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基因编辑技术在提高农业生产效率与可持续发展中的作用与前景
1
作者 于翔 石洋 《中国农业文摘-农业工程》 2026年第1期85-90,共6页
【目的】深入探讨基因编辑技术在应对全球人口增长与有限资源约束中的重要作用,旨在提升农业生产效率、实现可持续发展。【方法】通过综述基因编辑技术面对气候变化、病虫害侵袭、土壤退化和水资源匮乏等挑战,在作物改良、抗逆性提升及... 【目的】深入探讨基因编辑技术在应对全球人口增长与有限资源约束中的重要作用,旨在提升农业生产效率、实现可持续发展。【方法】通过综述基因编辑技术面对气候变化、病虫害侵袭、土壤退化和水资源匮乏等挑战,在作物改良、抗逆性提升及资源高效利用等方面的关键技术路径。【结果】研究表明,基因编辑技术在提高作物抗逆性、增强产量品质以及节约资源等方面展现了巨大潜力,能有效缓解传统农业的各种压力,为农业可持续发展提供创新解决方案。【结论】在持续深入的科研和技术革新推动下,基因编辑技术有望引领我国农业迈向高效、绿色及可持续发展的新阶段,并为解决全球范围内的粮食安全和生态环境问题作出重要贡献。 展开更多
关键词 基因编辑技术 农业生产效率 可持续农业 抗逆性改良
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基因工程抗体功能修饰及其在农业食品安全中的应用策略
2
作者 徐重新 沈建兴 +6 位作者 金嘉凤 何鑫 谢雅晶 张霄 朱庆 刘媛 刘贤金 《中国农业科学》 北大核心 2025年第2期355-386,共32页
基因工程抗体是抗体人工定向设计的巨大飞跃,其以重组抗原结合片段、单链抗体、纳米抗体等形式,广泛渗透应用到农业和食品安全中的各个领域;相关创新探索研究还在竞先推进,发展极为迅速。本文总结了当前基因工程抗体主要衍生形式及其依... 基因工程抗体是抗体人工定向设计的巨大飞跃,其以重组抗原结合片段、单链抗体、纳米抗体等形式,广泛渗透应用到农业和食品安全中的各个领域;相关创新探索研究还在竞先推进,发展极为迅速。本文总结了当前基因工程抗体主要衍生形式及其依托的噬菌体、酵母、细菌、核糖体、哺乳动物细胞等抗体库搭载展示平台和相应配套的抗原特异性抗体靶向筛选体系;分析它们借助定点突变、链置换、易错PCR、DNA改组以及同源或异源抗体功能片段甚至与其他功能蛋白融合等策略,在体外开展亲和力成熟乃至提升环境胁迫稳定性等特性功能修饰的关键技术特点;概述它们采用昆虫和动物细胞、植物组织、酵母、大肠杆菌以及其他微生物等表达体系制备相应抗体蛋白状况和潜在优化策略。着重梳理基因工程抗体在产地环境危害物、农兽药投入品、真菌毒素、食源性致病微生物及其有毒代谢物、食源性过敏原等农业食品安全危害物免疫分析上的应用研究现状;同时结合笔者团队近年以Ab2β抗独特型抗体具备模拟抗原结构乃至生物活性功能的特性为理论依据,在模拟Bt Cry毒素结构及抗虫功能的Ab2β抗独特型基因工程抗体和模拟万古霉素抗金黄色葡萄球菌功能的Ab2β抗独特型基因工程抗体等方面创新研发的系列最新成果和相关研究经验,进一步探讨了基因工程抗体在农业食品安全危害物绿色检测和绿色防控创新应用策略研究上的未来发展动向和可行捷径,为基因工程抗体在农业食品安全乃至营养品质评估等领域相关应用研究提供最新最全面的具有参考价值的文献资料和潜在启发思路。 展开更多
关键词 基因工程抗体 抗体亲和成熟 抗体蛋白表达 免疫检测 抗独特型抗体 杀虫抗体 杀菌抗体
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抗旱基因在玉米抗旱基因工程中的应用进展
3
作者 段俊枝 李莹 +5 位作者 燕照玲 齐红志 陈海燕 张会芳 杨翠苹 王楠 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第16期1-9,共9页
玉米是重要的粮食作物、饲料作物,而干旱胁迫会严重影响玉米的生长发育乃至产量。提高玉米的抗旱性是保障玉米生产的重要措施,利用抗旱基因,通过基因工程技术提高玉米的抗旱性是行之有效的途径。抗旱基因包括抗旱调节基因、抗旱功能基因... 玉米是重要的粮食作物、饲料作物,而干旱胁迫会严重影响玉米的生长发育乃至产量。提高玉米的抗旱性是保障玉米生产的重要措施,利用抗旱基因,通过基因工程技术提高玉米的抗旱性是行之有效的途径。抗旱基因包括抗旱调节基因、抗旱功能基因,本文综述抗旱调节基因[蛋白激酶基因包括类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinases, RLK)、丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase kinase, MAPKKK),转录因子基因包括NAC(NAM、ATAF1/2、CUC2)、核因子Y(nuclear factor Y,NFY)、碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)、髓细胞增生症病毒癌基因同源物(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog, MYB)、同源结构域-亮氨酸拉链(homeodomain-leucine zipper, HD-Zip)等]和抗旱功能基因(可溶性糖合成关键酶基因、甜菜碱合成关键酶基因、表皮蜡质相关基因等)在玉米抗旱基因工程中的应用进展,并对该领域存在的问题进行分析,以期为玉米抗旱遗传改良和育种提供参考。 展开更多
关键词 玉米 抗旱性 基因工程 蛋白激酶 转录因子 功能基因
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棉铃虫气味结合蛋白Harm OBP7与相关信息化学物质的分子对接
4
作者 谢桂英 胡心赟 赵新成 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第17期104-115,共12页
为探究棉铃虫(Helicoverpa armigera)触角中特异性表达的气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)Harm OBP7与挥发性气味物质的结合能力和结合模式,采用Alpha Fold在线服务器预测获得Harm OBP7结构模型,并通过Pro Check、ERRAT和Pro... 为探究棉铃虫(Helicoverpa armigera)触角中特异性表达的气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)Harm OBP7与挥发性气味物质的结合能力和结合模式,采用Alpha Fold在线服务器预测获得Harm OBP7结构模型,并通过Pro Check、ERRAT和Pro SA方法对所建模型进行质量评估,利用Discovery Studio软件对Harm OBP7与寄主植物挥发物、非寄主挥发物和性信息素等122种相关信息化合物进行分子对接。结果表明,棉铃虫Harm OBP7为含有6个α螺旋的球状蛋白,具有3对二硫键,属于典型的OBP,经Pro Check、ERRAT和Pro SA方法评价,所建Harm OBP7模型质量良好;Harm OBP7与58种寄主挥发物、4种非寄主挥发物和9种性信息素具有结合潜力,主要通过氢键、疏水作用和范德华力形成结合;与Harm OBP7结合力最强的前5位寄主挥发物分别为正十八烷、2,6-二甲基-4-硝基苯酚、正十七烷、乙酸壬酯、2-十五烷酮;与Harm OBP7结合力最强的非寄主挥发物是苯甲醚;与Harm OBP7结合力最强的前3位性信息素分别是十六醛、十六醇和顺-9-十六碳烯乙酸酯。上述结果表明,棉铃虫Harm OBP7可与多种植物挥发物和性信息素结合,推测Harm OBP7可能与棉铃虫寻找寄主、选择配偶等行为密切相关。 展开更多
关键词 棉铃虫 气味结合蛋白 植物挥发物 性信息素 分子对接
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树冠覆膜对柑橘春见果实品质影响的转录组分析
5
作者 杨俊 何文 +3 位作者 钟玉蝶 伏晓科 李斌斌 向娟 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第22期59-65,共7页
为阐明树冠覆膜对春见柑橘果实品质的影响,比较套袋结合树冠覆膜(PF)与常规套袋(CK)处理下果实的生理特性及转录组差异。测定对比了2种处理下的树冠光照度和叶片SPAD值,分析果实外观(单果重、果皮厚度和可食率等)和内在品质(可溶性固形... 为阐明树冠覆膜对春见柑橘果实品质的影响,比较套袋结合树冠覆膜(PF)与常规套袋(CK)处理下果实的生理特性及转录组差异。测定对比了2种处理下的树冠光照度和叶片SPAD值,分析果实外观(单果重、果皮厚度和可食率等)和内在品质(可溶性固形物、维生素C和可滴定酸含量等)差异。转录组测序后,利用差异表达基因筛选和加权基因共表达网络(WGCNA)解析转录水平差异。结果表明,覆膜处理显著降低树冠光照度(降幅41.7%),虽未显著抑制叶绿素合成(SPAD值无显著差异),但单果重增加21.3%,同时果皮增厚、可食率降低,且覆膜处理提高了维生素C含量。转录分析发现,覆膜仅诱导92个差异表达基因,其中ABA信号通路关键基因PP2C(MSYJ079030)显著上调,WGCNA分析证实ABA在覆膜果实发育中起核心调控作用。果皮增厚可能与木质素合成酶基因COMT(MSYJ095360)相关,而鉴定到的关键转录因子bHLH(MSYJ223830)和ERF(MSYJ114220)可作为分子标记辅助育种的候选基因。表明高糖品种可以通过缩短覆膜周期以平衡果皮发育与糖积累。 展开更多
关键词 树冠覆膜 果实品质 加权基因网络 次级代谢 激素信号
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芦竹独脚金内酯受体基因克隆及功能验证
6
作者 陈虞超 郭生虎 +3 位作者 田莉 钟楠 杨建国 甘晓燕 《中国农学通报》 2025年第5期50-55,共6页
本研究旨在探究芦竹(Arundo donax L)分蘖调控的分子机制,通过克隆其独脚金内酯(SL)受体基因AdD14,并进行生物信息学分析、基因功能验证。以芦竹幼苗为材料,同源克隆其SL受体基因AdD14(Genbank登陆号:OR915727);利用ExPASy、MEGA等软件... 本研究旨在探究芦竹(Arundo donax L)分蘖调控的分子机制,通过克隆其独脚金内酯(SL)受体基因AdD14,并进行生物信息学分析、基因功能验证。以芦竹幼苗为材料,同源克隆其SL受体基因AdD14(Genbank登陆号:OR915727);利用ExPASy、MEGA等软件对基因进行生物信息学分析;利用其原核表达蛋白体外催化的方法验证基因功能。结果发现,AdD14开放阅读框全长816 bp,编码分子量为29.75 kDa的271个氨基酸残基。AdD14蛋白预测属于不稳定的疏水性蛋白,不存在跨膜结构,无信号肽。系统进化树显示,AdD14与其他种类植物D14蛋白具有较高的同源性,保留了SL受体保守结构域和催化三联体,可水解SL受体荧光探针YLG(Yoshimulatone Green),显示AdD14为芦竹SL受体基因。本研究分离了芦竹AdD14基因,其编码蛋白与其他植物的SL受体D14蛋白结构及功能相一致,初步证实其为芦竹SL受体基因,为深入揭示芦竹分蘖调控分子机制奠定了一定基础。 展开更多
关键词 芦竹 独脚金内酯受体 基因克隆 AdD14基因 基因功能验证 生物信息学 分蘖调控
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PEG-6000模拟干旱胁迫下菊芋HD-Zip基因家族的鉴定及表达分析
7
作者 赵孟良 任延靖 刘颖 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第15期37-44,共8页
通过对PEG-6000(聚乙二醇-6000)模拟干旱胁迫下的菊芋转录组数据进行分析处理,筛选出与响应干旱胁迫密切相关的HD-Zip转录因子,利用在线工具ExPASy-ProtParam tool、MEME 3.0、DNAMAN 9.0、MEGA X软件,对菊芋HD-Zip基因家族成员的蛋白... 通过对PEG-6000(聚乙二醇-6000)模拟干旱胁迫下的菊芋转录组数据进行分析处理,筛选出与响应干旱胁迫密切相关的HD-Zip转录因子,利用在线工具ExPASy-ProtParam tool、MEME 3.0、DNAMAN 9.0、MEGA X软件,对菊芋HD-Zip基因家族成员的蛋白质理化性质、保守基序、家族进化关系以及与模式植物拟南芥的系统进化关系进行系统分析,并采用qRT-PCR方法对干旱胁迫下菊芋叶片中HD-Zip基因家族成员的转录水平进行检测。结果表明,ExPASy-ProtParam tool分析显示,菊芋中HD-Zip基因的序列长度为330~1956 bp,平均序列长度为856 bp;能编码氨基酸的数量为109~651个,平均为284个;分子量为27 284.81~161 890.14 u,平均为70 269.39 u;等电点为4.94~5.30;HtHD-Zip基因含有保守的Motif基序的长度为15~50个碱基。进化分析结果显示,HD-Zip基因分为了六大类。qRT-PCR结果分析显示,在PEG-6000模拟干旱胁迫18 h时,HtHD-Zip4、HtHD-Zip7、HtHD-Zip17、HtHD-Zip23、HtHD-Zip25、HtHD-Zip26、HtHD-Zip30、HtHD-Zip34这8个基因明显受到干旱胁迫的诱导表达,其表达量显著上升;其中HtHD-Zip34表达量的涨幅最为显著,上升了11.9倍。研究结果表明,HtHD-Zip基因参与菊芋抵御干旱胁迫的过程。 展开更多
关键词 菊芋 HD-Zip基因 转录因子 鉴定分析 干旱胁迫
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农业合成生物学发展与公共风险防控研究
8
作者 程琨 张森 +2 位作者 黄帅涛 马振玲 王永才 《中国农业科技导报(中英文)》 北大核心 2025年第11期174-185,共12页
农业合成生物学融合了工程学与生命科学,已从单基因编辑迈向系统设计,关键技术包括CRISPRCas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR associated systems)优化、AI(artificial intelligence)设计平台、合... 农业合成生物学融合了工程学与生命科学,已从单基因编辑迈向系统设计,关键技术包括CRISPRCas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR associated systems)优化、AI(artificial intelligence)设计平台、合成微生物技术及作物底盘改造等。这些技术的应用推动了新型农业生产范式的发展,促进了营养强化作物、环境友好型投入品、抗逆作物及低碳循环技术等方面创新,但在生物安全上也面临基因编辑的脱靶效应、病原体改造、实验室操作错误等多维度风险。在生态安全上面临生物多样性影响、生态系统功能扰动风险;在社会伦理上存在创造生命和生命本质争议及食品安全与健康影响、有机农业与合成生物学兼容性争议;在经济上存在技术与市场垄断风险及产业链重组与整合对就业、农业系统结构和功能的影响。为此,世界各国高度重视构建公共风险防控体系,形成了基于产品的监管模式、基于过程的监管模式以及混合模式3种主要模式。未来,技术快速迭代与政策监管滞后的矛盾是农业合成生物学面临的严峻挑战,需遵循全生命周期管理、科学评估、预防为主等原则,通过完善政策与治理体系、坚持责任创新路径,从而支撑全球粮食安全与环境可持续发展。 展开更多
关键词 农业合成生物学 基因编辑 公共风险防控 合成微生物 应用创新
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基于2023年转基因科普短视频评论区数据的内容分析
9
作者 李文娟 尤飞 谢杰 《大学科普》 2025年第3期43-45,共3页
农业是关系到国计民生的特殊产业。我国农业成就举世瞩目,口粮绝对安全、谷物基本自给、公众已经实现吃菜自由、吃瓜自由、吃水果自由等诸多美食自由。农业科技进步对农业生产贡献率越来越大,目前占比近70%。然而,在全民共享农业科技成... 农业是关系到国计民生的特殊产业。我国农业成就举世瞩目,口粮绝对安全、谷物基本自给、公众已经实现吃菜自由、吃瓜自由、吃水果自由等诸多美食自由。农业科技进步对农业生产贡献率越来越大,目前占比近70%。然而,在全民共享农业科技成果的同时,社会上出现了越来越多对农业科技进步和科技成果的不理解,甚至出现了歪曲科研成果、抹黑丰收成果的不和谐声音。因此,有必要将相关农业知识和农产品常识向广大消费者进行科普宣传,科普与科创同等重要。 展开更多
关键词 短视频评论区 转基因科普 农业科技成果
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基于大数据的辽宁大农业生物基因资源共享管理平台设计与开发
10
作者 孟未来 崔晓光 纪晔 《中国农村科技》 2025年第8期55-57,共3页
种质资源是重要的战略性资源,是科技原始创新与现代种业发展的物质基础。辽宁省农业科学院种质资源库目前收集、保存了3万余份农作物资源,并建立了辽宁农业生物基因资源共享管理平台(即LGRISS2.0版),系统已部署在省政务云运行。相比上一... 种质资源是重要的战略性资源,是科技原始创新与现代种业发展的物质基础。辽宁省农业科学院种质资源库目前收集、保存了3万余份农作物资源,并建立了辽宁农业生物基因资源共享管理平台(即LGRISS2.0版),系统已部署在省政务云运行。相比上一代LGIRS系统,LGRISS2.0版实现了种质资源出入库管理和数据共享功能两大基本功能,应用上更加贴合种质库的实际工作流程,人性化的功能设计有效地提升了种质库的工作质量和资源共享分发的效率。目前,数据库设计包含共计69种作物,解决了辽宁省农作物种质资源数据信息尚未有效整合、资源数据孤岛现象严重、种质资源管理缺乏网络化信息系统支撑等问题。但与此同时,LGRISS2.0版也还存在一些问题。基于此,本文提出了辽宁省大农业生物基因资源大数据平台的功能架构设想,即LGRISS3.0版。 展开更多
关键词 辽宁大农业 大数据 生物基因资源共享
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烟草转录因子NtWRKY65在响应干旱胁迫中的功能研究 被引量：1
11
作者 张亚萱 李洪臣 +5 位作者 李丽华 薛松格 宋正熊 贾振宇 陈海洋 张小全 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第4期225-233,共9页
为研究转录因子NtWRKY65在烟草抵御干旱胁迫中的功能,探究NtWRKY65调控烟草干旱胁迫的生理分子机制,以NtWRKY65过表达转基因株系(OE)和烟草栽培品种K326(WT)为试材,分析正常和干旱胁迫条件下OE株系和WT株系表型特征、相对电导率、根系... 为研究转录因子NtWRKY65在烟草抵御干旱胁迫中的功能,探究NtWRKY65调控烟草干旱胁迫的生理分子机制,以NtWRKY65过表达转基因株系(OE)和烟草栽培品种K326(WT)为试材,分析正常和干旱胁迫条件下OE株系和WT株系表型特征、相对电导率、根系活力、叶绿素含量、膜脂过氧化指标、激素含量、抗氧化防御系统酶活性以及关键基因的表达水平。结果表明,干旱胁迫处理后,OE株系的生长状态较WT株系良好,生物量约是WT株系的1.5倍,OE-6株系的根系活力较WT株系增加21.53%,WT株系的叶绿素含量较OE-8、OE-11株系显著降低31.06%、33.58%(P<0.05),OE株系的抗旱能力较WT株系明显提高;与WT株系相比,OE株系的丙二醛含量、过氧化氢含量和超氧阴离子自由基含量显著降低,并且OE株系的抗氧化酶活性显著高于WT株系;脱落酸含量较WT株系显著增加,ABA响应基因、应激相关基因以及干旱相关基因的表达水平均显著高于WT株系。干旱胁迫下,过表达NtWRKY65可显著提高OE株系的生物量和叶片含水率,增强植株叶片内活性氧(ROS)清除能力,提高烟草整体抗氧化防御能力,增强耐旱相关基因表达,促进ABA的合成,从而提高烟草的耐旱性,故转录因子NtWRKY65正调控烟草耐旱性。 展开更多
关键词 烟草 NtWRKY65 过表达 干旱胁迫 功能验证
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基于重组酶聚合酶扩增的转基因玉米和大豆现场快速检测方法 被引量：1
12
作者 闫家通 陈冠玮 +7 位作者 缪青梅 彭城 杨蕾 陈笑芸 徐晓丽 魏巍 徐俊锋 汪小福 《遗传》 北大核心 2025年第6期694-707,共14页
随着我国转基因玉米和转基因大豆的商业化种植,为了保证我国生物育种产业的健康发展,迫切需要开发转基因玉米和大豆的现场快速检测技术。本研究针对转基因玉米和大豆现场快速检测技术的不足,提出了一种基于重组酶聚合酶扩增技术(recombi... 随着我国转基因玉米和转基因大豆的商业化种植,为了保证我国生物育种产业的健康发展,迫切需要开发转基因玉米和大豆的现场快速检测技术。本研究针对转基因玉米和大豆现场快速检测技术的不足,提出了一种基于重组酶聚合酶扩增技术(recombinase polymerase amplification,RPA)的快速检测方法。选择具有代表性的转基因玉米(双抗12-5、DBN9936、MON810)和大豆(DBN9004、GTS40-3-2、SHZD32-1)为检测对象,根据其侧翼序列,筛选特异性引物和探针,建立了高特异性、灵敏度达20拷贝的RPA扩增体系。为了快速获取DNA,种子样品利用核酸释放剂获得可用于RPA扩增的模板,为了消除叶片中叶绿素并快速获取DNA,叶片样品利用本实验室研发的核酸快速一体化提取装置快速获取DNA,以消除叶绿素干扰。结合便携式金属浴启动RPA扩增,蓝光切胶仪用于可视化检测,构建了转基因玉米和大豆的现场快速检测方法。该方法检测时间约为20 min,与常规PCR检测结果一致,适用于现场快速检测,无需大型设备,具备较强的实用性和适应性。该方法为转基因作物现场检测提供了技术支持,并为其他核酸快速检测技术的应用提供参考。 展开更多
关键词 转基因作物 RPA反应 荧光可视化 现场检测 快速提取
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基因编辑食品标识制度的理论证成、国际比较及中国方案 被引量：1
13
作者 张文斐 杨菲 刘旭霞 《生物技术通报》 北大核心 2025年第3期25-34,共10页
基于基因编辑技术的自身特性与生物育种产业化扩面提速的现实需求,以可检测性标准构建独立的基因编辑食品标识制度确有必要。基因编辑食品标识制度在国际上有多种方案,欧盟对基因编辑食品标识的客体进行类型化处理,美国从法律依据、制... 基于基因编辑技术的自身特性与生物育种产业化扩面提速的现实需求,以可检测性标准构建独立的基因编辑食品标识制度确有必要。基因编辑食品标识制度在国际上有多种方案,欧盟对基因编辑食品标识的客体进行类型化处理,美国从法律依据、制度内容、公众参与等方面体现标识制度的透明化,加拿大则开放化地为基因编辑食品引入自愿透明度倡议。我国基因编辑作物产业化进程中,应通过制定专门法律文件,完善国内规则体系,加强国际沟通合作,良性对接国际规则来加强基因编辑食品标识制度的顶层设计,通过标识客体类型化、标识内容精细化、标识类型统一化来优化基因编辑食品标识制度的内容体系,通过完善可追溯制度、建立公开数据库、提高消费者认知来健全基因编辑食品标识制度的保障措施,以维护消费者的选择权和知情权,促进生物育种产业高质量可持续发展,保障国家生物安全,提高我国新兴生物技术运用及监管方案在农业领域的竞争力。 展开更多
关键词 基因编辑食品标识 可检测性 自愿标识 可追溯管理 公开数据库
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亮叶月季叶绿体基因组密码子偏好性分析 被引量：1
14
作者 侯哲 姜正之 +1 位作者 沈萍 黄长兵 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第7期38-44,共7页
本研究选取亮叶月季叶绿体基因组的58条CDS蛋白编码基因序列作为研究对象,进行了密码子偏好性的分析。使用CodonW 1.4.2和EMBOSS软件对亮叶月季的密码子碱基组成进行分析,得到GC、ENC、RSCU等参数,基于这些参数,用Orign、SPSS等软件进... 本研究选取亮叶月季叶绿体基因组的58条CDS蛋白编码基因序列作为研究对象,进行了密码子偏好性的分析。使用CodonW 1.4.2和EMBOSS软件对亮叶月季的密码子碱基组成进行分析,得到GC、ENC、RSCU等参数,基于这些参数,用Orign、SPSS等软件进行中性绘图分析、PR2-plot分析、ENC-plot分析和相关性分析,并选出最优密码子。结果表明,亮叶月季叶绿体基因组密码子不同碱基位置的GC含量顺序分别为GC1(46.38%)>GC2(39.63%)>GC_(3)(25.08%),说明亮叶月季密码子优先使用以A或T结尾的碱基;中性绘图分析结果显示,GC_(12)与GC_(3)的相关性不显著,密码子第3位上的碱基构成可能与第1、2位上的不同,可以推断出密码子的偏好性主要受自然选择的影响;ENC-plot分析结果显示,绝大多数基因在标准曲线的下方,表明ENC的实际值与ENC的预期值之间存在一定距离,可以看出密码子偏好性不仅受到突变压力的影响,还受到选择压力的影响;PR2-plot绘图分析中,大部分亮叶月季密码子基因坐落在右下方,说明密码子在第3位碱基的使用上具有偏好性,且使用次数表现为T>A,G>C。综上,选择和突变等因素共同影响着亮叶月季叶绿体基因组密码子的偏好性。在亮叶月季叶绿体基因组中共筛选出UUU、UUA、CUU、AUA、AAU、GUA、UCA、ACA、CAU、GAU、UGU、CGA、AGU、AGA、GGU、GGA等16个最优密码子,并全部以A或U结尾。 展开更多
关键词 亮叶月季 叶绿体基因组 密码子偏好性 突变 选择
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普通烟草NtARF2基因克隆及表达模式分析 被引量：1
15
作者 武博寒 李鹏志 +7 位作者 蒋红娟 刘涛 贺帅 孟岩 喻奇伟 湛佳伟 温海洋 贾宏昉 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第4期94-99,共6页
为探究生长素响应因子NtARF2基因在调控烟草钾的吸收和利用过程中的功能,将烟草K326 NtARF2的cDNA作为模板通过PCR反应进行克隆,利用生物信息学软件分析其结构和功能,通过亚细胞定位技术判断其表达位置,运用qRT-PCR等技术对NtARF2基因... 为探究生长素响应因子NtARF2基因在调控烟草钾的吸收和利用过程中的功能,将烟草K326 NtARF2的cDNA作为模板通过PCR反应进行克隆,利用生物信息学软件分析其结构和功能,通过亚细胞定位技术判断其表达位置,运用qRT-PCR等技术对NtARF2基因的表达模式进行研究。结果表明,NtARF2基因全长2556 bp,可编码851个氨基酸;NtARF2蛋白相对分子质量为94.52805 ku;理论等电点为6.37,酸性;不稳定指数为55.11,属于不稳定蛋白,并且不包含跨膜结构域;同源性和进化树分析表明,烟草NtARF2与拟南芥AtARF2同源性和亲缘性较高。亚细胞定位结果表明该蛋白是一个核蛋白;启动子分析和不同胁迫(低钾、高温、干旱、低温、高盐)处理下的qRT-PCR结果显示,NtARF2基因能够响应低钾、高温、干旱和盐胁迫反应,尤其是低钾响应;进一步研究发现该基因具有组织表达特异性,且低钾条件下烟株根、茎和叶片部位该基因表达量显著降低,推测其参与了不同胁迫下钾离子的吸收和再利用,且可能是一个负调控因子。 展开更多
关键词 普通烟草 NtARF2基因 基因克隆 表达模式 低钾胁迫
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柑橘NHX基因的鉴定及盐胁迫下表达分析 被引量：1
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作者 岳杨 张德健 +1 位作者 王鹏 金龙飞 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第4期161-168,共8页
为研究柑橘NHX基因家族的生物学特性,利用生物信息学方法从枳全基因组数据库筛选出8个NHX基因,并对其基因结构、亚细胞定位、保守序列、启动子顺势作用元件、共线性、进化关系以及在枳和酸橙中的表达特征进行分析。结果表明,8个PtNHXs... 为研究柑橘NHX基因家族的生物学特性,利用生物信息学方法从枳全基因组数据库筛选出8个NHX基因,并对其基因结构、亚细胞定位、保守序列、启动子顺势作用元件、共线性、进化关系以及在枳和酸橙中的表达特征进行分析。结果表明,8个PtNHXs基因分布在6条染色体上,进化关系上可以分为3个亚族,编码的蛋白质氨基酸数为250~1128 aa,分子量为27.64~125.20 ku,等电点为5.11~9.36,亲水系数为0.022~0.797,均为疏水性蛋白。亚细胞定位预测表明,PtNHX2和PtNHX8位于细胞膜,其余6个成员均位于液泡。8个PtNHX外显子数量为8~24个,含有的motif数量介于5~9个之间,均含有motif3,启动子顺势作用元件分析发现NHX的启动子中含有大量光、逆境胁迫和激素响应的元件。共线性分析结果显示,枳的物种内有2对共线性关系,枳与拟南芥之间有8对共线性关系。qRT-PCR结果发现,NHX1、NHX5、NHX7在枳中的表达量受盐胁迫诱导,可作为后续柑橘耐盐研究的候选基因。NHX2和NHX8在酸橙中的表达量显著高于枳,这可能是酸橙比枳耐盐的原因之一。结果可为进一步探索柑橘NHX基因的潜在机制及盐胁迫下候选基因的挖掘提供了理论基础。 展开更多
关键词 柑橘 NHX 生物信息学 基因表达
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多组学分析水稻耐盐碱性研究进展
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作者 刘猷红 唐傲 +5 位作者 董文军 孟英 张喜娟 刘凯 王南博 冷春旭 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第12期1-8,共8页
盐碱胁迫是制约全球水稻生产的重要因素之一,培育耐盐碱水稻品种成为水稻育种热点,然而水稻对盐碱胁迫的响应是一个多信号通路参与的复杂调控网络,受多种因素制约,导致对水稻耐盐碱分子机制的研究还不够深入,突破性的品种还未出现。近年... 盐碱胁迫是制约全球水稻生产的重要因素之一,培育耐盐碱水稻品种成为水稻育种热点,然而水稻对盐碱胁迫的响应是一个多信号通路参与的复杂调控网络,受多种因素制约,导致对水稻耐盐碱分子机制的研究还不够深入,突破性的品种还未出现。近年来,随着高通量多组学测序方法的不断创新,以高灵敏度和大规模为特点的组学分析技术开始大量应用于水稻盐碱胁迫分析。通过分析整合多组学数据,对水稻响应盐碱胁迫和代谢途径的调控机制有更清晰完整的理解。本文综述水稻盐碱胁迫的基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和表观遗传学等方面的研究进展,多角度系统揭示水稻盐碱胁迫响应的分子机制和调控通路,有效提高筛选鉴定关键耐盐碱基因的准确性,精准阐释关键基因的表达模式和代谢通路,以期通过整合多组学数据,加快水稻对盐碱胁迫响应机制的破解,为培育耐盐碱水稻品种奠定理论基础,对保障我国粮食安全和改良生态环境具有重要的意义。 展开更多
关键词 盐碱胁迫 多组学分析 水稻 耐盐碱基因 耐盐碱性 多信号通路
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茶树APC/C基因家族全基因组鉴定及表达模式分析
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作者 李红建 王青 +7 位作者 方开星 倪尔冬 姜晓辉 秦丹丹 王秋霜 潘晨东 李波 吴华玲 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第19期52-61,共10页
APC/C是一类多亚基E3泛素连接酶,在植物生长发育和逆境反应中起着重要作用。为研究茶树APC/C基因家族的特征,探讨其功能和在逆境适应中的潜在作用,利用生物信息学方法从茶树基因组中鉴定到15个APC/C基因,分析其染色体定位、基因结构、... APC/C是一类多亚基E3泛素连接酶,在植物生长发育和逆境反应中起着重要作用。为研究茶树APC/C基因家族的特征,探讨其功能和在逆境适应中的潜在作用,利用生物信息学方法从茶树基因组中鉴定到15个APC/C基因,分析其染色体定位、基因结构、保守结构域及进化关系;基于转录组数据分析各成员组织表达特异性及在非生物胁迫、激素处理下的响应模式。结果表明,15个APC/C基因家族成员不均匀地分布在6条染色体上;其蛋白长度为65~1 786 aa,分子量介于7.34~197.42 ku之间,等电点介于3.73~9.49之间。共线性分析结果显示,茶树APC/C基因家族成员与玫瑰同源基因亲缘关系较近,有7对基因存在共线性关系。启动子分析发现,茶树APC/C基因启动子中含有光响应元件最多。miRNA靶向预测显示,8个APC/C基因受16个miRNA靶向调控。表达模式分析结果显示,多数APC/C基因在茎和叶中表达量较高,且随着叶片成熟度增加表达量逐渐降低;APC/C基因在非生物胁迫和激素处理下呈现不同的响应模式。 展开更多
关键词 茶树 APC/C基因家族 非生物胁迫 激素响应 表达模式
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多花黄精PcWRKY1基因的克隆及响应高温胁迫功能分析
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作者 贾慧 赵玉龙 +4 位作者 郭晓阳 杨铁钢 郭红霞 苏秀红 腊贵晓 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第4期200-208,共9页
探究WRKY转录因子家族在多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua)适应高温胁迫中的作用,基于前期转录组分析鉴定到受高温影响显著下调的基因PcWRKY1,克隆了PcWRKY1基因,并利用生物信息学、RT-qPCR和玉米原生质体瞬时转化体系等技术对其编... 探究WRKY转录因子家族在多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua)适应高温胁迫中的作用,基于前期转录组分析鉴定到受高温影响显著下调的基因PcWRKY1,克隆了PcWRKY1基因,并利用生物信息学、RT-qPCR和玉米原生质体瞬时转化体系等技术对其编码蛋白的基本特性、组织表达特异性、高温胁迫下表达模式及功能进行了分析。结果显示:PcWRKY1基因CDS序列全长共1560 bp,编码519个氨基酸;PcWRKY1蛋白没有跨膜结构,分子量为56.93 ku,等电点为7.2,具有2个WRKY保守结构域,属于GroupⅠa类群;RT-qPCR分析结果显示,PcWRKY1基因在多花黄精不同组织中均有表达,且在种子中表达量最高,其转录水平受高温胁迫的抑制;玉米原生质体中PcWRKY1定位于细胞核中,且高温处理不影响其位点;在玉米原生质体中瞬时过表达PcWRKY1,与无高温胁迫相比,抑制了过氧化氢酶(CAT)活性的增加,提高了高温胁迫诱导的丙二醛(MDA)含量的增加,说明过表达PcWRKY1降低了原生质体在高温胁迫下的耐性。综上所述,PcWRKY1可能在多花黄精响应高温胁迫中起负调控作用。 展开更多
关键词 多花黄精 WRKY转录因子 高温胁迫 生物信息学分析 功能分析
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半夏PtNAC48基因克隆与表达分析
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作者 苏传栋 纪明芳 +4 位作者 王振 朱艳芳 薛涛 伯晨 薛建平 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第4期218-224,共7页
根据半夏三代转录组数据,利用PCR技术克隆PtNAC48基因,并对其进行生物信息学分析;利用qRT-PCR技术检测该基因在半夏根、块茎、叶柄、叶片4个组织部位和15%PEG 4000模拟干旱胁迫处理下不同时间段的基因表达变化,以探究干旱胁迫下PtNAC48... 根据半夏三代转录组数据,利用PCR技术克隆PtNAC48基因,并对其进行生物信息学分析;利用qRT-PCR技术检测该基因在半夏根、块茎、叶柄、叶片4个组织部位和15%PEG 4000模拟干旱胁迫处理下不同时间段的基因表达变化,以探究干旱胁迫下PtNAC48的功能与作用,为后续研究该基因响应半夏干旱胁迫的分子机制奠定基础。结果表明,成功克隆PtNAC48基因,基因编码区全长1086 bp,编码361个氨基酸,含有NAC转录因子典型NAM保守结构域;亚细胞定位预测其定位在细胞核中,PtNAC48是亲水性蛋白,无信号肽与跨膜结构,存在糖基化和磷酸化位点。序列比对和进化分析表明,PtNAC48和其他物种已报道的NAC蛋白有相似的保守序列,与玉米ZmNAC071亲缘关系最近。qRT-PCR技术检测结果显示,PtNAC48基因在半夏的叶柄中表达量最高,在根中最低,模拟干旱处理下该基因表达量随处理时间逐渐升高,胁迫24 h时表达量最高,随后呈下降趋势;转录激活试验证明PtNAC48蛋白不具有转录自激活活性。PtNAC48基因受干旱胁迫诱导表达,推测该基因在响应半夏干旱胁迫中发挥着重要作用。 展开更多
关键词 半夏 NAC转录因子 基因克隆 生物信息学 干旱胁迫 表达分析 转录激活
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