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、EI、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10期
- 当期文章
- 过刊浏览
- 下载排行
- Email-Alert
- 电子书
快速检索
过刊检索
全选反选导出
显示模式：
2025,41(10):1-6, DOI: 10.13345/j.cjb.250722
摘要：
在全球粮食安全与生态保护双重驱动下，农业正在经历从“资源依赖型”向“技术驱动型”的根本性变革。传统农业的发展已经不能满足人们日益增长的粮食需求。科技进步是我国粮食供给安全的根本保障，是未来农业发展的第一驱动力。本专刊汇集了国内多家单位的专家学者在微生物驱动的绿色农业、农药技术革新、智能农机装备、智能制造技术和分子设计育种基础等领域的最新研究进展，希望能够激发更多研究者对未来农业前沿方向的关注与探索，推动跨学科协作与技术融合，进而为农业现代化进程中的创新突破与产业转型贡献力量。
在全球粮食安全与生态保护双重驱动下，农业正在经历从“资源依赖型”向“技术驱动型”的根本性变革。传统农业的发展已经不能满足人们日益增长的粮食需求。科技进步是我国粮食供给安全的根本保障，是未来农业发展的第一驱动力。本专刊汇集了国内多家单位的专家学者在微生物驱动的绿色农业、农药技术革新、智能农机装备、智能制造技术和分子设计育种基础等领域的最新研究进展，希望能够激发更多研究者对未来农业前沿方向的关注与探索，推动跨学科协作与技术融合，进而为农业现代化进程中的创新突破与产业转型贡献力量。
2025,41(10):3651-3666, DOI: 10.13345/j.cjb.250236
摘要：
近年来，由致病性链霉菌(Streptomyces spp.)引起的马铃薯疮痂病在全球普遍发生，危害程度逐年加重，严重影响块茎的商品性和耐储性。致病性链霉菌通过土壤和种薯传播，现有防控技术对其定殖和传播的阻断效率有限，已成为制约马铃薯产业可持续发展的重要瓶颈。本文综述了病原菌特性及其致病机制，归纳了土壤营养元素及微生物群落结构对其危害程度的影响，分析了化学防治、生物防控以及抗病育种存在的局限性，提出了“抗病品种-磷肥减施-肥料增效-解磷拮抗菌剂”的综合防控建议，以期为实现疮痂病的有效防控提供研究思路。
近年来，由致病性链霉菌(Streptomyces spp.)引起的马铃薯疮痂病在全球普遍发生，危害程度逐年加重，严重影响块茎的商品性和耐储性。致病性链霉菌通过土壤和种薯传播，现有防控技术对其定殖和传播的阻断效率有限，已成为制约马铃薯产业可持续发展的重要瓶颈。本文综述了病原菌特性及其致病机制，归纳了土壤营养元素及微生物群落结构对其危害程度的影响，分析了化学防治、生物防控以及抗病育种存在的局限性，提出了“抗病品种-磷肥减施-肥料增效-解磷拮抗菌剂”的综合防控建议，以期为实现疮痂病的有效防控提供研究思路。
2025,41(10):3667-3682, DOI: 10.13345/j.cjb.250308
摘要：
芽孢杆菌是一类能够产生芽孢的革兰氏阳性细菌，能够产生多种结构和功能各异的抗菌物质。通过应用芽孢杆菌所产生的抗菌活性物质，能够有效抑制有害细菌和真菌的活性，促进绿色农业可持续发展。芽孢杆菌产生的抗菌物质主要包括蛋白质、脂肽、聚酮和多肽等，本文对芽孢杆菌产生的各类抗菌物质的合成基因簇、合成途径、结构与作用机制等进行综述，同时深入探讨了芽孢杆菌抗菌物质产业化应用面临的挑战，明确了未来的研发重点，并对其应用前景进行了展望，为芽孢杆菌抗菌物质的深入研究和广泛应用提供了更全面的理论支持。
芽孢杆菌是一类能够产生芽孢的革兰氏阳性细菌，能够产生多种结构和功能各异的抗菌物质。通过应用芽孢杆菌所产生的抗菌活性物质，能够有效抑制有害细菌和真菌的活性，促进绿色农业可持续发展。芽孢杆菌产生的抗菌物质主要包括蛋白质、脂肽、聚酮和多肽等，本文对芽孢杆菌产生的各类抗菌物质的合成基因簇、合成途径、结构与作用机制等进行综述，同时深入探讨了芽孢杆菌抗菌物质产业化应用面临的挑战，明确了未来的研发重点，并对其应用前景进行了展望，为芽孢杆菌抗菌物质的深入研究和广泛应用提供了更全面的理论支持。
2025,41(10):3683-3700, DOI: 10.13345/j.cjb.250539
摘要：
丝状真菌是一类形态多样、生态功能复杂的重要真核微生物，广泛存在于各种生态环境中。在农业生产中，部分丝状真菌作为主要植物病原真菌，不仅造成作物的产量损失，还会产生真菌毒素威胁农产品质量与安全。近年来，CRISPR/Cas系统作为一种高效、可编程的基因编辑工具，突破了传统遗传操作技术的局限，被广泛应用于植物病原真菌的相关研究。该技术的应用显著推进了对植物病原真菌致病机制的解析、毒素合成通路与关键基因功能研究、抗药性机制的探讨以及病原菌快速检测技术的发展。本文综述了CRISPR/Cas系统的发展及其在植物病原真菌中构建与应用的关键技术，并展望了其未来的发展潜力。随着基因编辑工具的不断迭代升级，适配真菌特性的编辑系统不断涌现并持续完善，不仅有望进一步拓展真菌功能基因组学研究，也将在农业实践中展现出促进抗病育种和推动绿色防控策略创新的重要价值。
丝状真菌是一类形态多样、生态功能复杂的重要真核微生物，广泛存在于各种生态环境中。在农业生产中，部分丝状真菌作为主要植物病原真菌，不仅造成作物的产量损失，还会产生真菌毒素威胁农产品质量与安全。近年来，CRISPR/Cas系统作为一种高效、可编程的基因编辑工具，突破了传统遗传操作技术的局限，被广泛应用于植物病原真菌的相关研究。该技术的应用显著推进了对植物病原真菌致病机制的解析、毒素合成通路与关键基因功能研究、抗药性机制的探讨以及病原菌快速检测技术的发展。本文综述了CRISPR/Cas系统的发展及其在植物病原真菌中构建与应用的关键技术，并展望了其未来的发展潜力。随着基因编辑工具的不断迭代升级，适配真菌特性的编辑系统不断涌现并持续完善，不仅有望进一步拓展真菌功能基因组学研究，也将在农业实践中展现出促进抗病育种和推动绿色防控策略创新的重要价值。
2025,41(10):3701-3718, DOI: 10.13345/j.cjb.250341
摘要：
全球人口持续增长、气候变化加剧以及资源日益紧张，共同加重了传统农业生产的压力。在此背景下，土壤退化与污染问题日益严峻，与粮食需求形成负向循环。维持土壤健康及其生态系统服务功能，成为实现未来农业可持续发展的关键前提。本文探讨了土壤碳氮条件变化对土壤微生物群落及其相互作用的影响。土壤中的碳氮元素是决定微生物多样性和群落结构的关键因素，与土壤碳氮循环、作物生产力及生态平衡密切相关。施用氮肥、添加有机物料、凋落物分解、CO2浓度升高及氮沉降等环境因素，均会影响土壤中的碳氮动态。土壤碳氮含量变化调控微生物群落动态，以及微生物之间的协同共生、竞争和拮抗等相互作用。反之，微生物群落也会响应土壤碳氮的变化。微生物群落及其相互作用的动态变化调节土壤碳氮循环和土壤生态系统稳定性，从而影响生态系统功能。本文通过阐述土壤碳氮——微生物互作机制，加深了对全球变化背景下土壤生态系统的响应与反馈的理解，也为土壤微生物调控提升地力、未来农业可持续发展提供了重要的实践方向。
全球人口持续增长、气候变化加剧以及资源日益紧张，共同加重了传统农业生产的压力。在此背景下，土壤退化与污染问题日益严峻，与粮食需求形成负向循环。维持土壤健康及其生态系统服务功能，成为实现未来农业可持续发展的关键前提。本文探讨了土壤碳氮条件变化对土壤微生物群落及其相互作用的影响。土壤中的碳氮元素是决定微生物多样性和群落结构的关键因素，与土壤碳氮循环、作物生产力及生态平衡密切相关。施用氮肥、添加有机物料、凋落物分解、CO2浓度升高及氮沉降等环境因素，均会影响土壤中的碳氮动态。土壤碳氮含量变化调控微生物群落动态，以及微生物之间的协同共生、竞争和拮抗等相互作用。反之，微生物群落也会响应土壤碳氮的变化。微生物群落及其相互作用的动态变化调节土壤碳氮循环和土壤生态系统稳定性，从而影响生态系统功能。本文通过阐述土壤碳氮——微生物互作机制，加深了对全球变化背景下土壤生态系统的响应与反馈的理解，也为土壤微生物调控提升地力、未来农业可持续发展提供了重要的实践方向。
2025,41(10):3719-3733, DOI: 10.13345/j.cjb.250334
摘要：
贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) DJ1具有广谱拮抗植物病原真菌的活性，但其对玉米茎基腐病菌——禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)的生防机制尚未明确。本研究旨在通过基因组与转录组学联合分析解析DJ1的抑菌机制。结果表明，菌株DJ1对玉米茎基腐病菌的抑制率达64.4%，其聚酮粗提物对玉米茎基腐病的盆栽防效达55%。该菌株基因组为单一环状染色体(3 929 792 bp，GC含量47%)。全基因组中共注释到12个次级代谢产物生物合成基因簇，其中6个编码已知抗菌化合物，包括大环内酯H、杆菌烯、地非西丁、表面活性素、丰原素及杆菌霉素等。转录组分析共鉴定到243个可能与DJ1拮抗玉米茎基腐病菌相关的差异表达基因(上调152个，下调91个，P < 0.05)，KEGG功能富集分析显示半胱氨酸/甲硫氨酸代谢、戊糖磷酸途径及聚酮类生物合成通路显著激活(P < 0.05)，说明该菌株通过合成抗菌物质、增强能量与代谢、营养竞争等多种机制协同抑菌。本研究为开发新型防治病原真菌的种质资源与应用技术提供了理论依据。
贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) DJ1具有广谱拮抗植物病原真菌的活性，但其对玉米茎基腐病菌——禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)的生防机制尚未明确。本研究旨在通过基因组与转录组学联合分析解析DJ1的抑菌机制。结果表明，菌株DJ1对玉米茎基腐病菌的抑制率达64.4%，其聚酮粗提物对玉米茎基腐病的盆栽防效达55%。该菌株基因组为单一环状染色体(3 929 792 bp，GC含量47%)。全基因组中共注释到12个次级代谢产物生物合成基因簇，其中6个编码已知抗菌化合物，包括大环内酯H、杆菌烯、地非西丁、表面活性素、丰原素及杆菌霉素等。转录组分析共鉴定到243个可能与DJ1拮抗玉米茎基腐病菌相关的差异表达基因(上调152个，下调91个，P < 0.05)，KEGG功能富集分析显示半胱氨酸/甲硫氨酸代谢、戊糖磷酸途径及聚酮类生物合成通路显著激活(P < 0.05)，说明该菌株通过合成抗菌物质、增强能量与代谢、营养竞争等多种机制协同抑菌。本研究为开发新型防治病原真菌的种质资源与应用技术提供了理论依据。
2025,41(10):3734-3746, DOI: 10.13345/j.cjb.250057
摘要：
为了开发用于防治猕猴桃细菌性溃疡病的生防菌剂，通过平板对峙试验从猕猴桃根际土壤中分离筛选获得一株对猕猴桃细菌性溃疡病病原菌丁香假单胞菌猕猴桃致病变种(Pseudomonas syringae pv. actinidiae, Psa)有良好防治活性的菌株CXG2-5，并通过形态学观察、生理生化和分子生物学方法对其进行鉴定。使用离体枝条有伤接种法和叶盘真空渗透接种法对该菌株的室内防治效果进行测定，并通过荧光标记法和扫描电子显微镜对该菌株在叶脉上的扩展和定殖能力进行测定。随后，将该菌株制备成微胶囊菌剂，并评估其田间防治效果。结果表明，菌株CXG2-5被鉴定为食苯假单胞菌(Pseudomonas benzenivorans)，该菌株对Psa的抑菌圈直径达22 mm，抑制率为72.7%，具有良好的拮抗活性。同时，该菌株在离体枝条和叶片上对猕猴桃细菌性溃疡病的预防效果均优于治疗效果，预防效果分别达65.0%和92.4%。菌株CXG2-5微胶囊菌剂的田间防效达到60.89%，略低于20%春雷霉素，高于枯草芽孢杆菌可湿性粉剂。综上所述，菌株CXG2-5是防治猕猴桃细菌性溃疡病的潜力菌株，使用其制备的微胶囊菌剂具有良好的开发和应用价值。
为了开发用于防治猕猴桃细菌性溃疡病的生防菌剂，通过平板对峙试验从猕猴桃根际土壤中分离筛选获得一株对猕猴桃细菌性溃疡病病原菌丁香假单胞菌猕猴桃致病变种(Pseudomonas syringae pv. actinidiae, Psa)有良好防治活性的菌株CXG2-5，并通过形态学观察、生理生化和分子生物学方法对其进行鉴定。使用离体枝条有伤接种法和叶盘真空渗透接种法对该菌株的室内防治效果进行测定，并通过荧光标记法和扫描电子显微镜对该菌株在叶脉上的扩展和定殖能力进行测定。随后，将该菌株制备成微胶囊菌剂，并评估其田间防治效果。结果表明，菌株CXG2-5被鉴定为食苯假单胞菌(Pseudomonas benzenivorans)，该菌株对Psa的抑菌圈直径达22 mm，抑制率为72.7%，具有良好的拮抗活性。同时，该菌株在离体枝条和叶片上对猕猴桃细菌性溃疡病的预防效果均优于治疗效果，预防效果分别达65.0%和92.4%。菌株CXG2-5微胶囊菌剂的田间防效达到60.89%，略低于20%春雷霉素，高于枯草芽孢杆菌可湿性粉剂。综上所述，菌株CXG2-5是防治猕猴桃细菌性溃疡病的潜力菌株，使用其制备的微胶囊菌剂具有良好的开发和应用价值。
2025,41(10):3747-3763, DOI: 10.13345/j.cjb.250051
摘要：
近年来，由致病性链霉菌引起的马铃薯疮痂病呈逐年加重趋势，已成为亟待破解的产业难题。筛选抑菌效果好、适应性广的拮抗菌，是实现该病有效防控的主要措施。本研究采用平板对峙试验筛选到3株对疮痂链霉菌(Streptomyces scabies)有较好抑菌效果的拮抗菌DXT2-4、T2-1和21-14，依据形态特征、生理生化特性以及16S rRNA基因序列，鉴定3株菌分别为高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)、沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)，对马铃薯疮痂病盆栽防效依次为68.83%、48.57%和57.14%；3株菌在内蒙古自治区呼伦贝尔市田间小区试验防效分别为59.48%、34.58%和51.75%；广东省惠州市田间防效分别为55.14%、36.05%和49.05%。3株菌均可在pH 1.0–13.0、NaCl含量为1%–11%的培养基中正常生长，对立枯丝核菌、大丽轮枝菌、茄链格孢菌和尖刀镰孢菌有抑制效果；DXT2-4、T2-1和21-14的吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)产量分别为2.23、1.11和1.67 mg/L，其中DXT2-4和21-14具有较强的溶磷能力。菌株DXT2-4发酵的最佳碳、氮源和无机盐分别为2.00%糖蜜+2.00%玉米淀粉、2.00%豆饼粉和0.3% MgSO4·7H2O。综上所述，3株菌均可高效抑制疮痂链霉菌生长，环境适应性强，其中DXT2-4抗病促生效果最佳，具有较好的开发价值和应用前景，对促进马铃薯生产及环境安全可持续利用具有重要意义。
近年来，由致病性链霉菌引起的马铃薯疮痂病呈逐年加重趋势，已成为亟待破解的产业难题。筛选抑菌效果好、适应性广的拮抗菌，是实现该病有效防控的主要措施。本研究采用平板对峙试验筛选到3株对疮痂链霉菌(Streptomyces scabies)有较好抑菌效果的拮抗菌DXT2-4、T2-1和21-14，依据形态特征、生理生化特性以及16S rRNA基因序列，鉴定3株菌分别为高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)、沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)，对马铃薯疮痂病盆栽防效依次为68.83%、48.57%和57.14%；3株菌在内蒙古自治区呼伦贝尔市田间小区试验防效分别为59.48%、34.58%和51.75%；广东省惠州市田间防效分别为55.14%、36.05%和49.05%。3株菌均可在pH 1.0–13.0、NaCl含量为1%–11%的培养基中正常生长，对立枯丝核菌、大丽轮枝菌、茄链格孢菌和尖刀镰孢菌有抑制效果；DXT2-4、T2-1和21-14的吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)产量分别为2.23、1.11和1.67 mg/L，其中DXT2-4和21-14具有较强的溶磷能力。菌株DXT2-4发酵的最佳碳、氮源和无机盐分别为2.00%糖蜜+2.00%玉米淀粉、2.00%豆饼粉和0.3% MgSO4·7H2O。综上所述，3株菌均可高效抑制疮痂链霉菌生长，环境适应性强，其中DXT2-4抗病促生效果最佳，具有较好的开发价值和应用前景，对促进马铃薯生产及环境安全可持续利用具有重要意义。
2025,41(10):3764-3773, DOI: 10.13345/j.cjb.250281
摘要：
小麦赤霉病(Fusarium head blight, FHB)是由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起的重要病害，不仅造成了严重产量损失，其产生的真菌毒素更威胁了粮食安全。该病害具有“可防不可治”的特点，目前主要依赖化学防治，但长期使用化学药剂易导致病原菌抗药性和环境污染。为开发绿色防控方法，本研究从小麦根际土壤中筛选获得13种生防菌，其中第12号菌株[鉴定为瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum)]表现出显著抑菌效果。结果显示，该菌株在平板对峙实验中，使病原菌菌落直径减少69.2% (1.47 mm vs. 对照组4.78 mm)，抑制率达77% (P < 0.01)。显微观察发现病原菌菌丝出现明显畸变，表明存在溶菌作用。胚芽鞘实验进一步证实，菌株预处理可使发病率降至0。本研究为小麦赤霉病的生物防治提供了新的候选菌株，并为减少化学农药使用、促进农业可持续发展提供了科学依据。
小麦赤霉病(Fusarium head blight, FHB)是由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起的重要病害，不仅造成了严重产量损失，其产生的真菌毒素更威胁了粮食安全。该病害具有“可防不可治”的特点，目前主要依赖化学防治，但长期使用化学药剂易导致病原菌抗药性和环境污染。为开发绿色防控方法，本研究从小麦根际土壤中筛选获得13种生防菌，其中第12号菌株[鉴定为瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum)]表现出显著抑菌效果。结果显示，该菌株在平板对峙实验中，使病原菌菌落直径减少69.2% (1.47 mm vs. 对照组4.78 mm)，抑制率达77% (P < 0.01)。显微观察发现病原菌菌丝出现明显畸变，表明存在溶菌作用。胚芽鞘实验进一步证实，菌株预处理可使发病率降至0。本研究为小麦赤霉病的生物防治提供了新的候选菌株，并为减少化学农药使用、促进农业可持续发展提供了科学依据。
2025,41(10):3774-3789, DOI: 10.13345/j.cjb.250176
摘要：
农产品的安全生产增加了对新型可持续植保技术的需求，纳米科技的迅猛发展为传统农业领域带来了革命性突破。基于纳米载体构建的载药系统，不仅显著提升了农药利用率，实现了增效减施，降低了农药残留与环境污染，更在提升RNA农药的稳定性和持效性方面取得了突破性进展。本文综述了纳米农药和RNA农药的研究进展，重点阐述了纳米载体在农药增效和提升RNA干扰效率中的作用机理，系统总结了纳米材料的种类及其在病虫害防控中的应用，并对纳米农药和RNA农药未来的发展趋势进行了深入展望，为未来农业的高质量发展提供技术支撑。
农产品的安全生产增加了对新型可持续植保技术的需求，纳米科技的迅猛发展为传统农业领域带来了革命性突破。基于纳米载体构建的载药系统，不仅显著提升了农药利用率，实现了增效减施，降低了农药残留与环境污染，更在提升RNA农药的稳定性和持效性方面取得了突破性进展。本文综述了纳米农药和RNA农药的研究进展，重点阐述了纳米载体在农药增效和提升RNA干扰效率中的作用机理，系统总结了纳米材料的种类及其在病虫害防控中的应用，并对纳米农药和RNA农药未来的发展趋势进行了深入展望，为未来农业的高质量发展提供技术支撑。
2025,41(10):3790-3800, DOI: 10.13345/j.cjb.250460
摘要：
小RNA (small RNAs, sRNAs)是RNA干扰(RNA interference, RNAi)的关键因子，不仅能够介导细胞自主基因沉默，也可以作为信号分子跨物种发挥作用。基于种间RNAi的微生物诱导基因沉默(microbe-induced gene silencing, MIGS)技术已经被证实能够有效防控作物真菌病害。本研究以哈茨木霉(Trichoderma harzianum, Th)为底盘菌株，表达致病真菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)生长发育必需基因VdEno的同源双链RNA (double-stranded RNA, dsRNA)，构建了工程菌株Th-VdEnoi。结果表明，工程菌株Th-VdEnoi能够产生目标sRNA (siVdEno)。进一步实验证实，Th-VdEnoi菌株上清液能够在翻译水平上诱导大丽轮枝菌V592的VdEno基因沉默。盆栽防控实验结果显示，与单独接种V592或者同时接种V592和Th-GFPi工程菌株的棉花相比，同时接种V592和Th-VdEnoi的棉花黄萎病病情指数明显降低，棉花根中病原菌的生物量明显减少。综合以上结果，本研究证实了VdEno基因是防控棉花黄萎病的有效靶标；MIGS技术是防控作物土传真菌病害的有效方法。MIGS技术为减少传统化学农药使用、开发环保型生物农药、促进农业可持续发展提供了技术支撑。
小RNA (small RNAs, sRNAs)是RNA干扰(RNA interference, RNAi)的关键因子，不仅能够介导细胞自主基因沉默，也可以作为信号分子跨物种发挥作用。基于种间RNAi的微生物诱导基因沉默(microbe-induced gene silencing, MIGS)技术已经被证实能够有效防控作物真菌病害。本研究以哈茨木霉(Trichoderma harzianum, Th)为底盘菌株，表达致病真菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)生长发育必需基因VdEno的同源双链RNA (double-stranded RNA, dsRNA)，构建了工程菌株Th-VdEnoi。结果表明，工程菌株Th-VdEnoi能够产生目标sRNA (siVdEno)。进一步实验证实，Th-VdEnoi菌株上清液能够在翻译水平上诱导大丽轮枝菌V592的VdEno基因沉默。盆栽防控实验结果显示，与单独接种V592或者同时接种V592和Th-GFPi工程菌株的棉花相比，同时接种V592和Th-VdEnoi的棉花黄萎病病情指数明显降低，棉花根中病原菌的生物量明显减少。综合以上结果，本研究证实了VdEno基因是防控棉花黄萎病的有效靶标；MIGS技术是防控作物土传真菌病害的有效方法。MIGS技术为减少传统化学农药使用、开发环保型生物农药、促进农业可持续发展提供了技术支撑。
2025,41(10):3801-3816, DOI: 10.13345/j.cjb.250358
摘要：
农用杀虫剂高效氯氟氰菊酯(lambda-cyhalothrin, LCT)的不规范使用可导致残留，危及食品安全和人体健康。呼吸暴露是人体接触LCT的主要方式之一，然而LCT对呼吸系统的损伤效应尚不明晰。鉴于肺癌是重要的呼吸系统恶性肿瘤，阐明LCT暴露与肺癌发生的潜在关系及机制具有重要价值。本研究旨在运用生物信息学方法筛选并解析LCT影响肺癌发生的关键靶分子及其作用机制。首先利用网络毒理学方法确定LCT诱导肺癌发生的潜在核心靶点，随后通过功能注释探究LCT诱发肺癌相关的细胞通路，最后使用分子对接模拟LCT与共有核心靶点的结合模式。本研究筛选到LCT诱导大细胞肺癌发生的核心靶点50个，小细胞肺癌发生的核心靶点54个，肺鳞癌发生的核心靶点29个，肺腺癌发生的核心靶点28个。其中，EGFR、HSP90AA1、JUN、CCL2、MYC、CXCL8和HSPA4是4种肺癌亚型共有核心靶点。功能注释结果表明，LCT诱发肺癌发生的细胞通路主要包括泛素化修饰、趋化作用和肿瘤免疫。分子对接模拟结果显示，LCT与核心靶点可自发结合，氢键或π-cation是LCT与共有核心靶点结合的作用力。本研究可为高效氯氟氰菊酯诱发肺癌和呼吸系统损伤的风险评估提供理论依据。
农用杀虫剂高效氯氟氰菊酯(lambda-cyhalothrin, LCT)的不规范使用可导致残留，危及食品安全和人体健康。呼吸暴露是人体接触LCT的主要方式之一，然而LCT对呼吸系统的损伤效应尚不明晰。鉴于肺癌是重要的呼吸系统恶性肿瘤，阐明LCT暴露与肺癌发生的潜在关系及机制具有重要价值。本研究旨在运用生物信息学方法筛选并解析LCT影响肺癌发生的关键靶分子及其作用机制。首先利用网络毒理学方法确定LCT诱导肺癌发生的潜在核心靶点，随后通过功能注释探究LCT诱发肺癌相关的细胞通路，最后使用分子对接模拟LCT与共有核心靶点的结合模式。本研究筛选到LCT诱导大细胞肺癌发生的核心靶点50个，小细胞肺癌发生的核心靶点54个，肺鳞癌发生的核心靶点29个，肺腺癌发生的核心靶点28个。其中，EGFR、HSP90AA1、JUN、CCL2、MYC、CXCL8和HSPA4是4种肺癌亚型共有核心靶点。功能注释结果表明，LCT诱发肺癌发生的细胞通路主要包括泛素化修饰、趋化作用和肿瘤免疫。分子对接模拟结果显示，LCT与核心靶点可自发结合，氢键或π-cation是LCT与共有核心靶点结合的作用力。本研究可为高效氯氟氰菊酯诱发肺癌和呼吸系统损伤的风险评估提供理论依据。
2025,41(10):3817-3827, DOI: 10.13345/j.cjb.250360
摘要：
为探讨无人机激光雷达(light detection and ranging, LiDAR)对作物冠层叶面积指数(leaf area index, LAI)测量的可行性，利用无人机搭载激光雷达对分蘖期和伸长期的甘蔗冠层进行扫描，获取冠层点云；然后提取各行的平均高度、投影面积、不同部位点云数量等参数以及参数间的比值作为特征变量；再分别使用基于偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)、XGBoost特征重要性(XGBoost feature importance, XGBoost-FI)、随机森林递归特征消除(random forest recursive feature elimination, RF-RFE)这3种特征选择方法筛选模型最优输入变量，最后分别构建基于随机森林(random forest, RF)和自适应增强学习器(adaptive boosting, AdaBoost)的甘蔗LAI反演模型，并评估其效果。结果显示，行投影面积和行点云总量与LAI具有较高的相关性，分别达到了0.73和0.72；将行投影面积Sp、平均高度Havg、中层点云量Cm和行点云总量Ctotal作为输入变量构建的基于AdaBoost的LAI反演模型效果最好，其验证集决定系数Rv2最高，为0.713，均方根误差RMSEv为0.25。本研究结果为高通量获取大田作物的LAI提供了有效的方法，可以为甘蔗田间管理、育种提供科学指导。
为探讨无人机激光雷达(light detection and ranging, LiDAR)对作物冠层叶面积指数(leaf area index, LAI)测量的可行性，利用无人机搭载激光雷达对分蘖期和伸长期的甘蔗冠层进行扫描，获取冠层点云；然后提取各行的平均高度、投影面积、不同部位点云数量等参数以及参数间的比值作为特征变量；再分别使用基于偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)、XGBoost特征重要性(XGBoost feature importance, XGBoost-FI)、随机森林递归特征消除(random forest recursive feature elimination, RF-RFE)这3种特征选择方法筛选模型最优输入变量，最后分别构建基于随机森林(random forest, RF)和自适应增强学习器(adaptive boosting, AdaBoost)的甘蔗LAI反演模型，并评估其效果。结果显示，行投影面积和行点云总量与LAI具有较高的相关性，分别达到了0.73和0.72；将行投影面积Sp、平均高度Havg、中层点云量Cm和行点云总量Ctotal作为输入变量构建的基于AdaBoost的LAI反演模型效果最好，其验证集决定系数Rv2最高，为0.713，均方根误差RMSEv为0.25。本研究结果为高通量获取大田作物的LAI提供了有效的方法，可以为甘蔗田间管理、育种提供科学指导。
2025,41(10):3828-3839, DOI: 10.13345/j.cjb.250355
摘要：
准确获取大田作物数量和密度不仅是水肥管理按需投入的关键，也是保障作物产量和品质的关键。无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)航拍可以快速且大面积地获取大田作物的分布图像信息，但是单一类型密集目标的准确识别对于大多数识别算法来说都是一个巨大的挑战。本研究以香蕉苗为例，通过无人机高空航拍香蕉园的图像，研究密集目标高效识别方法。本研究提出了一种“裁-识-拼”的策略，构建了一个基于改进的Faster R-CNN算法的计数方法。该方法先将包含高密集目标的图像按不同尺寸(模拟不同飞行高度)裁剪成大量图像瓦片，并采用对比度限制自适应直方图均衡化(contrast limited adaptive histogram equalization, CLAHE)算法提高图像质量，构建了包含36 000张图像瓦片的香蕉苗数据集；然后采用经过参数优化的Faster R-CNN网络训练香蕉苗识别模型；最后将识别结果进行反拼接，并设计了一种边界去重算法，对最终的计数结果进行校正，以减少图像裁剪引起的香蕉苗重复识别。结果表明，经过参数优化的Faster R-CNN对不同尺寸的香蕉图像数据集的识别精度最高达到了0.99；去重算法可以将针对航拍原始图像的平均计数误差从1.60%降低到0.60%，香蕉苗的平均计数准确率达到99.4%。本研究提出的方法有效解决了高分辨率航拍图像中密集小目标识别难题，为精准农业中的作物密度智能监测提供了高效可靠的技术支撑。
准确获取大田作物数量和密度不仅是水肥管理按需投入的关键，也是保障作物产量和品质的关键。无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)航拍可以快速且大面积地获取大田作物的分布图像信息，但是单一类型密集目标的准确识别对于大多数识别算法来说都是一个巨大的挑战。本研究以香蕉苗为例，通过无人机高空航拍香蕉园的图像，研究密集目标高效识别方法。本研究提出了一种“裁-识-拼”的策略，构建了一个基于改进的Faster R-CNN算法的计数方法。该方法先将包含高密集目标的图像按不同尺寸(模拟不同飞行高度)裁剪成大量图像瓦片，并采用对比度限制自适应直方图均衡化(contrast limited adaptive histogram equalization, CLAHE)算法提高图像质量，构建了包含36 000张图像瓦片的香蕉苗数据集；然后采用经过参数优化的Faster R-CNN网络训练香蕉苗识别模型；最后将识别结果进行反拼接，并设计了一种边界去重算法，对最终的计数结果进行校正，以减少图像裁剪引起的香蕉苗重复识别。结果表明，经过参数优化的Faster R-CNN对不同尺寸的香蕉图像数据集的识别精度最高达到了0.99；去重算法可以将针对航拍原始图像的平均计数误差从1.60%降低到0.60%，香蕉苗的平均计数准确率达到99.4%。本研究提出的方法有效解决了高分辨率航拍图像中密集小目标识别难题，为精准农业中的作物密度智能监测提供了高效可靠的技术支撑。
2025,41(10):3840-3862, DOI: 10.13345/j.cjb.250347
摘要：
合成生物学作为21世纪最具革命性的交叉学科之一，通过整合基因编辑、基因回路设计、代谢工程以及人工智能等跨学科技术，为水稻的遗传改良提供了一系列创新性策略。本文聚焦水稻产量提高、营养品质强化、抗病抗逆性增强等领域，系统综述了合成生物学在水稻遗传改良中的最新研究进展与突破性成果，揭示了合成生物学通过模块化、标准化和系统化对水稻基因组或代谢通路精准设计与调控，突破了传统育种周期长、改良性状有限等瓶颈，实现了多性状协同改良，为培育高产、高营养价值的优良水稻品种提供参考，对保障全球粮食安全与推动农业绿色发展具有重要意义。
合成生物学作为21世纪最具革命性的交叉学科之一，通过整合基因编辑、基因回路设计、代谢工程以及人工智能等跨学科技术，为水稻的遗传改良提供了一系列创新性策略。本文聚焦水稻产量提高、营养品质强化、抗病抗逆性增强等领域，系统综述了合成生物学在水稻遗传改良中的最新研究进展与突破性成果，揭示了合成生物学通过模块化、标准化和系统化对水稻基因组或代谢通路精准设计与调控，突破了传统育种周期长、改良性状有限等瓶颈，实现了多性状协同改良，为培育高产、高营养价值的优良水稻品种提供参考，对保障全球粮食安全与推动农业绿色发展具有重要意义。
2025,41(10):3863-3875, DOI: 10.13345/j.cjb.250300
摘要：
为了探究天麻多糖的最佳提取工艺及其抗氧化活性，为天麻多糖提取和开发应用提供理论参考，本研究以天麻为原料，采用超声辅助低共熔溶剂提取多糖，通过单因素实验和响应面实验获得最佳提取工艺，再通过2,2-二苯基-1-苦基肼基(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, DPPH)、2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐[diammonium 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate), ABTS+]自由基清除率进行多糖抗氧化活性评价。最佳低共熔溶剂为氯化胆碱-乳酸(摩尔比1:2)，最佳超声温度50 ℃，最佳提取工艺为：料液比1:38、超声时间48 min、含水量42%，在此条件下多糖得率为(19.88±0.93)%。体外抗氧化活性实验结果表明，低共熔溶剂提取得到的天麻多糖对DPPH自由基和ABTS+自由基清除率分别最高可达(26.39±1.47)%和(30.61±0.16)%，这表明采用该低共熔溶剂提取得到的天麻多糖具有一定抗氧化能力，可作为潜在的天然抗氧化成分进行深入研究和开发。
为了探究天麻多糖的最佳提取工艺及其抗氧化活性，为天麻多糖提取和开发应用提供理论参考，本研究以天麻为原料，采用超声辅助低共熔溶剂提取多糖，通过单因素实验和响应面实验获得最佳提取工艺，再通过2,2-二苯基-1-苦基肼基(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, DPPH)、2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐[diammonium 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate), ABTS+]自由基清除率进行多糖抗氧化活性评价。最佳低共熔溶剂为氯化胆碱-乳酸(摩尔比1:2)，最佳超声温度50 ℃，最佳提取工艺为：料液比1:38、超声时间48 min、含水量42%，在此条件下多糖得率为(19.88±0.93)%。体外抗氧化活性实验结果表明，低共熔溶剂提取得到的天麻多糖对DPPH自由基和ABTS+自由基清除率分别最高可达(26.39±1.47)%和(30.61±0.16)%，这表明采用该低共熔溶剂提取得到的天麻多糖具有一定抗氧化能力，可作为潜在的天然抗氧化成分进行深入研究和开发。
2025,41(10):3876-3890, DOI: 10.13345/j.cjb.250356
摘要：
凝结芽孢杆菌可以利用秸秆等农业废弃物水解碳源同型发酵生产乳酸，然而该菌株利用混合糖(葡萄糖和木糖)发酵时存在明显的碳源代谢阻遏效应，制约了乳酸产率。本研究通过改变培养基中葡萄糖/木糖比例，获得了凝结芽孢杆菌同步利用混合糖的发酵条件，并借助转录组测序筛选到多个木糖代谢关键基因。通过实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)验证，发现木糖异构酶(xylose isomerase, XylA, EC 5.3.1.5)是影响凝结芽孢杆菌同步利用葡萄糖/木糖的关键酶，进而对该酶编码基因XylA进行了异源表达和特性分析。结果显示，XylA基因编码440个氨基酸的蛋白，编码蛋白质的二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主，高级结构为同源四聚体。进一步将XylA基因在大肠杆菌BL21(DE3)中克隆表达，获得分子量约50 kDa的重组蛋白Bc-XlyA。酶学性质研究发现，Bc-XylA最适pH为8.0，最适温度为60 ℃，Mn2+、Mg2+和Co2+对其催化活性十分重要。本研究可为凝结芽孢杆菌的分子改造提供数据参考，为该菌种的木糖高效利用提供理论支撑。
凝结芽孢杆菌可以利用秸秆等农业废弃物水解碳源同型发酵生产乳酸，然而该菌株利用混合糖(葡萄糖和木糖)发酵时存在明显的碳源代谢阻遏效应，制约了乳酸产率。本研究通过改变培养基中葡萄糖/木糖比例，获得了凝结芽孢杆菌同步利用混合糖的发酵条件，并借助转录组测序筛选到多个木糖代谢关键基因。通过实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)验证，发现木糖异构酶(xylose isomerase, XylA, EC 5.3.1.5)是影响凝结芽孢杆菌同步利用葡萄糖/木糖的关键酶，进而对该酶编码基因XylA进行了异源表达和特性分析。结果显示，XylA基因编码440个氨基酸的蛋白，编码蛋白质的二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主，高级结构为同源四聚体。进一步将XylA基因在大肠杆菌BL21(DE3)中克隆表达，获得分子量约50 kDa的重组蛋白Bc-XlyA。酶学性质研究发现，Bc-XylA最适pH为8.0，最适温度为60 ℃，Mn2+、Mg2+和Co2+对其催化活性十分重要。本研究可为凝结芽孢杆菌的分子改造提供数据参考，为该菌种的木糖高效利用提供理论支撑。
2025,41(10):3891-3906, DOI: 10.13345/j.cjb.250359
摘要：
转基因作物作为现代农业的重要创新，具有显著的抗病虫害、耐除草剂、抗逆和增产等优势，但其广泛应用也引发了诸多潜在生态风险，包括转基因植物的杂草化、基因漂移、抗病毒作物中新型病毒株系的出现、对非靶标生物和土壤生态系统的影响以及靶标害虫抗性演化等。本文聚焦转基因作物的双重特性，系统综述了其农艺优势与生态风险的潜在机制，可为优化转基因作物开发与生态风险管理提供理论支撑，助力农业绿色发展。
转基因作物作为现代农业的重要创新，具有显著的抗病虫害、耐除草剂、抗逆和增产等优势，但其广泛应用也引发了诸多潜在生态风险，包括转基因植物的杂草化、基因漂移、抗病毒作物中新型病毒株系的出现、对非靶标生物和土壤生态系统的影响以及靶标害虫抗性演化等。本文聚焦转基因作物的双重特性，系统综述了其农艺优势与生态风险的潜在机制，可为优化转基因作物开发与生态风险管理提供理论支撑，助力农业绿色发展。
2025,41(10):3907-3917, DOI: 10.13345/j.cjb.250255
摘要：
氮素利用效率(nitrogen use efficiency, NUE)是小麦高产与资源可持续利用的关键指标。本文总结了近年来小麦氮素利用效率的研究进展，聚焦基因型差异、生理机制、分子调控及栽培管理措施，分析了氮素吸收、转运、同化与再分配的关键调控节点，并总结了当前研究的瓶颈与未来方向。结合新型生物技术手段与精准农艺管理，提出协同提升小麦产量与氮素利用效率的策略，为氮高效品种选育及绿色生产提供理论支持。
氮素利用效率(nitrogen use efficiency, NUE)是小麦高产与资源可持续利用的关键指标。本文总结了近年来小麦氮素利用效率的研究进展，聚焦基因型差异、生理机制、分子调控及栽培管理措施，分析了氮素吸收、转运、同化与再分配的关键调控节点，并总结了当前研究的瓶颈与未来方向。结合新型生物技术手段与精准农艺管理，提出协同提升小麦产量与氮素利用效率的策略，为氮高效品种选育及绿色生产提供理论支持。
2025,41(10):3918-3938, DOI: 10.13345/j.cjb.250513
摘要：
表观遗传是在不改变DNA序列的前提下，通过DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、染色质重塑及RNA修饰等分子机制，动态调控基因表达的可遗传现象。在植物中，表观遗传广泛参与开花时间、配子发生、逆境响应及免疫防御等关键生物学过程。在过去的几十年，表观遗传修饰的研究已经由拟南芥为主要研究对象的基础理论研究逐渐转向水稻、番茄等不同作物，揭示了表观遗传调控在农艺性状塑造中的多维作用。本文总结了表观遗传调控机制及其在植物生物和非生物胁迫响应中的功能。CRISPR-dCas9等表观编辑工具可实现靶向甲基化/乙酰化修饰，磁性纳米颗粒、病毒递送等新型转化技术突破植物再生瓶颈为精准表观修饰编辑提供了可能性。在未来农业中需深入解析单细胞多层次的表观调控机制，开发高效递送系统，在人工智能辅助下推动表观遗传育种在农业可持续发展中的应用。
表观遗传是在不改变DNA序列的前提下，通过DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、染色质重塑及RNA修饰等分子机制，动态调控基因表达的可遗传现象。在植物中，表观遗传广泛参与开花时间、配子发生、逆境响应及免疫防御等关键生物学过程。在过去的几十年，表观遗传修饰的研究已经由拟南芥为主要研究对象的基础理论研究逐渐转向水稻、番茄等不同作物，揭示了表观遗传调控在农艺性状塑造中的多维作用。本文总结了表观遗传调控机制及其在植物生物和非生物胁迫响应中的功能。CRISPR-dCas9等表观编辑工具可实现靶向甲基化/乙酰化修饰，磁性纳米颗粒、病毒递送等新型转化技术突破植物再生瓶颈为精准表观修饰编辑提供了可能性。在未来农业中需深入解析单细胞多层次的表观调控机制，开发高效递送系统，在人工智能辅助下推动表观遗传育种在农业可持续发展中的应用。
2025,41(10):3939-3955, DOI: 10.13345/j.cjb.250326
摘要：
水稻(Oryza sativa L.)作为一种喜温作物，生长过程中极易受到低温冷害的影响。芽期和苗期低温冷害常影响水稻形态建成并导致减产。耐冷基因的挖掘与利用是解决水稻低温冷害最直接有效的手段之一。为挖掘水稻芽期和苗期耐冷性相关的数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)，本研究以籼稻‘华占’(Oryza sativa L. subsp. indica cv. ‘HZ’)、粳稻‘热研2号’(Oryza sativa L. subsp. japonica cv. ‘Nekken2’)及其构建的120个重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)为实验材料，测定低温胁迫后水稻芽期成苗率和苗期存活率，基于前期构建的高密度遗传图谱进行水稻芽期和苗期耐冷性相关的QTL定位。结果共检测到4个芽期耐冷性QTLs和9个苗期耐冷性QTLs，其中最大检出限(limit of detection, LOD)值为5.20，并在8号染色体上定位得到1个芽期和苗期遗传重叠的QTL，物理距离为24 432 953–25 295 129 bp。对检测到的QTL区间进行候选基因筛选，并利用实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)进行芽期和苗期基因表达量分析，发现LOC_Os03g06570、LOC_Os03g07100、LOC_Os06g08280、LOC_Os08g38440、LOC_Os08g39100、LOC_Os08g39540在双亲间的表达量差异显著，且在冷胁迫后显著下调或上调表达，推测前3个基因为调控水稻苗期耐冷性的重点候选基因，后3个基因为综合调控水稻芽期与苗期耐冷性的重点候选基因。研究结果为芽期和苗期耐冷基因的精细定位和克隆奠定了基础，对培育耐冷性水稻品种有重要意义。
水稻(Oryza sativa L.)作为一种喜温作物，生长过程中极易受到低温冷害的影响。芽期和苗期低温冷害常影响水稻形态建成并导致减产。耐冷基因的挖掘与利用是解决水稻低温冷害最直接有效的手段之一。为挖掘水稻芽期和苗期耐冷性相关的数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)，本研究以籼稻‘华占’(Oryza sativa L. subsp. indica cv. ‘HZ’)、粳稻‘热研2号’(Oryza sativa L. subsp. japonica cv. ‘Nekken2’)及其构建的120个重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)为实验材料，测定低温胁迫后水稻芽期成苗率和苗期存活率，基于前期构建的高密度遗传图谱进行水稻芽期和苗期耐冷性相关的QTL定位。结果共检测到4个芽期耐冷性QTLs和9个苗期耐冷性QTLs，其中最大检出限(limit of detection, LOD)值为5.20，并在8号染色体上定位得到1个芽期和苗期遗传重叠的QTL，物理距离为24 432 953–25 295 129 bp。对检测到的QTL区间进行候选基因筛选，并利用实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)进行芽期和苗期基因表达量分析，发现LOC_Os03g06570、LOC_Os03g07100、LOC_Os06g08280、LOC_Os08g38440、LOC_Os08g39100、LOC_Os08g39540在双亲间的表达量差异显著，且在冷胁迫后显著下调或上调表达，推测前3个基因为调控水稻苗期耐冷性的重点候选基因，后3个基因为综合调控水稻芽期与苗期耐冷性的重点候选基因。研究结果为芽期和苗期耐冷基因的精细定位和克隆奠定了基础，对培育耐冷性水稻品种有重要意义。
2025,41(10):3956-3968, DOI: 10.13345/j.cjb.250362
摘要：
双生病毒严重危害农作物产量。双生病毒编码的复制起始蛋白(replication initiator protein, Rep)是病毒复制的必需蛋白。甜菜严重曲顶病毒(beet severe curly top virus, BSCTV)属于双生病毒科曲顶病毒属，其Rep蛋白可以诱导拟南芥E3泛素化连接酶VIM5在叶片中表达，VIM5介导甲基转移酶通过泛素化途径降解，进而降低了BSCTV基因组C2-3启动子区域的甲基化水平，然而Rep蛋白中负责诱导VIM5的具体结构域并不清楚。一些双生病毒的Rep蛋白具有抑制基因沉默的功能，然而BSCTV编码的Rep蛋白是否具有沉默抑制活性尚不明确。本研究利用烟草瞬时表达系统，研究Rep蛋白的不同结构域在抑制基因沉默和诱导VIM5表达方面的功能。发现Rep蛋白N端结构域(第1?180个氨基酸)可以抑制外源GFP在16c-GFP转基因烟草注射叶片上的降解；进一步研究发现，Rep蛋白N端的第1?104个氨基酸可以显著诱导VIM5的表达，而Rep蛋白C端的结构则不能诱导VIM5的表达。本研究表明BSCTV编码的Rep蛋白的N端结构域能够抑制基因沉默同时诱导VIM5表达，有助于更加深入地理解双生病毒复制起始蛋白Rep和宿主植物的互作机制。
双生病毒严重危害农作物产量。双生病毒编码的复制起始蛋白(replication initiator protein, Rep)是病毒复制的必需蛋白。甜菜严重曲顶病毒(beet severe curly top virus, BSCTV)属于双生病毒科曲顶病毒属，其Rep蛋白可以诱导拟南芥E3泛素化连接酶VIM5在叶片中表达，VIM5介导甲基转移酶通过泛素化途径降解，进而降低了BSCTV基因组C2-3启动子区域的甲基化水平，然而Rep蛋白中负责诱导VIM5的具体结构域并不清楚。一些双生病毒的Rep蛋白具有抑制基因沉默的功能，然而BSCTV编码的Rep蛋白是否具有沉默抑制活性尚不明确。本研究利用烟草瞬时表达系统，研究Rep蛋白的不同结构域在抑制基因沉默和诱导VIM5表达方面的功能。发现Rep蛋白N端结构域(第1?180个氨基酸)可以抑制外源GFP在16c-GFP转基因烟草注射叶片上的降解；进一步研究发现，Rep蛋白N端的第1?104个氨基酸可以显著诱导VIM5的表达，而Rep蛋白C端的结构则不能诱导VIM5的表达。本研究表明BSCTV编码的Rep蛋白的N端结构域能够抑制基因沉默同时诱导VIM5表达，有助于更加深入地理解双生病毒复制起始蛋白Rep和宿主植物的互作机制。
2025,41(10):3969-3989, DOI: 10.13345/j.cjb.250344
摘要：
为探究干旱胁迫对金银花主要次生代谢产物绿原酸和木犀草苷合成的调控机制，本研究通过设置5个干旱梯度(土壤含水量30%、24%、17%、14%、10%)，运用转录组高通量测序(RNA sequencing, RNA-seq)技术结合逆转录荧光定量聚合酶链式反应(reverse transcription quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)，对差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)进行筛选与验证，并借助高效液相色谱分析(high-performance liquid chromatography, HPLC)技术，系统测定绿原酸与木犀草苷的含量动态变化。结果表明，干旱显著降低了次生代谢产物积累，且干旱程度越高下降越明显，其中特大干旱(土壤含水量10%)条件下二者含量分别显著下降至25.73 mg/g和11.33 mg/g (降幅分别为37.85%和9.58%)。转录组分析共鉴定到77 454条基因，其中特大干旱处理下DEGs数量达1 128个。基因本体论(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析显示，DEGs主要参与类黄酮合成、次生代谢物生物合成、植物激素信号转导及植物-病原互作通路，且调控绿原酸和木犀草苷合成的关键基因的表达显著下调。RT-qPCR验证了RNA-seq数据的准确性。本研究揭示了干旱胁迫通过抑制次生代谢通路关键基因表达降低主要次生代谢产物绿原酸和木犀草苷的含量，为金银花抗旱分子育种提供了候选基因资源。
为探究干旱胁迫对金银花主要次生代谢产物绿原酸和木犀草苷合成的调控机制，本研究通过设置5个干旱梯度(土壤含水量30%、24%、17%、14%、10%)，运用转录组高通量测序(RNA sequencing, RNA-seq)技术结合逆转录荧光定量聚合酶链式反应(reverse transcription quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)，对差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)进行筛选与验证，并借助高效液相色谱分析(high-performance liquid chromatography, HPLC)技术，系统测定绿原酸与木犀草苷的含量动态变化。结果表明，干旱显著降低了次生代谢产物积累，且干旱程度越高下降越明显，其中特大干旱(土壤含水量10%)条件下二者含量分别显著下降至25.73 mg/g和11.33 mg/g (降幅分别为37.85%和9.58%)。转录组分析共鉴定到77 454条基因，其中特大干旱处理下DEGs数量达1 128个。基因本体论(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析显示，DEGs主要参与类黄酮合成、次生代谢物生物合成、植物激素信号转导及植物-病原互作通路，且调控绿原酸和木犀草苷合成的关键基因的表达显著下调。RT-qPCR验证了RNA-seq数据的准确性。本研究揭示了干旱胁迫通过抑制次生代谢通路关键基因表达降低主要次生代谢产物绿原酸和木犀草苷的含量，为金银花抗旱分子育种提供了候选基因资源。
快速检索
过刊检索
全选反选导出
显示模式：
2010,26(4):439-447
摘要：
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。
2008,24(7):1248-1252
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。
2008,24(11):1851-1859
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。
2013,29(2):131-140
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。
2010,26(10):1393-1403
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。
2008,24(3):452-459
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。
2013,29(4):480-489
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)。
2009,25(10):1497-1507
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。
2001,17(2)
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。
2010,26(4):421-430
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。
2021,37(9):3151-3161
,DOI: 10.13345/j.cjb.200734
,CSTR: 32114.14.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。
2013,29(1):78-86
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
,CSTR: 32114.14.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。
2008,24(12):2106-2110
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。
2004,20(1)
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。
2009,25(9):1296-1302
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。
2002,18(5)
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。
编辑部公告更多
专刊专栏文章
- 2025 微生物组工程专刊-特邀主编 刘双江 刘宏伟 王军
- 2025 AI驱动生物制造专刊-特邀主编 王钦宏 马红武 夏建业
- 2024微生物化学品工厂专刊-特邀主编 郑裕国 刘立明
- 2023化学品生物合成专刊-特邀主编 周雍进
- 2023塑料的生物降解与转化专刊-特邀主编祁庆生 姜岷
- 2022中国科学院天津工业生物技术研究所建所10周年专刊-特邀主编 王钦宏 马延和
- 2022多组学前沿技术专刊-特邀主编 罗元明 杨福全
- 2021微生物与生命健康专题-特邀主编 邓子新 王军
- 2021环境生物修复技术专刊-特邀主编 刘双江 季荣
- 2021天然产物的生物合成专刊-特邀主编袁其朋 孔建强
- 2021代谢工程30年专刊-特邀主编王钦宏
- 2021工业微生物专刊-特邀主编 赵心清 邓禹
- 2020微生物组测序与分析专题-特邀主编 朱宝利
- 2020污染土壤的生物修复专刊-特邀主编李银心
- 2019生物工程与大健康专刊-特邀主编叶海峰
- 2019环境生物技术专刊-特邀主编唐鸿志 周宁一
- 2019工业生物学专刊-特邀主编王钦宏 马延和
- 2018iGEM专栏-特邀主编 张浩千 陈国强
- 2018细菌耐药专刊-特邀主编 朱宝利 胡永飞
- 2018酶工程专刊-特邀主编 金城
- 2017基因组编辑专刊-特邀编辑高彩霞 谷峰
- 2017生物被膜专刊-特邀编辑钱韦 马旅雁等
- 2017兽医生物技术专刊-特邀编辑仇华吉
- 2017合成生物学专刊-特邀编辑张先恩
- 2016生物基材料专刊-特邀编辑翁云宣
- 2015生物能源专刊-特邀编辑刘德华 李昌珠
- 2015工业生物过程技术前沿专刊-特邀编辑庄英萍
- 2015创刊30周年纪念刊
- 2014厌氧氨氧化专刊-特邀编辑郑平
- 2014蛋白质专刊-特邀编辑方福德 高友鹤
- 2014生物炼制专刊-特邀编辑陈洪章
- 2014工业生物技术专刊-特邀编辑朱敦明 田朝光
- 2013生物基化学品专刊-特邀编辑邢建民
- 2013合成生物学专刊-特邀编辑陈国强
- 2013生物能源专刊-特邀编辑刘德华
- 2012年酶工程专刊-特邀编辑金城
- 2011年工业生物技术专刊-特邀编辑李寅
- 2011年生物制品专刊-特邀编辑刘文军
- 2011年生物能源专刊-特邀编辑刘德华
- 2010干细胞专栏
- 2010年生物炼制细胞工厂专刊-特邀编辑马延和
- 2010年工业生物技术专刊-特邀编辑李寅
- 2010年生物能源专刊-特邀编辑白凤武
- 2009年酶工程专刊-特邀编辑金城
- 2009年代谢工程与细胞工厂专栏-特邀编辑李寅
- 2009年工业生物技术专栏
- 2008年IBS2008专栏
- 2008工业生物技术专刊
您是第位访问者
生物工程学报 ® 2025 版权所有
生物工程学报 ® 2025 版权所有
通信地址：中国科学院微生物研究所 邮编：100101
电话：010-64807509 E-mail：cjb@im.ac.cn
技术支持：北京勤云科技发展有限公司