农业生物技术学报杂志

农业生物技术学报杂志2023年第1期

• 水稻磷酸核酮糖激酶基因胁迫诱导表达分析与互作蛋白筛选

  何炜, 曲梦宇, 魏毅东, 连玲, 蔡秋华, 郑燕梅, 王颖姮, 朱永生, 谢华安, 张建福

  磷酸核酮糖激酶(phosphoribulokinase, PRK)是光合反应卡尔文-本森循环中的关键酶,影响植物的生长发育。但在水稻(Oryza sativa)中对PRK在逆境胁迫响应中的功能研究报道较少。本研究开展了OsPRK (GenBank No. LOC4330413)蛋白亚细胞定位、胁迫(干旱, 高盐, 高温)与激素(脱落酸, 茉莉酸, 水杨酸)处理后基因的表达分析及互作蛋白筛选,研究OsPRK在水稻逆境胁迫响应中的功能。瞬时表达实验表明,OsPRK定位于水稻原生质体叶绿体基质中。qPCR结果发现,水稻幼苗在干旱胁迫处理0.5与3 h时及高盐、高温处理1与6 h时,OsPRK的转录与表达受抑制。外源脱落酸和茉莉酸处理1 h时,幼苗OsPRK转录水平未受明显影响,但处理4 h后,随处理时间的延长OsPRK的转录水平持续降低;水杨酸处理过程中,OsPRK的转录水平在0~8 h持续急剧下降,其后缓慢下降趋势一直持续至24 h。利用蛋白互作MBP标签融合蛋白沉降(MBP pull-down)技术筛选到了82个与OsPRK存在互作关系的候选蛋白,其中67个候选蛋白为未知功能蛋白,15个为已知功能蛋白,包括糖酵解关键酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, GAPDH)、抗病相关R蛋白(resistance proteins)和WRKY转录因子(WRKY transcription factor)。本研究从转录水平明确了OsPRK参与逆境胁迫与激素应答,并鉴定到多个与OsPRK可能互作的调控蛋白,为后续深入解析该基因在逆境胁迫中的生物学功能提供理论依据。

• 一个水稻半矮秆多分蘖突变体的表型分析和基因精细定位

  陈丽萍, 蒋家焕, 朱永生, 郑燕梅, 林强, 谢鸿光, 王颖姮, 蔡秋华, 谢华安, 张建福

  株高和分蘖是影响水稻(Oryza sativa)产量的重要农艺性状,适当的株高及分蘖数有利于提高水稻的产量。本研究利用0.1%甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone, EMS)试剂处理籼稻品种'福恢7185'(FH7185),从诱变后代中获得了1个性状稳定遗传的水稻半矮秆多分蘖突变体,命名为sd-fh7185 (semi-dwarf from Fuhui 7185)。调查分析结果显示,和野生型FH7185相比,突变体在苗期、分蘖期及成熟期均表现为株高极显著降低(P<0.01),且株高的降低主要是由于穗长和第1节间显著缩短导致的,其目标性状受位于第3染色体的单隐性核基因控制。扩大定位群体最终将目标基因精细定位于InDel标记ID73和GH25之间120 kb的物理区间内,该区间包含有14个预测功能基因。对这些预测基因进行分析,发现其中包含1个已克隆的半矮秆多分蘖基因tensinte branched 1 (OsTB1)/fine cuml 1 (FC1) (MSU-RGAP基因号: LOC_Os03g49880),测序发现突变体sd-fh7185中该基因在外显子的第439碱基处发生了1个由C到T的单碱基替换,致使该基因转录提前终止,编码的蛋白长度由388个氨基酸缩短至146个氨基酸,造成蛋白功能异常。sd-fh7185的突变位点不同于已发表的OsTB1/FC1突变体fc1-1和fc1-2,是其新的等位基因。该结果为后续进一步深入研究其相关分子机制及水稻育种提供了一定的参考。

• 番茄果实成熟过程中GA代谢相关SlGA2ox基因家族受乙烯和ABA调控

  陈奚潼, 杨军, 何卓远, 曾文静, 周家燕, 王倩, 邹建

  果实成熟受到乙烯、脱落酸(abscisic acid, ABA)和赤霉素(gibberellin, GA)等多种植物激素及成熟相关基因的共同调控。SlGA2ox (SlGA2-oxidase)家族基因是调控GA代谢的关键基因,对番茄(Solanum lycopersicum)果实成熟具有重要调节作用。然而SlGA2ox基因在成熟相关的GA代谢进程中的具体作用,以及该家族与乙烯和ABA的互作关系尚不清楚。本研究基于番茄基因组数据库筛选获得15个SlGA2ox基因,并通过启动子元件预测、基因表达分析以及GA、乙烯和ABA响应分析,探究SlGA2ox在果实成熟过程中的作用。实验结果表明,12个SlGA2ox基因与番茄果实成熟密切相关,其中SlGA2ox2、SlGA2ox5、SlGA2ox6和SlGA2ox8基因在介导GA代谢过程中可能同时受乙烯调控,而SlGA2ox4和SlGA2ox5可能同时受ABA调控;此外,SlGA2ox5既受到ABA信号调控也受到乙烯信号调控,可能是3种激素共同调控果实成熟的重要基因。本研究为深入挖掘番茄果实成熟调控相关基因提供基础资料,为探究番茄果实成熟调控的分子机制提供重要线索。

• 番茄DIR基因家族的全基因组鉴定及其表达分析

  孙会茹, 张嘉宁, 任敏, 王延峰

  DIR (dirigent)作为植物木质素和木脂素生物合成过程中的一类重要调控蛋白,在植物生长发育和胁迫应答等过程中发挥重要作用。为了探究番茄(Solanum lycopersicum) DIR家族基因的生物学功能,本研究对SlDIR基因家族进行了生物信息学分析,利用TFGD网站公布的转录组数据和qRCR技术,检测SlDIR家族基因在不同组织、盐和干旱胁迫及脱落酸(abscisic acid, ABA)处理下的表达特点。结果显示：番茄中共有31个SlDIR基因,不均匀分布在除Chr03外的11条染色体上,包含3个串联重复基因簇,且多数SlDIR基因无内含子。系统进化分析显示,番茄DIR基因家族成员可分为3个亚族,各亚族基因数量不等。所有SlDIR蛋白均具有dirigent结构域,多数成员还具有信号肽;同一亚族的SlDIR蛋白保守基序分布和排列相似。此外,植物激素和胁迫响应元件在SlDIR家族基因启动子区域分布广泛。分析丁香假单胞杆菌番茄致病变种无毒菌株(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, Pst DC3000)处理下SlDIR基因在不同组织和不同抗性材料的表达特征,发现多数SlDIR基因在根中优势表达,同时SlDIR5、SlDIR9、SlDIR13、SlDIR15和SlDIR27的表达在番茄果实发育早期显著高于破色后。在Pst DC3000处理下,11个SlDIR基因的表达在抗性型和敏感型番茄品种间存在显著差异。ABA处理12 h时,7个SlDIR基因的表达显著上调;盐胁迫下,SlDIR27的表达受到显著诱导;干旱胁迫下,SlDIR13和SlDIR27显著上调表达。研究结果为进一步研究SlDIR基因的生物学功能提供参考依据。

• 烤烟品种'韭菜坪2号'叶片数的遗传分析及基因定位

  梁婷, 阙远慧, 喻奇伟, 贾傛吏, 邹广, 郭凯阳, 黄莺, 刘仁祥

  叶片数是影响烤烟(Nicotiana tabacum)产量的重要因素之一。为了提高叶片数遗传改良效率,本研究以少叶烤烟品种'NC82'和多叶烤烟品种'韭菜坪2号'为亲本,构建正反交F1和F2遗传群体,对'韭菜坪2号'烤烟叶片数进行遗传分析;利用基于极端混合池的全基因组重测序(bulked segregant analysis coupled with whole-genome sequencing, BSA-seq)和竞争性等位基因特异性PCR (kompetitive allele-specific PCR, KASP)技术进行'韭菜坪2号'叶片数的基因定位。结果表明,多叶烤烟品种'韭菜坪2号'的叶片数是主要由加性效应基因控制的数量性状,同时受到具有部分显隐性关系的基因调控,少叶对多叶是部分显性。利用BSA-seq技术进行初定位,结合测序所得的Δ(SNP-index)位点和欧式距离(euclidean distance, ED)位点关联分析,将叶片数候选区间定位于第9号染色体的6.96 Mb区间内;根据重测序获得的SNP位点基因型,在候选区间开发KASP标记检测F2单株基因型,进一步将叶片数候选基因缩小到1.92 Mb区间内,该区间包含37个基因;对该区间内的基因进行序列分析和功能预测,推测控制'韭菜坪2号'叶片数性状的关键基因可能在该区间的8个基因之中。本研究为进一步明确调控'韭菜坪2号'烤烟叶片数的关键基因、提高烤烟产量育种效率和揭示烤烟叶片数形成的分子机理提供基础资料。

• 百日草bHLH家族IIIf亚族基因筛选及表达分析

  陈佳红, 蒋玲莉, 钱婕妤, 卿洪生, 许梦晗, 付建新, 张超

  百日草(Zinnia elegans)因花色丰富被广泛应用于花坛、花境等园林绿化中,花青素苷是影响其花色形成的重要色素之一。碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)转录因子是调控花青素苷合成的第二大类转录因子家族,其中与花色相关的bHLH蛋白主要聚集在IIIf亚族,而目前百日草bHLH转录因子调控花青素苷合成的机制尚不清楚。本研究对百日草'梦境' 6个不同花色品种不同发育阶段花瓣中的花青素苷含量进行了测定,发现粉色、玫红色、橙色以及红色品种在花蕾期的花青素苷含量最低,半开期的含量最高。不同花色中红色品种花瓣中花青素苷含量最高,其次为玫红色,而白色和黄色品种花瓣中不含有花青素苷。本研究基于转录组数据,共筛选出67个百日草bHLH转录因子,其中ZeGL3 (Z. elegans glabra 3)(GenBank No. UXP87119.1)和ZeTT8 (Z. elegans transparent testa 8)(GenBank No. OP747298)隶属于bHLH家族IIIf亚族。ZeGL3和ZeTT8氨基酸序列均含有MYB互作区域、bHLH和ACT保守结构域。ZeGL3基因在花瓣中表达量最高;而ZeTT8基因在花瓣及总苞片中表达量较高,在其他组织中表达量极低。ZeGL3基因在玫红色和红色品种中表达量整体上高于粉红色和珊瑚色品种(P<0.05)。结果表明,ZeGL3基因可能参与了百日草花青素苷代谢调控。本研究可为进一步揭示bHLH家族IIIf亚族基因调控百日草花青素苷代谢的分子机制提供理论依据。

• 毛竹PheMOC1a/b基因表达与互作蛋白分析

  邵明侠, 周敏舒, 陈骄羽, 刘丽, 郭小勤

  毛竹(Phyllostachys edulis)是我国重要的经济竹种,笋芽正常发育与否决定了其产量。MOC1 (MONOCULM1)基因在植物腋分生组织与腋芽的形成和发育中起着重要作用。本研究通过RT-PCR从毛竹中获得2个MOC1同源基因PheMOC1a (GenBank No. ON804247)和PheMOC1b (GenBank No. ON804248),序列分析表明,PheMOC1a和PheMOC1b的ORF分别为1 530和1 293 bp,分别编码509和430个氨基酸,蛋白多肽链中均含有GRAS-superfamily保守结构域,属于GIBBERELLIN ACID INSENSITIVE (GAI), REPRESSOR of GA1 (RGA) and SCARECROW (SCR) (GRAS)基因家族。系统进化树分析显示,PheMOC1a/b与水稻(Oryza sativa) MOC1亲缘关系较近。qRT-PCR分析表明,PheMOC1a和PheMOC1b表达呈现明显的组织特异性;PheMOC1a和PheMOC1b在不同发育阶段笋芽中呈现相反的表达特性,随着笋芽发育进程的推进,PheMOC1a表达量降低,PheMOC1b表达量上升;在不同发育阶段的分枝中,PheMOC1a和PheMOC1b的表达趋势亦相反。酵母双杂交与双分子荧光互补结果显示,PheMOC1a和PheMOC1b不仅可以自身互作,两者间也可以互作;还可与indeterminate domain (IDD)家族的2个成员发生互作,而且这些互作蛋白在细胞核中发挥生物学作用。本研究为进一步分析PheMOC1a/b的生物学功能提供参考依据,为毛竹笋芽发育的分子机制提供基础资料。

• MSTN基因编辑鲁西牛屠宰性状与肉用品质分析

  吴珊珊, 王学侨, 王鑫, 赵晓雨, 白春玲, 杨磊, 武云喜, 魏著英, 李光鹏

  肌肉生长抑制素(myostatin, MSTN)对骨骼肌生长起负调控作用;携有突变基因的动物均表现出优于普通动物的生长性能和产肉性能;而显著提高了产肉量是否会影响肉的品质,这是消费者普遍关心的问题。为此,本研究以MSTN基因编辑牛(Bos taurus)为材料,对其屠宰性状和肉用品质指标做了较为全面的分析。结果表明,MSTN编辑牛与对照牛的屠宰率分别为(60.83±4.68)%和(55.71±0.53)%,净肉率分别为(40.63±2.00)%和(37.62±0.79)%,均具有显著差异(P<0.05)。MSTN基因编辑牛的肉质,包括pH值、嫩度、系水力和营养物质等均与非双肌牛肉无统计学差异。应用RNA-seq和qPCR技术检测牛背最长肌肌肉组织基因的表达,MSTN基因突变影响了与脂肪沉积相关的基因,包括含脂联素、C1Q和胶原蛋白结构域(adiponectin, C1Q and collagen domain containing, ADIPOQ)、脂肪酸结合蛋白4 (fatty acid binding protein 4, FABP4)、脂肪酸合酶(fatty acid synthase, FASN)、脂蛋白脂肪酶(lipoprotein lipase, LPL)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ (peroxisome proliferator-activated receptor γ, PPARγ)和硬脂酰辅酶A去饱和酶(stearoyl-CoA desaturase, SCD)的表达,降低了肌间脂肪含量,提高了瘦肉率。以上结果表明,MSTN基因的人工突变显著提高了鲁西黄牛的产肉性能,减少了肌内脂肪沉积,提高了瘦肉率,且牛肉的食用品质无显著变化。此研究为改良牛肉品质、培育高产肉牛新品种提供依据。

• 牛miR-206潜在靶基因及其组织表达模式分析

  张岩峰, 丁燕玲, 李鹏, 李浩宁, 史远刚, 康晓龙

  miR-206是前期课题组通过全转录组测序筛选出的高低剩余采食量肉牛(Bos taurus)中差异显著的小RNA (microRNAs, miRNAs)之一,为探究miR-206对牛肌肉生长发育的调节作用,本研究以'秦川牛'miR-206为研究对象,分析了miR-206在各物种间的亲缘关系,通过TargetScan、miRWalk等在线软件预测了牛miR-206潜在靶基因并对靶基因进行GO和KEGG富集分析,通过qPCR方法检测牛各组织中miR-206的表达规律。结果表明,牛miR-206与山羊(Capra hircus)的亲缘关系最近,其次是马(Equus caballus),与爪蟾(Xenopus laevis)的亲缘关系最远;miR-206的潜在靶基因中与肌肉发育相关的有组蛋白去乙酰酶4 (histone deacetylase 4, HDAC4)、热休克蛋白家族D成员1 (heat shock protein family d member 1, HSPD1)、纤维连接蛋白1 (fibronectin, FN1)等;功能富集分析发现,预测的靶基因显著富集于MAPK、PI3K-AKT和TNF等与肌肉发育相关的信号通路。qPCR结果显示,miR-206在成年牛腿肌和背最长肌中的表达量最高且极显著高于其他组织(P<0.01),其次是肝脏,在十二指肠及皮下脂肪中的表达量最低;与初生犊牛相比,成年牛皮下脂肪中miR-206表达量极显著下调(P<0.01),背最长肌和腿肌中表达量极显著上调(P<0.01)。本研究结果将为进一步探究miR-206在牛肌肉生长发育过程中的作用提供参考。

• TGF-β1/Smad信号通路相关因子在牦牛肺脏低氧适应中的表达分析

  王可金, 文德全, 崔燕, 张倩, 何俊峰

  低氧应激下,转化生长因子-β1 (transforming growth factors-β1, TGF-β1)/Smad信号通路能被激活并通过促进肺动脉平滑肌细胞的增殖引起低氧性肺动脉高压的发生。为探究TGF-β1/Smad信号通路在牦牛(Bos grunniens)肺脏低氧适应过程中能否被激活,以及其对牦牛肺脏低氧适应性结构形成的可能作用,本研究利用qPCR检测TGF-β1、Smad2和Smad3基因在初生、幼年、成年和老年牦牛肺脏组织中的相对表达量,同时采用Western blot和免疫组织化学方法对初生、幼年、成年和老年牦牛肺脏组织中TGF-β1、Smad2和Smad3的蛋白表达水平,Smad2/Smad3磷酸化蛋白水平(P-Smad2/Smad3)及其分布特征进行研究。qPCR和Western blot结果显示,TGF-β1、Smad2、Smad3和P-Smad2/Smad3的表达趋势基本一致,且在初生、幼年、成年和老年组牦牛肺脏组织中存在表达差异,均在初生和成年组牦牛肺脏组织中表达量高,显著高于幼年和老年组牦牛肺脏组织(P<0.05)。免疫组化结果显示,TGF-β1、Smad2、Smad3和P-Smad2/Smad3的分布位置基本一致,主要分布于初生、幼年、成年和老年组牦牛肺脏气管上皮细胞、肺动脉内皮细胞和肺泡Ⅱ型上皮细胞,初生、成年和老年组牦牛肺脏气管壁平滑肌细胞和肺动脉平滑肌细胞也有其阳性表达。本研究发现TGF-β1/Smad信号通路在牦牛肺脏低氧适应过程中被激活,且在初生、幼年、成年和老年组牦牛肺脏组织中的表达活性存在显著差异,初生组表达活性较高,幼年组显著下调,成年组表达活性达最高,老年组又降低,这提示TGF-β1/Smad信号通路活性的动态调控可能参与牦牛肺脏低氧适应性结构的形成和肺血管功能稳定的维持。本研究为进一步研究牦牛肺脏低氧适应机制提供了资料。

• 基于SSR标记的山东地方鸡种遗传多样性和群体遗传结构分析

  周艳, 雷秋霞, 韩海霞, 刘杰, 李福伟, 刘玮, 王杰, 李大鹏, 曹顶国

  为评估山东省地方鸡(Gallus gallus)种质资源遗传多样性现状,为山东省地方鸡种质资源管理及创新利用提供科学参考依据,本研究利用20对微卫星标记对6个山东省地方鸡种、1个培育品系以及1个省外鸡种共计480个个体进行基因分型,采用软件分析山东省地方鸡种的遗传多样性和群体遗传结构。结果表明,20个多态位点在8个群体中共检测到226个等位基因,平均每个位点11.3个,PIC为0.711。群体平均等位基因为6.625个,观测杂合度(observed heterozygosity, Ho)和期望杂合度(expected heterozygosity, He)的平均值分别为0.579和0.666。分子方差分析结果显示,8个鸡群体间变异为18%,群体内变异为82%,遗传变异主要来自于群体内不同的个体间。聚类分析和主成分分析(principal coordinates analysis, PCoA)结果具有一致性,8个群体被分为3大类,济宁百日鸡(JB)、莱芜黑鸡(LH)、鲁禽鸡(LQ)、琅琊鸡(LY)、鲁西微型鸡(LL)和寿光鸡(SG)率先聚为一类,石歧杂鸡(SQ)和汶上芦花鸡(WL)均单独聚为一类。研究表明,8个群体均具有丰富的遗传多样性,分类结果与各品种地理位置分布以及相互关系基本一致,本研究为山东省地方鸡种的保护、评价及开发利用提供重要的理论依据。

• 大口黑鲈MsIL-21基因的克隆、表达及其对细菌感染的应答特征

  朱雪晴, 赵飞, 邓玉婷, 谭爱萍, 赖迎迢, 巩华, 黄志斌, 荆鹏华

  白细胞介素-21 (interleukin-21, IL-21)是共同γ链细胞因子家族的成员,在抵御多种炎症性和免疫性疾病中发挥重要作用。为了探究大口黑鲈(Micropterus salmoides) IL-21在抵御病原菌感染后的免疫应答功能,本研究克隆了大口黑鲈MsIL-21基因(GenBank No. XP_038555572.1)的ORF,并进行了生物信息学和表达分析。结果显示,MsIL-21的ORF全长为441 bp,编码146个氨基酸。序列分析发现,MsIL-21具有IL-21蛋白的典型结构,包括4组α-螺旋和4个半胱氨酸残基。同源性分析发现,MsIL-21与欧洲海鲈(Dicentrarchus labrax) IL-21的亲缘关系最近。qPCR分析表明,MsIL-21在健康大口黑鲈组织中普遍表达,在肝脏中表达最高。经过维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)和鰤诺卡氏菌(Nocardia seriolae)感染后,MsIL-21在肝脏、头肾和脾脏中表达均上调。采用病原类似物脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)、脂磷壁酸(lipoteichoic acid, LTA)和聚肌胞苷酸(polyinosinic-polycytidylic acid, Poly(I:C))刺激头肾白细胞均可诱导MsIL-21的表达。通过原核表达系统,成功表达和纯化了MsIL-21蛋白。MsIL-21蛋白刺激头肾白细胞可诱导IL-10、IL-22、IL-1β和干扰素-γ (interferon-γ, IFN-γ)的表达。综上,本研究初步证明MsIL-21可能参与抵御病原菌感染,进一步丰富了鱼类IL-21的功能研究。

• 嗜水气单胞菌感染后唇䱻的转录组测序及相关免疫基因分析

  陈洁, 俞静, 朱群茵, 刘子明, 陈旭堂, 朱阳春, 丁国骅, 舒妙安

  细菌性肠炎在水产养殖过程中频繁发生,然而细菌性肠炎的确切机制尚不十分清楚。本研究旨在鉴定与嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染诱导的肠炎相关的新候选基因,以嗜水气单胞菌感染唇䱻(Hemibarbus labeo)为材料,利用BGISEQ-500平台,对其肠道进行转录组测序。结果显示,测序共获得120 173个unigene,平均长度为1 328 bp,组装质量指标N50为2 647 bp,其中72.71%为已知基因。差异表达基因筛选发现,嗜水气单胞菌感染后共有33 706个基因显著差异表达,其中18 878个基因上调,14 828个基因下调。通过GO富集分析发现,差异表达基因主要富集于细胞过程、代谢进程、生物调控、细胞、细胞组分和结合等。通过KEGG富集分析发现,差异表达基因主要富集于信号转导、免疫系统、癌症和传染病等信号通路。差异表达基因分析和qPCR验证显示,抗菌肽基因铁调素(hepcidin)、肝表达抗菌肽2 (liver-expressed antimicrobial peptide 2, leap2)和炎症细胞因子基因白细胞介素1β (interleukin-1β, IL-1β)、肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α)、IL6和IL8的表达在嗜水气单胞菌感染后显著上调。化学合成Hepcidin、LEAP2和细胞溶素(NK-lysin)并检测了其对嗜水气单胞菌的抗菌活性,发现Hepcidin和LEAP2可以有效抑制嗜水气单胞菌的繁殖。本研究为进一步了解唇䱻和其他养殖鱼类细菌性肠炎的致病机制提供了基础数据。

• 枯草芽胞杆菌Z-14菌株芽孢制剂和酷拉斯复配对小麦纹枯病的防治

  张敬敬, 汪敏, 赵港伊, 卞寅博, 刘娜, 张冬冬, 侯春燕, 韩胜芳, 王冬梅

  近年来,小麦纹枯病(wheat sharp eyespot)的发生呈逐年加重趋势,严重影响粮食安全。生产上对小麦(Triticum aestivum)病害的防治主要依赖于化学农药,但是化学防治存在诸多问题。本研究分别应用平板拮抗实验、毒力测定、相容性测定等方法初步分析了枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis) Z-14菌株发酵液对小麦纹枯菌(Rhizoctonia cerealis)菌丝生长的抑制效果、农药酷拉斯对纹枯菌的毒力以及酷拉斯与Z-14菌株间的相容性,在此基础上进一步研究了Z-14菌株的芽孢制剂(8.5×107 CFU/mL)与农药酷拉斯联合拌种对小麦纹枯病的防治效果。结果表明,酷拉斯对小麦纹枯菌具有较高的毒力,其抑制纹枯病菌菌丝生长的平均半最大效应浓度(concentration for 50% of maximal effect, EC50)值为0.035 μg /mL;在该浓度下酷拉斯对Z-14菌株的菌体生长无明显的抑制作用,两者具有较好的相容性;Z-14菌株的发酵液对小麦纹枯病菌菌丝生长抑制率为86.57%。在温室条件下,Z-14菌株的芽孢制剂和酷拉斯联合拌种,在小麦苗期对纹枯病的防效为46.12%,显著高于二者同剂量单独处理;二者联合使用对小麦的根长、株高、茎粗还具有一定促生长作用。因此使用生物制剂防治小麦病害是有效的,对于推动绿色农业发展具有重要意义。

• 盐碱土壤修复菌剂对耐盐蒲公英根际土壤微生物群落多样性的影响

  谭海霞, 彭红丽, 葛振宇, 王连龙, 徐延平, 李丽艳

  土壤微生物是评价盐碱地土壤质量的指标之一,施用微生物菌剂是改善土壤微环境的重要措施。本研究设置对照PC (不施肥)、P2 (盐碱土壤修复菌剂) 2个处理,以含有弯曲芽胞杆菌(Bacillus flexus)和巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)的盐碱土壤修复菌剂为供试材料,采用常规方法测定蒲公英(Taraxacum mongolicum)盛花期根际土壤理化性质和土壤可培养微生物的数量,采用高通量测序技术测定土壤微生物种群结构和多样性。结果表明,施用盐碱土壤修复菌剂使可培养细菌数量提高126.5%,真菌数量降低27.02%。根际土壤16S rRNA和ITS片段的高通量测序分析显示,蒲公英根际微生物包括细菌26门74属418种,真菌10门30属371种。群落结构方面,施用土壤修复菌剂(P2)增加了酸杆菌门(Acidobacteria)、子囊菌门(Ascomycota)、罗兹菌门(Rozellomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度,降低了变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和担子菌门(Basidiomycota)相对丰度。主成分分析(principal component analysis, PCA)表明,施用菌剂改变了蒲公英根际土壤微生物群落结构。冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明,土壤有机质、速效磷是引起蒲公英根际土壤微生物群落变化的环境因子。上述结果表明,土壤修复菌剂提高了盐碱地土壤微生物多样性,促进盐碱地蒲公英根际土壤微环境的改善。本研究为蒲公英在华北地区滨海盐碱地种植提供参考依据。

• 细胞培养肉的发展现状和挑战

  李丹弈, 徐涵, 赵晓雨, 吴珊珊, 杨磊, 白春玲, 李光鹏, 苏广华

  目前人口的快速增长使肉制品需求不断增加,传统畜牧业还会导致一系列的环境和动物福利问题,人造肉的研究会对未来肉制品供应产生重要影响。人造肉包含细胞培养肉和植物蛋白肉两大类,其中细胞培养肉是替代肉类的最佳选择,但由于其技术难度大、开发成本高,导致大规模生产细胞培养肉仍存在诸多挑战。本综述介绍了细胞培养肉的发展历程和目前的技术难点,包括初始培养细胞类型的选择、限制细胞增殖分化的因素及调控方式、细胞培养环境的优化以及体外肌肉组织的形成,以期为细胞培养肉工业化生产提供参考。

• 维甲酸信号与精子发生

  张泰源, 岳林秀, 张雪莲, 唐琦, 李心怡, 郭振刚, 潘传英

  维甲酸是维生素A的活性代谢产物,是精子发生中必不可少的外源信号。然而,维甲酸信号在精子发生的作用与机制尚未完全明确。本文对维甲酸信号的产生、传递、接收、去除以及维甲酸调控的下游基因在精子发生中的作用进行了较为系统的综述,以期为维甲酸信号对精子发生的调控机制研究提供参考资料,同时为保障和提升家畜繁殖力提供理论资料。

• 乳酸菌调控鱼类肠道菌群研究进展

  郭衍彪, 陈恢祥, 汤曜名, 张海福, 陈斯艺, 苏杰森, 钟文禧, 陈灿锋, 张家乐, 麦依瑶

  集约化的人工养殖模式增加了鱼类细菌性疾病爆发的风险,研究鱼类的重要免疫屏障—肠道及其菌群是一个有效的解决方向。大量文献表明,乳酸菌(lactic acid bacteri, LAB)是一类能在水产动物肠道内定殖的无鞭毛、不产芽孢的革兰氏阳性细菌,乳酸菌对宿主,尤其是肠道发挥重要的益生作用。本文通过乳酸菌调控鱼类肠道菌群结构、优化鱼类肠道对营养物质的消化吸收、激活鱼类肠道粘膜免疫以及吸附降解鱼类肠道有毒物四方面进行综述,为乳酸菌在鱼类的研究提供理论基础。

• 肉食兽转铁蛋白受体(TfR) TaqMan实时荧光定量PCR检测方法的建立及应用

  张传美, 崔燕蕾, 温力森, 于永乐, 单虎, 杨海燕

  转铁蛋白受体(transferrin receptor, TfR)是一种位于细胞膜上的Ⅱ型跨膜二聚体糖蛋白,是犬(Canis lupus familiaris)、猫(Felinae)等肉食动物细小病毒(Carnivorous parvovirus)侵入宿主细胞的受体。为了建立一种检测肉食兽TfR基因表达的TaqMan实时荧光定量PCR方法,并对肉食兽不同组织和传代细胞中的TfR基因表达进行检测分析。本研究参考GenBank中公布的犬、猫的TfR胞外区蛋白基因序列设计合成1对引物和1条特异性TaqMan探针,优化qPCR的反应体系和条件,构建阳性质粒,建立标准曲线,进行敏感性、重复性检验,并使用建立的方法对肉食兽不同组织和传代细胞中的TfR基因表达水平进行了检测分析。结果表明,本研究建立的TaqMan实时荧光定量PCR检测方法线性关系良好,相关系数为0.998 7;敏感性高,最低检测浓度为67 copies/µL;重复性好,批内和批间评价实验变异系数均小于2.0%。本研究建立了一种检测肉食兽TfR的qPCR方法,敏感性和重复性好,可用于肉食兽不同组织和传代细胞中TfR基因表达的检测。

• 7种猪繁殖障碍性疫病液相芯片快速检测方法的建立与应用

  邬旭龙, 肖璐, 杨苗, 谢礼, 安微, 郭杨, 张琴, 王印, 林华

  随着我国养猪业的发展和进步,对于疾病的鉴别诊断和大数据分析提出了更高的要求和目标。为建立一种同时检测7种猪(Sus scrofa)繁殖障碍性疫病的方法,促进高通量检测技术在动物病原检测中的发展和应用,本研究针对猪伪狂犬病毒(Pseudorabies virus, PRV)、猪日本乙型脑炎病毒(Japanese encephalitis virus, JEV)、猪瘟病毒(Classical swine fever virus, CSFV)、猪圆环病毒2型(Porcine circovirus type 2, PCV-2)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)、猪细小病毒(Porcine parvovirus, PPV)、非洲猪瘟病毒(African classical swine fever virus, ASFV) 7种猪繁殖障碍性疫病病原,设计特异性引物、探针,经反应条件优化、探针与微球偶联和杂交捕获反应,成功建立1种同时检测7种猪疫病的液相芯片检测方法,并将该方法进行临床应用。结果显示,微球与探针偶联效率较高,在液相环境中能实现对特异性目的基因捕获检测,该方法检测灵敏性较高,可同时检测到7种特异性病原的最低检测限度为103 copies/μL;该方法检测特异性好,与猪其他常见病原无交叉反应,重复性试验中组内和组间检测数据一致性较强。利用建立的方法对临床采集四川规模化猪场疑似发病的65份样品和ASFV阳性对照核酸进行检测和验证,共检出49份阳性样品,阳性率达75.38% (49/65),混合感染检出阳性率为23.08% (15/65),经单重PCR复检后结果一致,证实建立的液相芯片检测方法可应用于临床检测。本研究为猪病多种病原快速鉴别诊断提供有力的技术储备,同时为高通量检测技术的进一步发展提供参考。

• 重组多杀性巴氏杆菌毒素的猪细胞毒性及其小鼠病理模型的建立

  李金峰, 袁建林, 赵勤, 杜森焱, 伍锐, 文翼平, 黄小波, 颜其贵, 曹三杰

  多杀性巴氏杆菌毒素(Pasteurella multocida toxin, PMT)作为多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)最重要的毒力因子之一,危害生猪健康,造成巨大经济损失。为鉴定重组多杀性巴氏杆菌毒素(Recombinant Pasteurella multocida toxin, rPMT)对4种猪细胞的毒性并构建其小鼠(Mus musculus)毒性病理模型。本研究构建pColdⅠ-toxA载体并可溶性表达rPMT;通过形态学观察、细胞增殖毒性(cell counting kit-8, CCK-8)检测及钙黄绿素/碘化丙啶(calcein/propidium iodide)染色探究rPMT对PK15等4种猪细胞的毒性。运用寇氏(Karber)法测定rPMT对C57BL/6J小鼠的半数致死剂量(the median lethal dose, LD50),并对rPMT攻毒后小鼠的心、肝、脾、肺、肾、小肠进行组织病理学分析。结果显示,rPMT蛋白(146 kD)表达于上清;rPMT处理4种猪细胞后,PK15细胞形态变化最明显,细胞死亡较多,细胞活性显著降低(P<0.05),而IPEC细胞活性显著升高(P<0.05);rPMT对C57BL/6J小鼠的LD50为0.490 ng/g (rPMT/体重);攻毒后小鼠肠绒毛脱落,肾脏、肝脏充血严重,脾脏红髓区脾窦出血、淋巴细胞数量减少并伴有大量色素沉积。本研究鉴定发现rPMT对4种猪细胞中的PK15毒性作用最大并成功构建了rPMT对C57BL/6J小鼠的毒性病理模型,为深入研究PMT的致病机制提供了理论基础。