深入探讨。
通过外源转录调控因子的诱导，使成体细胞重编程为胚胎干细胞 (ES细胞) 样的多能细胞，这种细胞称为诱导多能干细胞 (iPS细胞)，这一方法被称为iPS技术。目前，iPS技术已先后在小鼠、人、猕猴、大鼠和猪中成功应用，建立了相应的iPS细胞系，并获得了iPS细胞嵌合小鼠和四倍体克隆小鼠。尽管iPS与ES细胞在形态和生长特性上有许多相同之处，但iPS细胞的建立需要较独特的诱导培养体系和鉴定方法。以下结合近年来iPS技术的发展和本实验室的相关研究，对iPS细胞的建立和培养体系的优化进行了深入探讨。
摘要：
为了研究灰葡萄孢菌肌糖磷脂酰神经酰胺合成酶 (BcAUR1基因) 的表达及酶活性，采用RT-PCR方法，利用含有FLAG标签以及BamHⅠ、XhoⅠ酶切位点的AUR1特异引物从灰葡萄孢菌中扩增得到BcAUR1基因。将BcAUR1基因与穿梭质粒pYES2重组，得到pYES2-BcAUR1质粒采用醋酸锂转化法导入酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中，Western blotting检测肌糖磷脂酰神经酰胺 (IPC) 合成酶表达，HPLC检测IPC合成酶活力。结果显示pYES2-BcAUR1在酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中获得表达，pYES2-BcAUR1转化子IPC合成酶活性显著增高，比空载转化子约提高1倍。低浓度的AbA能够抑制空载pYES2酵母转化子生长，但pYES2-BcAUR1酵母转化子能抵抗AbA对菌体生长的抑制。
为了研究灰葡萄孢菌肌糖磷脂酰神经酰胺合成酶 (BcAUR1基因) 的表达及酶活性，采用RT-PCR方法，利用含有FLAG标签以及BamHⅠ、XhoⅠ酶切位点的AUR1特异引物从灰葡萄孢菌中扩增得到BcAUR1基因。将BcAUR1基因与穿梭质粒pYES2重组，得到pYES2-BcAUR1质粒采用醋酸锂转化法导入酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中，Western blotting检测肌糖磷脂酰神经酰胺 (IPC) 合成酶表达，HPLC检测IPC合成酶活力。结果显示pYES2-BcAUR1在酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中获得表达，pYES2-BcAUR1转化子IPC合成酶活性显著增高，比空载转化子约提高1倍。低浓度的AbA能够抑制空载pYES2酵母转化子生长，但pYES2-BcAUR1酵母转化子能抵抗AbA对菌体生长的抑制。
2023,39(10):4275-4294, DOI: 10.13345/j.cjb.230297
摘要：
本研究旨在通过蛋白质工程手段获得结构均一性更好、活性更高、抗真菌能力更强的家蚕蛋白酶抑制剂BmSPI38的串联多聚体蛋白。利用原核表达技术获得BmSPI38串联多聚体蛋白，并通过蛋白酶抑制剂胶内活性染色、蛋白酶抑制实验和真菌生长抑制实验等探讨串联多聚体化对BmSPI38的结构均一性、抑制活性和抗真菌能力的影响。活性染色结果表明，基于多肽柔性接头的串联表达能够极大提高BmSPI38蛋白的结构均一性。蛋白酶抑制实验表明，基于接头的串联三聚体化和四聚体化能提高BmSPI38对微生物蛋白酶的抑制能力。孢子萌发实验表明，His6-SPI38L-tetramer对球孢白僵菌（Beauveria bassiana）分生孢子萌发的抑制能力显著强于His6-SPI38-monomer。真菌生长抑制实验显示，能够通过串联多聚体化来增强BmSPI38对酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和白色念珠菌（Candida albicans）的抑制能力。本研究成功实现BmSPI38的串联多聚体在大肠杆菌中的异源活性表达，并证实可通过串联多聚体化来增强BmSPI38的结构均一性和抗真菌能力，不仅可为培育抗真菌转基因家蚕提供重要的理论依据和新策略，还将推动BmSPI38的外源生产及在医疗领域的应用。
本研究旨在通过蛋白质工程手段获得结构均一性更好、活性更高、抗真菌能力更强的家蚕蛋白酶抑制剂BmSPI38的串联多聚体蛋白。利用原核表达技术获得BmSPI38串联多聚体蛋白，并通过蛋白酶抑制剂胶内活性染色、蛋白酶抑制实验和真菌生长抑制实验等探讨串联多聚体化对BmSPI38的结构均一性、抑制活性和抗真菌能力的影响。活性染色结果表明，基于多肽柔性接头的串联表达能够极大提高BmSPI38蛋白的结构均一性。蛋白酶抑制实验表明，基于接头的串联三聚体化和四聚体化能提高BmSPI38对微生物蛋白酶的抑制能力。孢子萌发实验表明，His6-SPI38L-tetramer对球孢白僵菌（Beauveria bassiana）分生孢子萌发的抑制能力显著强于His6-SPI38-monomer。真菌生长抑制实验显示，能够通过串联多聚体化来增强BmSPI38对酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和白色念珠菌（Candida albicans）的抑制能力。本研究成功实现BmSPI38的串联多聚体在大肠杆菌中的异源活性表达，并证实可通过串联多聚体化来增强BmSPI38的结构均一性和抗真菌能力，不仅可为培育抗真菌转基因家蚕提供重要的理论依据和新策略，还将推动BmSPI38的外源生产及在医疗领域的应用。
摘要：
单克隆抗体从问世到目前广泛应用于临床，经历了一段曲折的发展历程。其中人源化抗体是一个重要的里程碑，并伴随着一系列重大的技术革新，如PCR技术、抗体库技术、转基因动物等。人源化抗体的形式也从最初的嵌合抗体、改型抗体等逐步发展为今天的人抗体。抗体人源化已经成为治疗性抗体的发展趋势,同时各种抗体衍生物也不断涌现，它们从不同角度克服抗体本身的应用局限，也为治疗人类疾病提供了更多利器。对单克隆抗体进行改造使之应用于临床治疗，不仅需要对抗体效应机制进行更细致深入的研究，同时还有赖于对人类免疫系统调控机制的全面精确认识。
单克隆抗体从问世到目前广泛应用于临床，经历了一段曲折的发展历程。其中人源化抗体是一个重要的里程碑，并伴随着一系列重大的技术革新，如PCR技术、抗体库技术、转基因动物等。人源化抗体的形式也从最初的嵌合抗体、改型抗体等逐步发展为今天的人抗体。抗体人源化已经成为治疗性抗体的发展趋势,同时各种抗体衍生物也不断涌现，它们从不同角度克服抗体本身的应用局限，也为治疗人类疾病提供了更多利器。对单克隆抗体进行改造使之应用于临床治疗，不仅需要对抗体效应机制进行更细致深入的研究，同时还有赖于对人类免疫系统调控机制的全面精确认识。
摘要：
在基因表达定位或启动子调控模式的研究中, 多以gusA作为报告基因。但由于部分组织中高内源GUS背景活性或转化手段的限制, 使判断基因表达定位或调控时存在很大误差。为了解决上述问题, 本实验将报道基因绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)融合构建双荧光标记瞬时表达载体pBI221-RFP/GFP。该载体以CaMV35S启动子驱动GFP确定转化效率, 通过鉴定阳性个体的红色荧光活性分析目的基因或启动子的表达模式。并通过番茄E8和西瓜AGPL1果实特异启动子验证了该载体在启动子调控模式研究中的应用可行性。结果表明pBI221-RFP/GFP是一个可以在基因和启动子功能验证中应用的高效瞬时表达载体。
在基因表达定位或启动子调控模式的研究中, 多以gusA作为报告基因。但由于部分组织中高内源GUS背景活性或转化手段的限制, 使判断基因表达定位或调控时存在很大误差。为了解决上述问题, 本实验将报道基因绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)融合构建双荧光标记瞬时表达载体pBI221-RFP/GFP。该载体以CaMV35S启动子驱动GFP确定转化效率, 通过鉴定阳性个体的红色荧光活性分析目的基因或启动子的表达模式。并通过番茄E8和西瓜AGPL1果实特异启动子验证了该载体在启动子调控模式研究中的应用可行性。结果表明pBI221-RFP/GFP是一个可以在基因和启动子功能验证中应用的高效瞬时表达载体。
摘要：
随着DNA 重组技术的日趋成熟, 代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科, 在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
随着DNA 重组技术的日趋成熟, 代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科, 在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
摘要：
Cre/loxP定位重组系统来源于噬菌体P1，由Cre重组酶和loxP位点两部分组成。在Cre重组酶的介导下，设定的DNA片段可以被切除，可以发生倒位，亦可造成定点的整合。由于其作用方式高效简单，Cre/loxP定位重组系统已在特定基因的删除、基因功能的鉴定、外源基因的整合、基因捕获及染色体工程等方面得到了有效的利用，在转基因的酵母、植物、昆虫、哺乳动物的体内外DNA重组方面成为一个有力的工具。这里就Cre重组酶的结构、功能及该定位重组系统的应用等方面的研究进行了综述。
Cre/loxP定位重组系统来源于噬菌体P1，由Cre重组酶和loxP位点两部分组成。在Cre重组酶的介导下，设定的DNA片段可以被切除，可以发生倒位，亦可造成定点的整合。由于其作用方式高效简单，Cre/loxP定位重组系统已在特定基因的删除、基因功能的鉴定、外源基因的整合、基因捕获及染色体工程等方面得到了有效的利用，在转基因的酵母、植物、昆虫、哺乳动物的体内外DNA重组方面成为一个有力的工具。这里就Cre重组酶的结构、功能及该定位重组系统的应用等方面的研究进行了综述。
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