摘要点击排行

一年内发表的文章 |  两年内 |  三年内 |  全部
Please wait a minute...
选择:
农业生物育种技术的发展历程及产业化对策
林敏
2021, 11 (4): 405-417.
摘要386)   HTML41)    PDF (2821KB)(437)   

伴随千百年来自然物种进化与人类科技进步,世界农业育种经历了原始育种、传统育种和分子育种三个时代的跨越。生物育种是生物技术育种的简称,属于从转基因育种3.0版跨入智能设计育种4.0版、集各种前沿技术大成的新一代分子育种技术,其中最具代表性的包括培育革命性和颠覆性新品种的全基因组选择、基因编辑和合成生物技术。回顾了国内外农业转基因和生物育种技术的发展历程,分析了我国生物育种面临的严峻挑战,提出了加快我国生物育种技术创新的产业化对策。

传统与未来的碰撞:食品发酵工程技术与应用进展
张春月, 金佳杨, 邱勇隽, 范立强, 赵黎明
2021, 11 (4): 418-429.
摘要307)   HTML23)    PDF (4566KB)(163)   

随着生物技术的飞速发展,作为食品生物工程的主要组成部分,食品发酵工程技术不断升级,在传统发酵食品的菌种、发酵过程、产品品质得到改善的同时,生物制造的功能食品组分、未来食品等新型产品也应运而生。首先概述了由生物技术和信息技术的进步带来的食品发酵研究手段与生产方式的多层面变革,并重点阐释了利用食品合成生物学设计构建细胞工厂的思路和方法,以及食品生物工程在微生物分析、过程工程和分离工程方面的智能化进程。其次,介绍了现代食品生物工程技术在改善传统发酵食品品质及安全性、生产功能食品组分、添加剂和酶制剂、创制未来食品和开发新型益生食品方面的应用进展。最后,对全球和我国食品发酵产业面临的挑战和未来发展趋势进行了总结和展望,以期为食品发酵的技术革新和工业化应用提供参考。

浅议小麦赤霉病抗性类型与鉴定方法的对应性
咸莉梅, 胡怡, 李磊, 孙政玺, 何心尧, 李韬
2021, 11 (5): 554-559.
摘要188)   HTML17)    PDF (452KB)(188)   

由镰孢菌引起的赤霉病是小麦的重要病害,其抗性比较复杂。准确可靠的鉴定和评价方法是抗性改良成功的前提。评述了小麦赤霉病抗性类型及其不同赤霉病抗性鉴定和评价方法的优缺点,重点讨论了抗性类型与抗性鉴定方法的对应性。希望对赤霉病表型鉴定、不同抗性类型的理解和评价以及抗性改良有借鉴意义。

基于CRISPR/Cas原理的转基因产品检测技术研究进展
谢宇宙, 付伟, 闫超杰, 王智, 朱鹏宇, 任永超, 张永江, 相宁
2021, 11 (4): 430-437.
摘要161)   HTML6)    PDF (1771KB)(83)   

随着转基因产品商业化种植面积不断增加、国际贸易日趋频繁,对转基因生物安全管理提出了更高的要求。转基因产品检测技术作为安全评价的关键环节,逐渐引起了各国政府的关注。目前,针对转基因产品的快速检测方法层出不穷,但这些检测方法对于设备、试剂和专业的实验人员均有较高的要求。因此,为了有效支撑转基因相关产业的发展和管理,亟需建立一种高灵敏度、高特异性及高效的转基因检测技术。基因组编辑技术是近年来迅速发展的一类遗传修饰技术,其代表技术——CRISPR/Cas技术,更是极大地推动了生物技术的发展。CRISPR/Cas技术除了被应用于基因编辑领域,也逐渐被应用于核酸分子检测领域。基于此,以转基因产品检测技术为立足点,从CRISPR/Cas的检测原理、检测效果等技术层面分析了CRISPR/Cas检测技术发展的必然性,并对其在转基因产品检测上的应用前景进行展望,旨在为我国转基因产品快速检测和有效监管工作提供资料,对于保障我国转基因产品贸易的顺利进行具有重要意义。

基因编辑产品检测技术研究进展
王梦雨, 王颢潜, 王旭静, 王志兴
2021, 11 (4): 438-445.
摘要155)   HTML11)    PDF (896KB)(85)   

当前国内外生物技术产业革命加速推进,以基因编辑为代表的转基因新技术发展迅猛,新基因、新性状、新产品不断涌现。围绕基因编辑产品的检测方法将成为转基因生物安全监管的重要一环和有效支撑。因此,基于测序技术、酶切技术、PCR技术和其他检测技术4个方面,总结了目前应用于基因编辑产品检测的一些技术方法,并对每种方法的优缺点进行了分析,以期为今后基因编辑产品的检测提供思路,做好转基因监管技术储备。

我国“十三五”育成小麦新品种(系)抗赤霉病进展分析与展望
张勇, 胡文静, 张春梅, 蒋正宁, 吕国峰, 高德荣
2021, 11 (5): 590-598.
摘要147)   HTML7)    PDF (537KB)(143)   

小麦赤霉病严重威胁我国粮食和食品安全,培育抗赤霉病小麦品种是解决该病害最经济有效的途径。20世纪90年代后,以扬麦158为代表的扬麦、宁麦系列中抗赤霉病品种的育成和大面积推广有效抵御了长江中下游麦区的赤霉病危害,使我国抗赤霉病育种处于国际领先水平。尽管全球明确了7个抗赤霉病基因,为开展抗赤霉病育种提供了重要支撑,但由于赤霉病抗性机制复杂,实现高抗与高产的协调仍极其困难,抗赤霉病仍是当前及未来我国小麦育种的主要目标。对“十三五”期间我国小麦新品系和审定品种的抗性情况以及我国抗赤霉病育种方面取得的进展进行了综述,并提出了重视挖掘和利用扬麦等推广品种中优异抗性基因、将Fhb1导入扬麦等主栽品种的育种技术路线和重视表型精准鉴定等建议,以期为实现我国抗赤霉病育种突破提供借鉴。

畜禽钙磷和微量元素营养研究进展
吴信, 万丹, 印遇龙
2021, 11 (4): 455-461.
摘要141)   HTML0)    PDF (774KB)(26)   

矿物元素在畜禽生长发育、新陈代谢、神经活动、免疫功能、内分泌等几乎所有的生命活动过程中都发挥着重要的生理作用,分为钙、磷、钠、镁等常量元素和铁、锰、钴、铜等微量元素。某种矿物元素摄入不足或在体内过量蓄积、矿物元素间比例失调,都将引起严重后果。随着畜禽养殖业的集约化规模化发展,饲用矿物元素用量迅速增加,但存在不合理使用的情况,造成了资源浪费和环境污染。因此,在满足畜禽营养需要量的前提下,合理地使用矿物元素剂型及剂量,实现降低矿物元素经畜禽粪污向环境中的排放量,不仅利于集约化畜禽养殖业的发展,同时也能有效降低畜禽粪污中的重金属含量,为种植业提供优良的有机肥来源,维护生态系统的平衡,促进种植业和养殖业的可持续健康发展。基于此,以畜禽体内含量最高的常量元素钙磷和微量元素为切入点,介绍了饲用矿物元素的应用现状、畜禽矿物元素基础需要量及合适的添加范围,着重综述了新型饲用微量元素的开发与应用进展,并探讨了矿物元素动态饲喂模式的可行性及有效性,以期为合理利用矿物元素资源及进一步解决全球生态农业研究的畜禽矿物元素导致的环境污染提供参考。

功能核酸概念的内涵与外延
许文涛, 杨敏, 朱龙佼, 张洋子, 李宏宇, 杜再慧, 杨文平
2021, 11 (4): 446-454.
摘要137)   HTML5)    PDF (1383KB)(77)   

对功能核酸概念的分析需要建立在对功能核酸研究的基础上,从内涵和外延两个方面来进行探析。从内涵来看,它是对具有特殊结构、执行特定生物功能的核酸分子的统称;从外延来看,它包括适体、核酸核酶、核糖开关、发光核酸、修饰核酸、功能核酸裁剪、核酸自组装、功能核酸纳米材料、核酸纳米酶、核酸药物、核酸补充剂以及DNA存储技术等。目前功能核酸已成功地应用于生物传感、生物成像、生物医学等诸多领域。对功能核酸这一概念进行了探讨,并尝试对其范畴、特点进行归纳总结,以期梳理和完善功能核酸的基本概念,促进该领域的进一步发展。

基于深度学习的作物基因组学和遗传改良
辛志奇, 赵航, 汪海, 路铁刚
2021, 11 (4): 483-488.
摘要135)   HTML3)    PDF (849KB)(105)   

随着世界人口的不断增长、食物需求量的不断增加,以及气候的不断变化,如何提高农作物产量已成为人类面临的一个巨大挑战。传统设计育种耗时长、效率低,已经不能满足新时代的育种需求。随着基因型和表型数据成本的不断降低,以及各种组学数据的爆炸式增长,人工智能技术作为能够在大数据中高效率挖掘信息的工具,在生物学领域受到了广泛关注。人工智能指导的设计育种将大大加快育种的效率,给育种带来革命性的变化。介绍了人工智能特别是深度学习在作物基因组学和遗传改良中的应用,并进行了总结与展望,以期为智能设计育种提供新的思路。

小麦赤霉病抗病机制研究进展
苏培森
2021, 11 (5): 599-609.
摘要130)   HTML9)    PDF (1329KB)(111)   

小麦赤霉病是一种小麦穗部病害,严重影响小麦的产量和品质。挖掘小麦赤霉病抗性基因,揭示其抗病机制,对于提高小麦赤霉病抗性,推动小麦赤霉病抗性育种进程具有重要的意义。系统阐述了抗赤霉病相关QTL、多组学研究、细胞壁防卫、信号转导、次生代谢物合成、识别应答等小麦赤霉病抗性机制的研究进展,并对未来小麦赤霉病抗性机制的研究方向进行了探讨。希望以此加深研究者对小麦赤霉病抗性机制的了解,为未来小麦抗赤霉病分子机制研究提供理论基础,为小麦抗赤霉病遗传改良提供丰富的基因资源。

氢气生物医学研究进展
赵鹏翔, 谢飞, 刘梦昱, ADZAVON Yao Mawulikplimi, 马雪梅
2021, 11 (4): 503-517.
摘要127)   HTML2)    PDF (1396KB)(36)   

氢气以其安全、有效、渗透性强、代谢产物只有水等特点,逐渐进入医学研究者和临床工作者的视野,并在近年来快速发展。大量研究证明,氢气对于包括肿瘤、炎症损伤、代谢疾病、神经性疾病等百余种疾病具有潜在的治疗作用。2020年新型冠状病毒肺炎(新冠肺炎)疫情全球大流行期间,氢气在新冠肺炎辅助治疗中也崭露头角。对氢气在生物医学的动物学、细胞学和临床研究领域的研究进展进行了总结,并主要综述了氢气在代谢性疾病、神经退行性疾病、急救和创伤医学以及肿瘤领域的研究进展,以期为氢气在生物医学领域的应用研究提供参考。

小麦抗赤霉病外源种质的创制和育种利用
肖进, 程怡璠, 宋融融, 孙丽, 王宗宽, 袁春霞, 王海燕, 王秀娥
2021, 11 (5): 560-566.
摘要121)   HTML8)    PDF (538KB)(98)   

小麦赤霉病是危害小麦安全生产的重要病害之一,种植抗病品种是防治赤霉病最经济有效的手段。目前在生产上应用的抗源很少,越来越多的研究者将目光转移到小麦的近缘属种,寻找新的抗源以及寻求新的育种突破。携带抗性基因的外源染色体可以通过染色体工程手段以附加系、代换系和易位系等形式导入小麦。综述了将大赖草等多个小麦近缘种的抗赤霉病基因导入普通小麦、创制抗病外源种质和育种利用的最新研究进展,以期为小麦抗赤霉病育种提供参考信息。

我国小麦赤霉病成灾原因分析及防控策略探讨
李兵, 梁晋刚, 朱育攀, 王御琦, 焦浈
2021, 11 (5): 647-652.
摘要121)   HTML6)    PDF (538KB)(116)   

小麦是世界上三大粮食作物之一,是全球30亿以上人口的主粮。近年来,由于各种病虫害危害,全球小麦生产和粮食安全受到严重威胁,其中由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦生产上重要的病害之一。此外,病菌会产生多种真菌毒素对人畜生命健康构成严重威胁。化学药剂的使用以及抗病品种的种植可以有效地控制小麦赤霉病的发生。但是,由于高产优质抗病品种匮乏、气候变暖等因素影响,小麦赤霉病在我国小麦主产区频繁暴发;同时,赤霉病菌抗药性产生致使化学农药的防控效果大大降低。从气候变化、耕作制度改变、小麦品种抗性及病菌抗药性等方面,分析了赤霉病暴发成灾的主要原因。在此基础上,结合当前赤霉病防控研究进展以及存在的科学问题,探讨该病害持续绿色防控的对策建议,以期为我国小麦赤霉病的防控研究提供参考。

CRISPR-Cas系统在微生物研究中的应用进展
格日乐其木格, 牛振峰, 董丹, 张涛涛, 峥嵘
2021, 11 (3): 253-259.
摘要121)      PDF (4644KB)(93)   
来源于细菌防御系统的CRISPR-Cas系统因其功能强大、多样性受到广泛关注,也在动物、植物、微生物等各个领域得到了应用并迅速发展。概述了CRISPR-Cas系统的作用机理和分类,并对CRISPR-Cas系统在微生物基因编辑和病毒核酸检测方面的研究及应用进展进行了综述,以期为微生物研究工作提供参考。
小麦DON毒素研究进展
阮双, 司红起
2021, 11 (5): 634-641.
摘要109)   HTML7)    PDF (564KB)(114)   

近年来,由于全球气候急剧变化以及栽培、耕作制度的转变,导致禾谷镰刀菌引起的赤霉病频繁发生,不仅使小麦大面积减产,严重影响其品质,也造成经济上的重大损失。受赤霉菌侵染的小麦会在籽粒中产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)毒素,该毒素广泛污染小麦及其制品、粮油食品和饲料等,是世界上污染面积最大、污染量最高,对小麦危害最严重的真菌毒素之一。DON可以产生广泛的毒性效应,具有很强的细胞毒性,有明显胚胎毒性和一定致畸作用,严重威胁食品安全、人和动物健康。因此,对DON毒素调控机理及防控的研究已成为当前高度关注的热点问题之一。通过综述DON的理化性质、毒性机理、污染特征、分布规律、检测方法以及小麦抗DON毒素积累机制等方面的进展,以期为小麦抗DON毒素育种提供参考依据。

转基因耐除草剂大豆的食用安全评价研究进展
张凤, 贺晓云, 黄昆仑, 汪其怀
2021, 11 (4): 489-495.
摘要108)   HTML2)    PDF (798KB)(36)   

转基因大豆是目前种植最广泛的转基因作物之一,其中具有耐除草剂特性的转基因大豆占比最高。公众对转基因食品一直争议不断,因此,其批准商业化种植前的食用安全性评价显得尤为重要。已有研究显示,转基因耐除草剂大豆已经商业化种植了二十多年,迄今为止还没有观察到任何不良反应。目前已经批准的转基因耐除草剂大豆均进行了严格的毒理学评价、过敏性评价和营养学评价,经过严格评价后上市的转基因大豆可以放心食用。综述了转基因耐除草剂大豆的主要类型,分析了可能存在的安全性问题,对转基因耐除草剂大豆的食用安全性评价方法进行了总结,以期为后续相关转基因食品安全性评价工作的开展提供借鉴。

长期饮用富氢水对正常大鼠生理功能的影响
何晋,寻治铭,谢飞,仪杨,刘梦昱,赵鹏翔
2021, 11 (3): 353-360.
摘要107)      PDF (1565KB)(29)   
大量动物实验和临床试验显示,氢气可能对疾病的预防或治疗有积极作用。尽管目前氢气的安全性已被广泛认可,但是长期氢气干预是否会对机体的生理功能产生影响还缺乏实验数据支持。为了探究长期饮用富氢水(hydrogen-rich water, HRW)对生理功能的影响,测试了长期饮用富氢水大鼠的体重、脏器重量、饮水进食及排泄量、心脏功能、血常规和血清生化指标。研究发现:富氢水对血常规/空腹血糖/肝功能无显著影响;富氢水能够显著提高大鼠血清甘油三酯水平(P<0.05),而胆固醇、胆汁酸和尿酸水平无显著变化;富氢水对大鼠心脏功能无显著影响;富氢水能够显著提高大鼠脑组织重量(P<0.05);富氢水对大鼠体重、其他脏器重量、饮食进水量和排泄量无显著影响。对富氢水干预后的长期影响效果的观察具有一定的基础研究价值和临床参考意义。
CRISPR/Cas及其衍生编辑技术在基因治疗中的应用进展
权春菊, 郑忠亮
2021, 11 (4): 518-525.
摘要105)   HTML3)    PDF (1338KB)(36)   

基因治疗是指利用基因编辑技术对细胞基因进行“修饰”而达到治疗的目的。CRISPR/Cas的出现为基因编辑提供了简单、高效和多功能的平台,同时,为克服DNA双链断裂产生的不良影响,基于CRISPR/Cas的新型技术,如碱基编辑器(base editors,BE)、Prime Editors(PE)和Cas13效应器,被相继开发出来。目前,CRISPR/Cas及其衍生编辑技术已被广泛应用于动物细胞模型构建、药物靶点筛查和基因功能研究等领域,在基因治疗领域也展现出广阔的应用前景。基于此,简要介绍了CRISPR/Cas及其衍生编辑技术,综述了其在单基因遗传病、肿瘤和其他疾病的基因治疗中的应用进展,并分析了其当下面临的挑战,以期为基因编辑在单基因遗传病、肿瘤和其他疾病治疗领域提供理论参考。

sRNA的研究概述及其在小麦赤霉病防治中的应用展望
孙政玺, 胡思嘉, 周益雷, 胡怡, 江宁, 李磊, 李韬
2021, 11 (5): 653-659.
摘要105)   HTML2)    PDF (487KB)(67)   

赤霉病是小麦中最难攻克的真菌性病害之一,不仅能够引起小麦减产,而且会造成DON毒素污染,目前小麦赤霉病的防控仍面临瓶颈。近年来,植物小分子非编码RNA(small noncoding RNA, sRNA)在植物抗病中的作用引起了广泛的关注。sRNA以其分子量小、可移动、靶向更精准等特点,理论上可以作为生物防治赤霉病制剂的主要成分。阐述了sRNA在植物抗病中的研究进展以及利用sRNA特异、高效防治赤霉病的可行性,以期为赤霉病的防治提供新策略。

中国硒资源利用中若干关键科学问题的探讨
臧华伟, 张泽洲, 龙泽东, 施文尧, 尹雪斌, 刘永贤, 袁林喜
2021, 11 (4): 542-549.
摘要104)   HTML8)    PDF (1072KB)(50)   

中国是典型缺硒大国,一条马鞍形土壤缺硒带呈东北-西南走向分布,占主要农耕区土壤面积的33.34%,但同时也存在点状分布的富硒-高硒地区,占主要农耕区土壤面积的8.69%,成为湖北恩施、陕西安康、安徽石台、广西巴马、江西宜春等地方农业转型升级的新抓手,得到大力开发利用。伴随着硒资源的开发利用,一些科学问题被广泛提出,如:硒摄入有何健康效果?天然富硒区人群是否有实证研究数据?硒-镉共生导致天然富硒农产品富硒的同时是否存在镉含量超标问题?硒资源中的硒形态组成有何重要意义?硒超积累植物-壶瓶碎米荠的超积累硒的机制是什么?这些关键科学问题亟待解答。基于对天然硒资源近10年的研究成果,对以上科学问题进行了一些有益探讨,以期为未来高效安全科学地利用硒资源提供一些研究思路。