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(双月刊 1956年创刊)
主管:教育部
主办:浙江大学
主编:张国平
出版:浙江大学出版社
刊号:ISSN 1008-9209 CN 33-1247/S
邮发:国内 32-48 国外 BM4108
电话:0571-88272801
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当期目录

2023年, 第5期 刊出日期:2023-10-25 上一期   
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浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 591-754.  
摘要( 32 )     PDF(357878KB)( 192 )
青年科学家论坛
植物雷帕霉素靶蛋白激酶研究进展   收藏
陈文臻,刘佳琦,都浩
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 591-606.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2023.05.101
摘要( 238 )   HTML( 8 )     PDF(1889KB)( 213 )

植物雷帕霉素靶蛋白(target of rapamycin, TOR)作为信号和代谢调节中枢,通过磷酸化修饰整合营养、能量和环境信号,感知植物体内能量变化,调节植物生长发育和环境适应过程。在本文中,我们回顾了TOR的发现历程,总结了以往和近期植物TOR的信号通路研究进展(包括新发现的部分上游效应因子和下游调控路径),TOR在植物胚胎发生、分生组织形成、养分利用、开花和衰老等不同生长发育阶段或代谢过程中的重要作用,以及响应非生物胁迫和生物胁迫的生物学机制,还展望了TOR激酶在未来的研究热点方向及其在农业生产中的应用。

黏连蛋白REC8在减数分裂中的功能和机制   收藏
戴晶玲,余超
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 607-617.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.08.121
摘要( 246 )   HTML( 4 )     PDF(2028KB)( 141 )

黏连蛋白(cohesin)是在功能和进化上高度保守的一类多亚基蛋白复合体,在细胞分裂过程中保障姐妹染色单体的黏连及染色质环结构的形成。减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式,其经历1次DNA复制后连续进行2次细胞分裂,分别完成同源染色体与姐妹染色单体的分离,这一过程需要黏连蛋白的调控。在减数分裂中,存在1组不同于有丝分裂的特异型黏连蛋白。研究特异型黏连蛋白的功能和机制对于深入认识减数分裂过程中染色体结构与动力学行为具有重要意义。REC8是减数分裂特异型黏连蛋白复合体亚基之一,不但参与姐妹染色单体的黏合,还参与减数分裂染色体特异性事件的调控,对减数分裂的发生不可或缺。本文聚焦于减数分裂特异型黏连蛋白REC8,对其在减数分裂过程中的功能和作用机制进行综述,并从磷酸化修饰、微RNAs(microRNAs, miRNAs)等方面探讨了未来对REC8功能研究的方向。

基于CRISPR/Cas系统的病原核酸检测技术研究进展   收藏
李红招,王浩,尹睿,乐敏,李艳
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 618-632.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.08.051
摘要( 150 )   HTML( 16 )     PDF(4481KB)( 89 )

作为一种古老的细菌和古菌免疫系统,规律成簇的间隔短回文重复序列及其相关蛋白[clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated protein (Cas), CRISPR/Cas]系统现已发展为新兴的热门基因编辑工具,极大地推动了其他多个生物学相关领域的发展。其中,通过结合CRISPR/Cas系统与核酸恒温扩增技术建立了一些新型的高效、灵敏、不依赖仪器设备的检测方法,如DNA内切酶靶向的CRISPR反式报告系统(DNA endonuclease-targeted CRISPR trans-reporter, DETECTR)、特异性高灵敏度的酶报告器系统(specific high-sensitivity enzymatic reporter unlocking, SHERLOCK)等,不但提高了CRISPR/Cas系统在不同应用场景下的检测性能,更进一步激发了其在现场检测中的应用潜力。本文基于近年来被广泛应用的3种CRISPR/Cas系统(CRISPR/Cas9、CRISPR/Cas12a以及CRISPR/Cas13)的生物核酸检测方法,阐述了CRISPR/Cas系统的生物学意义及一般作用原理,并通过回顾以往开展的CRISPR/Cas系统相关的病原检测研究,比较分析了不同检测系统的特点以及在实际应用过程中可能存在的不足,为针对不同病原在不同应用场景下建立更加高效、合理的CRISPR/Cas系统检测方法提供了有益参考。

作物重要细菌和病毒病害专题
维管束木质化调控植物抗青枯病的研究进展   收藏
李陈莹,王冉,梁岩
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 633-643.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2023.06.171
摘要( 235 )   HTML( 8 )     PDF(2188KB)( 209 )

细菌性青枯病是由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)(以下简称“青枯菌”)引起的一种典型的维管束病害,发病后严重影响作物产量与品质。选育抗病品种是从根本上解决青枯病危害的最有效措施,而了解植物免疫反应的分子机制是抗病育种的基础。越来越多的研究表明,维管束免疫具有细胞类型特异性。植物识别青枯菌后,通过信号传导诱导维管束细胞壁木质化,形成植物抵御青枯菌扩散的主要屏障。木质素的合成受到精细的调控,其关键合成酶基因在转录、翻译、时空特异性表达等不同方面受到调控。本文综述了植物对青枯菌的识别和信号传导机制,以及诱导维管束木质化调控青枯病抗性的研究进展,包括诱导木质素合成基因表达、木质素单体转运和聚合、不同木质素类型产生等分子机制,以期为利用维管束木质化改性技术进行青枯病的抗性育种提供理论依据。

植物与青枯劳尔氏菌识别的分子基础研究进展   收藏
肖志亮,杨爱国,张美祥
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 644-650.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2023.06.161
摘要( 249 )   HTML( 6 )     PDF(832KB)( 201 )

青枯劳尔氏菌(简称“青枯菌”)可在多种作物上引发细菌性青枯病,严重威胁全球作物的安全生产。青枯菌遗传多样性高、变异快,目前生产上缺乏有效的抗病品种,这给青枯病的防治带来了挑战。挖掘植物中识别青枯菌相关分子模式或效应子的受体蛋白,并解析其识别的分子机制,可为认识植物与青枯菌的互作机制提供线索,同时为植物广谱抗病性的创制奠定理论基础。本文综述了近年来植物与青枯菌识别的分子基础研究进展,重点介绍了植物中识别青枯菌的膜上受体和胞内受体的鉴定、功能解析,以及受体与青枯菌相关分子模式或效应子的识别机制,并对今后青枯病防控中抗病资源的挖掘和利用进行了展望。

青枯劳尔氏菌型效应子的致病和无毒机制   收藏
戚培培,于晓,李博
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 651-661.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2023.06.011
摘要( 244 )   HTML( 3 )     PDF(1680KB)( 109 )

青枯劳尔氏菌(简称“青枯菌”)是一种危害十分严重的植物病原细菌,其引起的植物青枯病严重影响番茄和马铃薯等作物的健康生产。青枯菌寄主种类广泛,而且能够通过基因水平转移和基因重组获得新毒力,以扩展寄主范围。青枯菌的致病机制复杂,Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system, T3SS)是关键的致病因子,其分泌的Ⅲ型效应子(type Ⅲ effectors, T3Es)在致病过程中发挥重要功能,从不同层面抑制寄主先天免疫反应;此外,植物寄主也能识别青枯菌的效应子,激活效应子触发的免疫反应并产生抗病性。本文对青枯菌Ⅲ型效应子的毒性机制与无毒功能进行了讨论和总结,为深入了解青枯菌的致病机制和植物抗青枯病的机制提供了思路。

尿苷二磷酸-葡萄糖4-差向异构酶编码基因galE影响甘薯青枯菌致病性和碳代谢   收藏
张鸿,林志坚,祝金栋,林赵淼,李国良,许泳清,刘中华,邱永祥,邱思鑫
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 662-676.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2023.09.191
摘要( 99 )   HTML( 1 )     PDF(6149KB)( 42 )

为明确尿苷二磷酸(uridine diphosphate, UDP)-葡萄糖4-差向异构酶编码基因galE的功能,通过构建甘薯青枯菌galE基因敲除菌株ΔgalE及回补菌株CΔgalE,探索galE基因与甘薯青枯菌致病相关表型间的关联及对甘薯青枯菌生理代谢的影响。结果表明:galE基因缺失显著降低了青枯菌对甘薯的致病性,并且影响了致病相关表型。ΔgalE菌落流动性、菌体泳动能力、胞外多糖含量和生物膜形成量均明显低于野生型SPRS911和CΔgalE。在半乳糖代谢途径中,galE基因缺失后,参与尿苷二磷酸葡糖与葡萄糖之间代谢的galUpgmglk基因表达量降低,D-葡萄糖-6-磷酸累积;与UDP-半乳糖代谢有关的dgoKdgoAadgoAbmalZgalM基因表达量升高。galE基因缺失还加强了甘薯青枯菌对于苹果酸的同化作用。上述研究结果说明,galE基因对青枯菌的致病性与碳代谢水平均有明显影响。

中国小麦花叶病毒富含半胱氨酸蛋白多克隆抗体的制备与应用   收藏
戴远兴,郭留明,何婧,沈峥嵘,耿艳飞,吕明芳,袁正杰,李静,张恒木
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 677-686.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2023.02.011
摘要( 92 )   HTML( 7 )     PDF(3859KB)( 88 )

中国小麦花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus, CWMV)是小麦花叶病的重要病原体之一,长期威胁小麦的产量和品质;CWMV富含半胱氨酸蛋白(cysteine-rich protein, CRP)在病毒侵染过程中具有重要而复杂的功能。为了深入研究CRP的功能和CWMV侵染机制,本研究采用反转录聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)从CWMV侵染的小麦叶片中获得CRP基因编码区,将其克隆至原核表达载体pET-32a上,并将重组质粒pET-CRP转化至大肠埃希菌BL21(DE3)感受态细胞中进行诱导表达;通过镍柱亲和层析法纯化CRP重组蛋白,并用作抗原免疫新西兰白兔,制备多克隆抗体。蛋白质印迹法、间接酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)和斑点ELISA分析结果显示:纯化的CRP抗体不仅具有高度的特异性,而且效价高达1∶4 096 000,是未纯化抗体效价的4倍;该抗体能识别0.5 ng抗原,显示出较高的灵敏度;在1∶120 000稀释条件下,该抗体能特异且灵敏地识别天然CRP。综上所述,本研究所制备的CRP抗体不但可用于田间CWMV病株样品的精准诊断,还可用于植物体内瞬时表达CRP的检测分析,为后续CRP检测、定量分析及其亚细胞定位等研究提供了依据。

新德里番茄曲叶病毒西瓜分离物的全基因组序列测定及分析   收藏
程雨欣,胡红霞,梁燕青,钱亚娟
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 687-695.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2023.05.122
摘要( 94 )   HTML( 2 )     PDF(3557KB)( 98 )

从上海采集到表现卷叶和黄化症状的西瓜病叶,为明确其病原类型,本研究提取病叶RNA并进行小RNA高通量测序,经序列拼接比对和斑点酶联免疫吸附试验(dot-enzyme linked immunosorbent assay, Dot-ELISA),证实病样感染新德里番茄曲叶病毒(tomato leaf curl New Delhi virus, ToLCNDV)。进一步通过滚环复制(rolling circle replication, RCR)富集DNA,利用背靠背引物进行聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR)扩增,获得2个ToLCNDV西瓜分离物的DNA-A和DNA-B全长序列,暂命名为ToLCNDV SH-WM1和ToLCNDV SH-WM2。使用MEGA 11.0、SDT v1.2等软件进行系统进化分析,结果表明,ToLCNDV SH-WM1与ToLCNDV SH-WM2及已报道的ToLCNDV其他中国分离物的亲缘关系较近,其全核苷酸序列相似度为98.99%~99.70%。全基因组多态性分析及群体变异分析显示,ToLCNDV中国分离物的单核苷酸变异率小于3%,其中,同义突变位点46个,非同义突变位点29个,不存在插入或缺失突变,各个编码蛋白中AC4蛋白氨基酸序列最为保守。本研究揭示ToLCNDV中国分离物具有较低的种内遗传变异。

甜瓜瓜类蚜传黄化病毒侵染响应基因鉴定   收藏
杨思语,宫子惠,胡仲远,张明方,杨景华
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 696-707.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2023.05.121
摘要( 111 )   HTML( 3 )     PDF(4586KB)( 114 )

瓜类蚜传黄化病毒(cucurbit aphid-borne yellows virus, CABYV)是侵染甜瓜(Cucumis melo)等葫芦科作物的重要病毒之一,严重影响作物产量和品质。响应CABYV侵染的关键基因鉴定可为甜瓜抗病毒病育种提供靶基因。本研究用构建的CABYV侵染性克隆载体接种‘西州蜜’甜瓜,并对0 dpi(days post inoculation,感染后时间)、5 dpi、10 dpi、15 dpi、20 dpi时的甜瓜进行病情鉴定与转录组分析。结果表明:‘西州蜜’在20 dpi时表现出叶片明显褪绿、黄化和增厚等典型症状;基于转录组测序鉴定到响应CABYV侵染的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)为1 654个,其中上调基因677个,下调基因977个。对这些响应基因进行基因本体(gene ontology, GO)与京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)富集分析,发现其主要富集在植物-病原互作、光合作用、淀粉和蔗糖代谢、乙醛酸盐和二羧酸盐代谢等途径和过程。差异基因共表达与互作分析发现,在CABYV侵染后,病原防御反应过程中的关键基因RIN4表达量呈下调趋势,推测其负调控甜瓜对CABYV的侵染响应。本研究结果为解析CABYV侵染甜瓜后基因响应的分子机制和甜瓜抗CABYV育种提供了重要依据。

园艺科学
马银花热激蛋白90基因家族的生物信息学及表达分析   收藏
李丰延,瞿方茜,赵芳梦,王琪,周泓,张亮生,夏宜平,王秀云
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 708-718.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.08.012
摘要( 133 )   HTML( 6 )     PDF(3229KB)( 179 )

为探究杜鹃花热激蛋白90(heat shock protein 90, Hsp90)在植物生长发育调节和高温胁迫响应中的作用,本研究以杜鹃花属中观赏价值高、环境适应性强的马银花(Rhododendron ovatum)为材料,利用生物信息学方法对其Hsp90家族开展全基因组水平鉴定以及基因结构、顺式作用元件、进化、表达模式等分析。结果表明马银花Hsp90家族有11个成员,分布在5条染色体上。启动子区顺式作用元件分析表明,Hsp90家族成员均参与植物激素代谢和逆境胁迫响应过程。利用马银花、拟南芥、番茄、茶、杜鹃、河南杜鹃、马缨杜鹃的Hsp90家族构建的系统进化树可被划分为4个主要分支。进化分析显示,Hsp90家族在杜鹃花属分化过程中受到纯化选择作用。Hsp90家族在不同组织器官中和高温处理下的表达模式表明,马银花Hsp90家族参与了花器官的发育和植物对高温胁迫的响应。本研究为杜鹃花Hsp90基因功能的深入解析奠定了基础。

动物科学与动物医学
发酵豆渣对仙居鸡生长性能、血清指标和消化性能的影响   收藏
姜莱,姚垒,袁纯纯,叶雯馨,范京辉,钱利纯
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 719-728.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.08.091
摘要( 109 )   HTML( 4 )     PDF(948KB)( 119 )

本研究旨在利用微生物发酵技术提高豆渣的利用率,开发物美价廉的新型发酵饲料。试验拟用发酵豆渣饲喂1日龄仙居鸡,试验期为42 d。共设置5组,分别为:对照组T1,饲喂基础饲粮;抗生素组T2,饲喂基础饲粮+亚甲基水杨酸杆菌肽(40 mg/kg);处理组T3、T4、T5,分别饲喂以发酵豆渣等量替代2%、4%、6%豆粕的基础饲粮。结果表明:1)与对照组T1相比,抗生素组与各发酵豆渣组仙居鸡的42日龄体质量和平均日增重均显著提高,仅T4组的料重比显著降低(P<0.05)。2)与对照组相比,T4组白蛋白含量极显著提高(P<0.01),T2、T5组超氧化物歧化酶活性极显著提高(P<0.01),T2组丙二醛含量极显著降低(P<0.01)。3)与对照组相比,T4组粗蛋白和粗纤维表观消化率均显著提高(P<0.05),T5组粗蛋白表观消化率极显著提高(P<0.01);T4组十二指肠淀粉酶活性显著提高(P<0.05),T4、T5组十二指肠蛋白酶活性极显著提高(P<0.01),T2、T3、T5组糜蛋白酶活性显著提高(P<0.05)。综上所述,以发酵豆渣等量替代4%豆粕的基础饲粮的饲喂效果最佳,能够显著提升仙居鸡的生长性能、粗蛋白和粗纤维表观消化率以及体内消化酶活性,改善其血清指标,同时具有替代抗生素的潜力。

利用长链非编码RNAs与mRNAs联合分析半番鸭及番鸭胚胎期性腺发育差异   收藏
李丽,章琳俐,辛清武,缪中纬,朱志明,邱君志,郝晓娜,黄勤楼,郑嫩珠
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 729-743.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.07.071
摘要( 87 )   HTML( 2 )     PDF(3442KB)( 95 )

本研究旨在筛选影响鸭胚胎期性腺发育的关键mRNAs和长链非编码RNAs(long non-coding RNAs, lncRNAs),科学解释半番鸭性腺发育缺陷问题。采集半番鸭(BF1、BF2、BF3)和番鸭(F1、F2、F3)各3个雄性胚胎性腺组织并提取其RNA,通过高通量测序筛选差异基因和lncRNAs,预测靶基因并进行功能注释,最后应用实时荧光定量聚合酶链反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)对测序结果进行验证。结果显示:从半番鸭和番鸭性腺组织中共筛选出1 109个差异基因;相对于番鸭,半番鸭中上调表达基因共857个,下调表达基因共252个,其中,醛酮还原酶家族1成员D1基因(aldo-keto reductase family 1 member D1 gene, AKR1D1)、17β-羟基类固醇脱氢酶3基因(17β-hydroxysteroid dehydrogenase 3 gene, 17β-HSD3)和胆固醇侧链裂解酶基因(cholesterol side-chain cleavage enzyme gene, P450scc)等可能与半番鸭性腺分化发育相关。同时,获得了733个显著差异表达的lncRNAs;相对于番鸭,半番鸭中显著上调的lncRNAs共660个,显著下调的lncRNAs共73个。靶基因预测分析显示,136个下调的lncRNAs和893个上调的lncRNAs可能参与差异基因表达并存在潜在的调控关系,其中,TCONS_00246198靶向17β-HSD3,TCONS_00229529靶向四次穿膜蛋白2基因(tetraspanin-2 gene, TSPAN2),说明以上lncRNAs可能通过靶向关键基因来参与鸭胚胎期性腺发育。qRT-PCR结果显示,差异基因和lncRNAs表达水平与转录组测序中的表达趋势一致,表明通过高通量测序获得的数据较为可靠。RNA结合蛋白免疫沉淀(RNA binding protein immunoprecipitation, RIP)试验结果发现,与IgG相比,TCONS_00246198富集水平达71.51倍,表明TCONS_00246198与17β-HSD3蛋白存在直接或间接的相互作用,即两者可能存在靶向关系。综上所述,本研究获得了一批可能影响鸭胚胎期性腺发育的关键mRNAs和lncRNAs,推测差异lncRNAs可以调控差异基因的表达,为了解鸭胚胎期性腺发育差异及禽类性腺发育机制提供了科学依据。

猫冠状病毒非结构蛋白3的多克隆抗体制备及亚细胞定位   收藏
王子仪,金子安,卢辰赫,乔治,王圣文,颜焰,周继勇,郑肖娟
浙江大学学报(农业与生命科学版). 2023 (5): 744-754.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2022.08.011
摘要( 82 )   HTML( 5 )     PDF(11572KB)( 59 )

冠状病毒的非结构蛋白3(non-structural protein 3, Nsp3)是复制/转录复合体的组成部分,也是重要的潜在抗病毒靶标之一。本研究在对Nsp3进行跨膜区、信号肽和抗原表位预测的基础上,通过聚合酶链反应扩增Ⅱ型猫冠状病毒(feline coronavirus, FCoV)代表毒株(WSU 79-1683)Nsp3蛋白中抗原性较好的区段(第50—550位氨基酸),随后将其亚克隆到pCOLD-TF原核表达载体上。在低温条件下,经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷诱导,成功表达分子量约为130 kDa的His-Nsp3重组融合蛋白。在非变性条件下,采用镍柱亲和层析获得了纯度较高的目的重组蛋白。以纯化的重组蛋白为抗原免疫BALB/c小鼠,制备Nsp3多克隆抗血清(多抗血清),蛋白质印迹法(Western blotting, WB)和间接免疫荧光试验(indirect immunofluorescence assay, IFA)结果显示,Nsp3多抗血清能特异性识别FCoV感染细胞中的Nsp3蛋白。采用免疫荧光双标法结合激光共聚焦显微镜对FCoV感染细胞中Nsp3蛋白的亚细胞定位进行分析,结果发现,FCoV感染细胞中Nsp3发生聚集现象,并与内质网存在共定位现象。Nsp3蛋白的特异性抗体制备以及亚细胞定位研究为进一步开展Nsp3蛋白的生物学功能分析奠定了基础。