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农业生物技术学报  2026年 34卷 2期  刊出日期:2026-02-01
 
专家论坛
家养动物抗病基因挖掘与新材料创制研究进展
Research Progress on Mining Disease Resistance Genes and Creating New Materials in Domestic Animals
胡思宇, 张然, 赵要风
2026, 34(2): 229-244  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.001 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1686 KB)  ( 0 )
摘要
家养动物抗病育种是保障畜牧业健康发展与公共卫生安全的关键。随着高通量筛选技术的飞速发展,抗病基因挖掘已步入精准、高效的基因组学时代。本文系统综述了CRISPR-Cas9、RNAi、转录组分析、蛋白质互作组学和表观基因组学等核心高通量筛选技术在家养动物抗病基因筛选中的原理与流程,详细阐述了通过上述技术鉴定出的抗病基因的功能多样性,并将其按作用机制分为先天性免疫应答、适应性免疫应答、细胞程序性死亡、病毒吸附与侵入、胞内运输、病毒复制及免疫逃逸七大类。文章进一步总结了抗病新材料的成功案例,并分析了当前高通量筛选技术面临的脱靶效应、效率瓶颈、数据分析复杂性等挑战。最后,本文对未来跨学科整合、技术优化与临床转化应用进行了展望,以期为家养动物抗病育种研究提供全面的理论参考与技术路径。
研究论文与报告
甘蓝型油菜BnaA05.nsLTP2基因克隆及表达模式分析
Gene Clone and Expression Pattern Analysis of BnaA05.nsLTP2 in Brassica napus
彭姗, 何李, 张佳辉, 吝瑞花, 郑月萍, 崔鹏, 甘毅, 刘宏波
2026, 34(2): 245-253  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.002 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6186 KB)  ( 2 )
摘要
植物非特异性脂质转运蛋白(non-specific lipid transfer proteins, nsLTPs)是一类小分子可溶性碱性蛋白,能够在膜间转移脂质,并参与多种生物和非生物胁迫响应。本课题组前期通过酵母双杂交筛选得到与甘油脂合成关键酰基转移酶互作的非特异性脂质转移蛋白BnaA05.nsLTP2,本研究从甘蓝型油菜(Brassica napus) '中双11号'品种中克隆得到基因BnaA05.nsLTP2,序列分析表明,该基因编码区全长294 bp,编码97个氨基酸,具有脂质转移蛋白保守结构域和8个高度保守的半胱氨酸残基。系统进化分析显示,BnaA05.nsLTP2与白菜(Brassica rapa)的同源蛋白序列相似度为95.88%。该基因启动子区域包含LTR (低温响应)、ABRE (脱落酸响应)和TCA-element (水杨酸响应)等顺式作用元件。构建pCAMBIA1305.1-35S-BnaA05.nsLTP2-GFP融合表达载体,亚细胞定位结果显示该蛋白定位在细胞膜;组织表达模式分析表明,BnaA05.nsLTP2基因在根和茎中相对表达量显著高于其他组织(P<0.05);此外,BnaA05.nsLTP2基因受低温和干旱胁迫诱导,该基因可能参与调控甘蓝型油菜的非生物胁迫响应。本研究为甘蓝型油菜非特异性脂转移蛋白BnaA05.nsLTP2的生物学功能研究提供理论基础。
青枯菌胁迫下番茄叶片cDNA文库的构建及SlMYB86-like互作蛋白筛选鉴定
Construction of Tomato (Solanum lycopersicum) Leaf cDNA Library Under Ralstonia solanacearum Stress and Screening and Identification of SlMYB86-like Interacting Proteins
陈娜, 温逸俊, 邵勤
2026, 34(2): 254-270  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.003 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (24051 KB)  ( 0 )
摘要
MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与植株对生物与非生物胁迫的响应过程。前期研究得出番茄(Solanum lycopersicum) SlMYB86-like (Solyc06g071690)转录因子能够响应青枯菌(Ralstonia solanacearum)的诱导并参与青枯病的抗性响应过程,但其分子调控机制尚不清晰。为筛选番茄在青枯菌侵染下与MYB转录因子SlMYB86-like互作的蛋白,以感病番茄BY 1-2为材料,分别提取接种青枯菌胁迫处理后0、3、6、9和24 h的番茄叶片的总RNA,等量混匀后构建番茄cDNA酵母文库,计算文库库容量、重组效率。同时,以SlMYB86-like为诱饵,利用构建的文库探索其在青枯菌侵染过程中的互作蛋白,并对其中可能参与病原菌防御反应的潜在蛋白在酵母中进行互作验证。结果表明,酵母文库的库容达到1.9×107 CFU,表现出完全重组(重组率100%),其平均插入片段长度大于1 000 bp。酵母双杂交共计筛选到44个与SlMYB86-like互作的潜在蛋白。进一步通过酵母回转验证,SlMYB86-like与转录因子维管植物单锌指蛋白1 (vascular plant one-zinc finger 1, VOZ1)、特奥辛特分支1、圆环藻以及增殖细胞因子15 (teosinte branched 1, cycloidea, and proliferating cell factors 15, TCP15)、E3泛素蛋白连接酶环指蛋白14 (ring finger protein 14, RNF14)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶D6蛋白激酶(D6 protein kinase, D6PK)、乙烯响应转录因子1 (ethylene-responsive transcription factor 1, ERF1)和钙依赖型蛋白激酶(calcium-dependent protein kinases, CDPK)均存在互作。本研究可为进一步解析SlMYB86-like对番茄青枯菌病害的抗病分子机制提供实验依据。
油莎豆水通道蛋白(AQP)基因家族的鉴定和表达分析
Identification and Expression Analysis of the Aquaporin (AQP) Gene Family in Tigernut (Cyperus esculentus)
刘柳, 高黄枝, 周厚英, 周启密, 刘芸, 田志宏, 何勇
2026, 34(2): 271-282  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.004 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6040 KB)  ( 1 )
摘要
水通道蛋白(aquaporin, AQP)广泛分布于植物中,主要介导水和小分子溶质的跨膜运输,在植物生长发育、水分运输和抗逆性等方面具有重要作用。油莎豆(Cyperus esculentus)作为油酸和亚油酸含量较高的油料作物之一,为了鉴定油莎豆AQP基因家族并分析其潜在功能,本研究利用生物信息学方法在油莎豆中共鉴定出33个AQP基因,并从系统发育、理化性质、基因结构、保守基序及启动子顺式作用元件等方面进行分析,通过qPCR检测部分成员盐胁迫下的表达量变化。结果表明,油莎豆AQP基因家族各成员的氨基酸数量、蛋白质分子量、等电点等理化性质方面表现出多样性,且大部分AQP蛋白的稳定性较好,亚细胞定位预测显示大多数AQP蛋白位于细胞膜,少部分位于液泡上。根据同源进化关系,油莎豆AQP基因家族主要可分为PIP、TIP、SIP和NIP四个亚家族,每个亚家族分别具有14、10、2和7个成员,同一亚家族中的基因成员具有相似的基因结构和保守基序。启动子顺式作用元件主要包括光响应元件、植物激素响应元件、生长发育相关元件和非生物胁迫相关元件4大类,其中光响应元件数量最多,生长发育相关元件数量最少。盐胁迫处理后的油莎豆AQP基因家族成员的表达量具有不同的变化趋势,提示其可能参与油莎豆的盐胁迫响应机制。本研究为AQPs进一步的功能分析提供参考。
月季'绿萼'RcMADS2基因克隆及功能分析
Cloning and Functional Analysis of RcMADS2 Gene in Rosa chinensis 'Viridiflora'
张金凤, 张华, 宋利娜, 张华丽, 廖慧, 杨一鹏, 纪鹏
2026, 34(2): 283-294  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.005 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (15856 KB)  ( 0 )
摘要
MADS-box基因家族能够决定花形态建成,在花器官发育中发挥重要作用。前期基于月季'绿萼'(Rosa chinensis 'Viridiflora')转录组分析,筛选获得与花器官变异相关的MADS-box转录因子—RcMADS2。为探究该基因的生物学功能,本研究对RcMADS2基因进行了克隆,并分析了其生物学信息和表达模式,利用亚细胞定位、异源过表达和病毒诱导基因沉默的方法进一步验证其功能。结果表明,RcMADS2基因的CDS序列为762 bp,编码253个氨基酸,预测其蛋白为碱性且不稳定的亲水性蛋白,具有高度保守的MADS-MEF2-like和K-box结构域,其蛋白序列与玫瑰(R. rugosa)的同源序列相似性最高。系统进化树分析表明,RcMADS2与拟南芥(Arabidopsis thaliana) MADS-box家族的E类基因划分为同一支,亲缘关系相近。通过分析表达模式,发现RcMADS2基因在'绿萼'的萼片中表达量最高,而在叶片中基本不表达。亚细胞定位结果表明,RcMADS2定位于细胞核内,与预测相同。在拟南芥中过表达RcMADS2,结果表明,阳性植株出现萼片数量改变、植株生长势减弱的表型,且该植株RcMADS2表达量显著升高(P<0.05)。使用月季本体沉默该基因,经qRT-PCR验证表明沉默植株内RcMADS2表达量下降,但未发现明显的表型变化。本研究初步证明,'绿萼' RcMADS2基因为E类基因,参与花器官的发育调控,为后期月季花发育的研究提供相关理论依据。
桂花OfLCYB基因上游转录因子的筛选和鉴定
Screening and Identification of Upstream Transcription Factors of OfLCYB Gene from Osmanthus fragrans
许梦晗, 卿洪生, 钱婕妤, 张超, 付建新
2026, 34(2): 295-305  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.006 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (14639 KB)  ( 0 )
摘要
类胡萝卜素是决定桂花(Osmanthus fragrans)花瓣呈色的重要色素物质,番茄红素β-环化酶(lycopene β-cyclase, LCYB)是桂花类胡萝卜素合成途径中的关键酶。本研究以桂花品种'堰虹桂'为材料,构建OfLCYB启动子的诱饵载体与桂花花瓣酵母单杂交cDNA文库。通过酵母单杂交技术筛选到与OfLCYB启动子互作的上游转录因子OfMYB308。OfMYB308具有典型的EAR抑制基序,为S4亚族R2R3-MYB转录因子。OfLCYBOfMYB308基因的表达水平显著正相关,均随着花开放而增加。酵母单杂交点对点验证及双荧光素酶实验的结果显示,OfMYB308可以与OfLCYB启动子结合,并显著抑制OfLCYB启动子的转录活性。本研究为揭示桂花类胡萝卜素合成的调控网络提供理论依据。
南方碱蓬MYB基因家族鉴定及关键耐盐基因功能验证
Identification of MYB Gene Family in Suaeda australis and Functional Verification of Key Salt-tolerant Genes
朱北艳, 李俊奇, 樊佳鑫, 沈周洋, 钟颂焕, 张秀梅, 瞿印权
2026, 34(2): 306-322  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.007 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (11651 KB)  ( 0 )
摘要
MYB作为植物中最重要的转录因子家族之一,在植物生长发育调控及非生物胁迫响应中发挥重要作用。本研究以南方碱蓬(Suaeda australis)为材料,通过全基因组鉴定和生物信息学分析,共鉴定出104个SaMYB基因家族成员,分为1R-MYB (34个)、R2R3-MYB (66个)、3R-MYB (3个)和5R-MYB (1个) 4个亚类。系统发育分析结果显示,R2R3-MYB家族成员可被划分为20个亚族,同一亚族成员的基因结构与保守基序具有相似性。理化性质分析表明,SaMYB蛋白等电点为4.69~9.7,氨基酸长度为89~1 563 aa,分子量为9.99~170.02 kD。共线性分析发现,南方碱蓬SaMYB基因与甜菜(Beta vulgaris)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)分别存在96、89和47对同源基因,且该基因家族中存在10对片段重复和3对串联重复事件,其中8对基因受到纯化选择作用。启动子顺式元件分析显示,SaMYB基因启动子区富含激素响应和非生物胁迫相关的调控元件。通过转录组测序和qPCR验证,发现Sau00119Sau00120Sau19637Sau02923Sau08091Sau13875在盐胁迫下表达显著上调。通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的本氏烟草(Nicotiana benthamiana)瞬时过表达系统证实Sau19637能够显著激活下游CBF4基因的表达,酵母单杂交实验证明,Sau19637可直接结合CBF4基因启动子并调控其转录,从而增强植物的耐盐性。本研究为进一步解析南方碱蓬的耐盐分子机制提供了新的候选基因和调控靶点。
沙生蜡菊WRKY基因家族鉴定及其响应冻害胁迫表达分析
Identification of the WRKY Gene Family and Analysis of Its Expression in Response to Freezing Stress in Helichrysum arenarium
刘欣欣, 谷玉风, 葛风伟, 赖成霞
2026, 34(2): 323-339  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.008 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (9697 KB)  ( 0 )
摘要
WRKY转录因子是植物中一类重要的转录因子。本研究基于沙生蜡菊(Helichrysum arenarium)的转录组数据,通过生物信息学方法对HaWRKY转录因子家族进行鉴定,系统分析部分候选基因在不同组织和冻害胁迫条件下的表达模式。在沙生蜡菊转录组中鉴定到64个HaWRKY成员,氨基酸残基数为51~827 aa,分子质量为5 770.67~93 841.55 D,等电点pI为4.75~10.27,其中,65%为碱性蛋白,87%为不稳定蛋白,除HaWRKY18外,其余均为亲水性蛋白。亚细胞定位预测显示,大部分HaWRKY位于细胞核中。保守基序分析显示,HaWRKY家族成员大部分包含Motif 1和Motif 2,同一类群中具有类似的保守基序;保守结构域分析显示,HaWRKY基因家族都含有1~2个WRKY superfamily保守结构域。系统进化树显示,HaWRKY分为3个亚族,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)亲缘关系较近。二级结构分析表明,无规卷曲所占比例较大;蛋白网络互作发现,29个成员之间存在广泛的相互作用;GO分析显示,HaWRKY基因参与沙生蜡菊生长及胁迫响应过程。组织表达分析表明,11个HaWRKY基因的表达具有组织特异性。冻害胁迫下的表达分析可知,11个HaWRKY基因均不同程度上调表达。本研究不仅全面鉴定了沙生蜡菊WRKY基因家族,其表达模式分析结果更为深入揭示该家族在调控器官发育和冻害响应中的分子机制提供了理论依据。
鳗弧菌感染下菊黄东方鲀肝脏组织的转录组特征及免疫应答分析
Transcriptomic Characteristics and Immune Response Analysis of Takifugu flavidus Liver Tissue to Vibrio anguillarum Infection
高玮, 黄文吉, 邵玲
2026, 34(2): 340-354  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.009 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (5164 KB)  ( 0 )
摘要
菊黄东方鲀(Takifugu flavidus)作为我国重要的海水经济养殖鱼类,其产业发展长期受到鳗弧菌(Vibrio anguillarum)感染的严重威胁,然而宿主应对该病原感染的分子表达模式尚未阐明。为了阐明宿主与病原菌之间互作的分子表达模式,本研究通过转录组测序技术,系统分析了鳗弧菌感染24 h后菊黄东方鲀肝脏组织的基因表达变化。结果共鉴定到3 370个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),其中上调基因1 930个,下调基因1 440个。GO功能注释表明,这些基因显著富集于细胞因子介导的信号通路、免疫应答、脂多糖应激反应、B细胞增殖、趋化作用、铁离子转运及细胞凋亡等重要生物学过程。KEGG通路分析进一步显示,Toll样受体(Toll-like receptor, TLR)信号通路、RIG-I样受体(retinoic acid-inducible gene-I-like receptor, RLR)信号通路、NOD样受体(NOD-like receptor, NLR)信号通路以及丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号通路等免疫相关通路被显著激活。通过qRT-PCR对其4条关键通路中的52个DEGs进行验证,结果显示,其表达趋势与测序数据高度一致。本研究系统解析了菊黄东方鲀应对鳗弧菌感染的肝脏转录组特征,为后续鱼类抗细菌感染的免疫机制提供了新的理论依据。
中间球海胆Tudor结构域内涵蛋白3 (TDRD3)基因的克隆与表达分析
Cloning and Expression Analysis of Tudor Domain-containing Protein 3 (TDRD3) Gene in Strongylocentrotus intermedius
李浩文, 张喜迎, 王姮, 李佳琳, 李玺钰, 丁君, 常亚青
2026, 34(2): 355-366  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.010 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (7383 KB)  ( 0 )
摘要
生殖系因子(germline factors)不仅调控生殖细胞发育,而且在体细胞中也可能发挥重要作用。本课题组前期研究发现富含高多不饱和脂肪酸的中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)性腺中Tudor结构域内涵蛋白3 (Tudor domain-containing protein 3, TDRD3)基因显著上调表达,为探究作为TDRD家族的生殖系因子TDRD3基因在非生殖细胞及胚胎发育中的作用及调控机制,本研究以中间球海胆为材料,利用生物信息学和分子定量等方法,进行中间球海胆TDRD3基因的筛查鉴定、序列特征及其不同组织及胚胎发育时期的表达分析。结果显示,克隆得到TDRD3基因(GenBank No. PP496300.1) cDNA序列全长为4 361 bp,包含2 814 bp开放阅读框,共编码937个氨基酸,为不稳定的亲水蛋白,在TDRD3蛋白质序列中预测到1个Tudor保守结构域。TDRD3基因在中间球海胆成体各组织及胚胎发育各时期均有不同程度的表达,表明TDRD3基因在中间球海胆整个生命活动中发挥重要作用。TDRD3基因在卵巢及胚胎发育时期显著差异表达,推测TDRD3基因与中间球海胆性腺生长发育有关。本研究为中间球海胆性腺及胚胎发育分子机制研究提供了理论基础,对中间球海胆健康养殖具有一定的参考价值。
一株具有拮抗活性和肠道定殖特性的草鱼肠道源乳酸乳球菌
A Lactococcus lactis Strain Isolated from the Intestine of Grass Carp (Ctenopharyngodon idella) Exhibiting Antagonistic Activity and Intestinal Colonization Characteristics
陆虹羽, 王亚军, 任燕, 莫绪兵, 詹裕添, 王庆, 李庆勇, 张德锋
2026, 34(2): 367-382  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.011 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (7321 KB)  ( 0 )
摘要
我国草鱼(Ctenopharyngodon idella)养殖过程中面临多种细菌病的威胁,传统的细菌病防控依赖抗生素、消毒剂等化学药物,这些药物的不合理使用会造成细菌性病原的耐药性增强并威胁水产品质量安全。本研究旨在筛选具有防控鱼类细菌病潜力的水生动物源益生菌。采集健康草鱼肠道以及体表黏液,匀浆后利用MRS培养基分离纯化乳酸菌。通过测定分离菌株的拮抗活性、溶血活性,从肠道中筛选出候选菌株GCC10,并分析菌株的形态特征和分类学地位,测定其胞外酶活性、药物敏感性、胆汁耐受能力、肠道定殖能力和生物安全性。全基因组测序分析GCC10菌株的毒力基因和耐药基因存在情况以及潜在的益生功能。结果显示,分离菌株GCC10为革兰氏阳性乳酸乳球菌(Lactococcus lactis),无溶血活性,具有胞外蛋白酶活性、耐受胆汁能力和肠道定殖能力。致病性试验结果显示GCC10菌株对草鱼表现出良好的安全性。药敏试验结果显示GCC10菌株对恩诺沙星、氟苯尼考、多西环素、磺胺间甲氧嘧啶等多种抗菌药物敏感,对庆大霉素表现为耐药。拮抗抑菌结果显示该菌对草鱼常见致病菌如嗜冷黄杆菌(Flavobacterium psychrophilum)、美人鱼发光杆菌(Photobacterium damselae)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、温和气单胞菌(Aeromonas sobria)和维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)等有较好的抑菌作用。全基因组测序分析表明GCC10菌株未携带主要毒力基因,但是存在与应对冷热应激、耐胆酸盐、耐酸、免疫调节、蛋白水解和黏附因子等基因以及产乳球菌素相关的基因簇。本研究筛选出1株生物安全性良好、拮抗抑菌活性强且能够在肠道定殖的乳酸乳球菌GCC10,为防控鱼类细菌病提供了一种优良的种质资源,在水产养殖中作为减抗或替抗制剂具有巨大的开发应用潜力。
山羊副流感病毒3型NP蛋白B细胞表位生物信息学分析及其多克隆抗体制备
Bioinformatics Analysis of Caprine parainfluenza virus type 3 NP Protein B-cell Epitopes and Preparation of Its Polyclonal Antibodies
廖娟, 高小龙, 王小龙, 柳亚琳, 张海杰, 任善会, 杨毅, 包世俊, 韩宇
2026, 34(2): 383-393  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.012 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (8756 KB)  ( 0 )
摘要
山羊副流感病毒3型(Caprine parainfluenza virus type 3, CPIV3)属副黏病毒科呼吸道病毒属,是山羊(Capra hircus)和绵羊(Ovis aries)呼吸道疾病的重要病原之一,严重影响我国羊养殖业的健康发展。为了制备CPIV3核衣壳蛋白(nucleocapsid protein, NP)的多克隆抗体,为CPIV3致病机制和疫病防控研究提供生物学材料,本研究基于CPIV3/SX/2024毒株基因序列,对其B细胞表位进行预测分析,利用PCR扩增NP全长基因,构建原核表达重组质粒并利用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG)进行目的蛋白诱导表达,蛋白经过纯化后免疫BALB/c小鼠(Mus musculus)制备多克隆抗体,并对其生物学特性进行分析。结果表明,CPIV3 NP蛋白存在多个潜在B细胞表位,目的基因片段大小约为1 625 bp,与预期结果相符;成功构建原核表达质粒,命名为pET28a-CPIV3-NP;该重组质粒经IPTG诱导后成功表达目的蛋白,分子量大小约为60 kD,目的蛋白主要在包涵体中表达,最优表达条件为37 ℃,浓度为0.5 mmol/L的IPTG诱导8 h。目的蛋白免疫小鼠后制备的多克隆抗体能够与CPIV3发生特异性反应,抗体效价达1∶512 000,具有良好的抗原免疫原性。本研究为CPIV3的致病机制和诊断防控技术研究提供重要的实验材料。
研究评述与展望
组蛋白乙酰化修饰调控植物抗逆研究进展
Research Progress on Histone Acetylation Modification Regulating Plant Stress Resistance
宫安迪, 包菲
2026, 34(2): 394-406  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.013 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1994 KB)  ( 0 )
摘要
组蛋白乙酰化修饰作为一种动态可逆的表观遗传调控方式,在植物抗逆中发挥着重要作用。该修饰一般通过组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferases, HATs)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases, HDACs)的协同作用调控染色质结构,进而影响基因转录活性。本文综述了HATs和HDACs在应对干旱、高温、低温、盐胁迫和生物胁迫等多种逆境的响应机制。首先,HATsHDACs基因的表达一般受逆境诱导,引起细胞内组蛋白乙酰化水平的改变,调控植物对逆境的适应能力;其次,HATs和HDACs通常可以与转录因子互作,定向改变相应靶基因所在区域的组蛋白修饰,进而调控基因表达,并对逆境做出响应;另外,HATs和HDACs除了可以作用于组蛋白外,还可以改变转录因子、酶等非组蛋白的乙酰化修饰,进而影响其功能或活性,最终影响植物抗逆。本文通过总结HATs和HDACs在植物抗逆中的相关研究进展,旨在为植物抗逆育种提供理论支持。
研究资源与技术改进
基于二项分布和F分布的种子转基因纯度测定模型分析、应用及验证
Analysis, Application, and Verification of a Genetically Modified Seed Purity Determination Model Based on Binomial Distribution and F Distribution
刘燕来, 李梓赫, 杨湛森, 韩天意, 任雪贞, 晋芳, 易红梅, 高鸿飞, 吴刚, 程楠, 金石桥
2026, 34(2): 407-419  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.014 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1748 KB)  ( 0 )
摘要
随着全球转基因农作物常规化种植和转基因种子的快速发展,部分国际组织和有关国家建立了种子转基因纯度检测标准,然而这些标准中检测方案的数理逻辑分析仍不足。本研究旨在通过系统的公式推导、模型分析、应用及验证,为理解和使用基于二项分布和F分布的检测方案提供理论支撑和设计指导。首先,从实验设计中的风险来源入手,分析影响种子转基因纯度检测的关键因素并提出解决方案;其次,基于二项分布构建数学模型,量化生产者风险和使用者风险,并通过操作曲线评估这些风险;第三,简述了单一步骤和双重步骤方案的原理。通过数学模型和操作曲线的分析,本研究量化了种子转基因纯度检测中的生产者风险和使用者风险,推导了适用于不同检测场景的计算公式,并通过转基因玉米和耐除草剂种子发芽检测的代表性案例验证该数学模型的科学性和适用性。本研究系统论证了基于二项分布和F分布的种子转基因纯度检测数学模型的科学性,提升转基因种子纯度检测方法的透明度和重现性,方便检测人员正确理解和使用标准,也为今后相关检测规范的制订与修订提供了数理支撑。
甘薯丛枝病植原体TaqMan探针qPCR检测方法的建立与应用
Establishment and Application of TaqMan Probe qPCR Method for Detecting Sweet Potato Witches'-broom Phytoplasma Disease
李华伟, 许泳清, 李国良, 张鸿, 崔纪超, 林赵淼, 邱永祥, 汤浩, 邱思鑫
2026, 34(2): 420-430  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.015 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (7897 KB)  ( 1 )
摘要
由植原体侵染引起的甘薯丛枝病(sweet potato witches'-broom disease, SPWB)是影响我国甘薯(Ipomoea batatas)生产的重要病害,尤其在东南沿海甘薯产区。为实现灵敏、快速地检测甘薯丛枝植原体及其传播媒体内的植原体,本研究以甘薯丛枝病植原体转运蛋白基因secY为特异靶标,设计相应的TaqMan探针和引物,建立针对该病原的TaqMan qPCR检测方法,并使用所建立方法对采集的甘薯病样、虫媒和感染植原体的不同甘薯组织进行检测。结果表明,建立的TaqMan qPCR检测方法可对甘薯丛枝病植原体进行灵敏、快速精确检测,检测下限为1.71×101 copies/μL,可特异性区分苦楝丛枝植原体(Melia azedarach witches' broom phytoplasma, MWB)(16SrⅠ-B)、槟榔黄化植原体(Areca catechu yellowing phytoplasma, ACY)(16SrⅠ-B)、长春花小叶植原体(Catharanthus roseus periwinkle little leaf phytoplasma, PLL)(16SrⅠ-A)、甘薯薯瘟病菌(Ralstonia solanacearum)和甘薯黑腐病病菌(Dickeya dadantii)。利用该方法定量检测感染植原体的甘薯不同组织,结果表明,病原体含量范围为3.98×104~6.03×105 copies/μL,明确了植原体含量最高的组织为甘薯茎和茎基部。利用该检测方法对田间虫媒进行定量检测,明确东洋网室叶蝉(Orosius orientalis)为甘薯丛枝病植原体的传播媒介。综上,本研究建立的qPCR检测方法灵敏度、特异性和重复性好,能够实现对甘薯丛枝病植原体的快速检测,而且能够为从病原定量水平上对甘薯丛枝病病情分级提供参考。
表达IFN-γ的重组乳酸乳球菌的构建及其临床效果评价
Construction of Recombinant Lactococcus lactis Expressing IFN-γ and Evaluation of Its Clinical Efficacy
王瑜琪, 孙培文, 王威, 庞坤, 王煜煜, 吕长荣, 孙文阳, 梁小军, 林永康, 华进联, 穆海龙, 李娜
2026, 34(2): 431-443  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.016 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (9659 KB)  ( 0 )
摘要
干扰素γ (interferon-γ, IFN-γ)具有广谱的抗病毒作用,在畜牧养殖中发挥着重要的作用。本研究旨在构建一种表达IFN-γ的重组乳酸菌,并评估其安全性及在临床腹泻性疾病中的治疗效果。通过分子克隆技术,成功将IFN-γ基因插入目的质粒pNZ8149,构建了重组质粒pNZ8149-IFN-γ,并进一步成功构建重组乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)菌株pNZ8149-IFN-γ/NZ3900 (rL. lactis-IFN-γ)。使用酶切鉴定、菌液PCR和DNA测序等方法验证了重组质粒的正确性,并通过Western blot鉴定rL. lactis-IFN-γ可以成功表达IFN-γ。以猫(Felis silvestris catus)和山羊(Capra hircus)为实验对象进行重组益生菌的安全评估测试,结果显示该菌株对实验动物血液生化指标无显著影响。通过自然发病的动物(犊牛(Bos taurus)持续腹泻, 林麝(Moschus berezovskii)腹泻以及犬(Canis lupus familiaris)胃肠炎)对重组益生菌制剂进行疗效评价,结果显示,重组益生菌制剂可显著抑制多种动物腹泻。研究结果表明表达IFN-γ的重组乳酸菌不仅能安全地应用于临床,而且对治疗动物腹泻性疾病具有良好的效果。本研究为病毒感染引起的动物腹泻及其他相关疾病提供新的治疗策略。
基于非洲猪瘟病毒MGF100-1L基因的荧光定量PCR方法的建立与评价
Establishment and Evaluation of Fluorescence Quantitative PCR Method Based on the African swine fever virus MGF100-1L Gene
董睿, 芮弦, 石正旺, 潘阳阳, 包世俊, 曾巧英, 朱紫祥
2026, 34(2): 444-455  | doi: 10.3969/j.issn.1674-7968.2026.02.017 |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6819 KB)  ( 0 )
摘要
非洲猪瘟(African swine fever, ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV)引发的一种高度传染性疾病,其致死率极高。本研究旨在开发一种特异、灵敏的ASFV TaqMan荧光定量PCR (real-time PCR, qPCR)检测方法。对ASFV多基因家族(multigene families, MGFs)中的MGF100-1L基因(GenBank No. MK333180.1)序列进行分析,针对该基因保守区设计并筛选出特异性引物和探针组合。通过构建包含该基因片段的重组质粒,作为标准品用于优化qPCR反应体系,建立ASFV qPCR检测方法,并对方法的特异性、灵敏性、重复性、符合率进行评价。用该检测方法对90份临床样品进行检测,并与世界动物卫生组织(World Organisation for Animal Health, WOAH)推荐的检测方法进行比对。结果表明,标准曲线线性方程为Y=-3.304X+38.793,相关系数为0.99,表明线性良好。灵敏性分析发现,所建立的qPCR方法最低检出限(limit of detection, LOD)为0.87拷贝/µL,灵敏性与WOAH方法(0.94拷贝/μL)基本一致。特异性分析验证了该方法与猪瘟病毒(Classical swine fever virus, CSFV)、伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus, PRV)、猪细小病毒(Porcine parvovirus, PPV)、猪圆环病毒2型(Porcine circovirus type 2, PCV2)及口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus, FMDV)等均无交叉反应。临床样品检测中,该方法与WOAH推荐方法相比,一致性高(Kappa=0.903, P<0.01),且对弱阳性样本的检出率显著提升(比WOAH方法多检出4个样本)。本研究成功构建了基于ASFV MGF100-1L基因的qPCR检测体系,该体系展现出优异的特异性、灵敏性,且与现有经典方法检测结果高度一致。该方法为临床ASFV检测,特别是早期诊断和防控提供了更灵敏可靠的技术手段。
 
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