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禾谷镰孢的致病机制及其与小麦的分子互作
杨青, 牛刚, 康建刚, 王晨芳, 段凯莉
2024, 14 (5): 738-744.
摘要2029)   HTML9)    PDF (550KB)(171)   

由禾谷镰孢(Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病作为小麦上重要的真菌病害之一,其能够产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)等真菌毒素,不仅影响小麦的品质,造成小麦严重减产,还严重威胁人畜健康。研究表明,在禾谷镰孢侵染小麦早期,效应蛋白以及DON毒素发挥着重要作用。综述总结了禾谷镰孢的致病机制、与小麦互作过程中效应蛋白和DON毒素的分子作用机制等方面的研究进展,并对未来致病基因的有效利用进行了展望,以期为今后禾谷镰孢-小麦的互作机制研究以及小麦赤霉病的防治提供理论参考。

农业生物防治技术的现状及改进策略
吴焕振, 杨野, 崔秀明, 刘源
2024, 14 (5): 697-711.
摘要1763)   HTML16)    PDF (2146KB)(109)   

在全球人口增长和耕地减少的双重压力下,农业的可持续发展迫在眉睫。生物防治通过利用天敌、微生物等有益生物抑制害虫和病原体,展现出巨大的潜力,是现代农业病虫害防治的有效途径。概述了生物防治在农业可持续发展中的重要性及其在保护生物多样性和环境中的积极作用,详述了害虫天敌的应用、有益微生物防治植物病害、拮抗菌筛选技术的发展,以及组学技术和纳米技术的应用。最后,提出若干改进策略,旨在为生物防治相关研究和实际应用提供有价值的参考和指导,从而提高对生物防治技术的认识和应用,促进农业可持续发展。

微塑料及其生物降解研究进展
吕家硕, 任衍棋, 徐湘敏, 张译文, 刘晓晖, 刘成珍
2024, 14 (5): 768-775.
摘要1743)   HTML7)    PDF (571KB)(117)   

微塑料(microplastics, MPs)通常是指粒径小于5 mm的塑料纤维、颗粒或者薄膜,其遍布于海洋和陆地的各个环境介质中,是生态系统中的主要污染物,可被生物吸收,产生生态风险和健康风险。由于生物法降解MPs具有成本低、环境友好等特点,拥有广阔的应用前景,是未来MPs降解的总发展趋势。综述了MPs对环境和生物造成的影响,并详细介绍了MPs对人体的潜在毒性,讨论了多种降解MPs的方式(细菌、真菌、生物膜)和机制,以期为进一步研究微塑料的生态风险和高效降解策略提供科学参考。

农业基因编辑产品检测动态及发展趋势
王晶, 关海涛, 张晓磊, 王堡槐, 刘宝海, 温洪涛
2024, 14 (5): 712-723.
摘要1509)   HTML7)    PDF (935KB)(74)   

基因编辑技术是重要的生物育种技术之一。随着生物育种产业化的高速发展,农业基因编辑产品呈现快速增长态势,然而其标识溯源检测技术的研发速度难以匹配知识产权保护和安全监管的需求,严重制约了产业的发展,亟需研发与现行检测体系相适应的基因编辑产品检测技术与方法。从主要的基因编辑系统和技术优势、靶点编辑类型着手,分析了不同类型基因编辑产品检测技术的特征和优缺点,提出了检测技术创新、检测与评价技术融合、监管技术体系细化三方面建议,以期为农业基因编辑产品标识、溯源技术研究提供参考,为完善我国农业生物技术产品监管体系提供技术支撑。

CRISPR/Cas9基因编辑技术在畜禽育种中的研究进展
贾名扬, 王磊, 陈俊峰, 张家庆, 闫祥洲, 邢宝松, 王璟
2024, 14 (4): 529-536.
摘要993)   HTML7)    PDF (554KB)(216)   

CRISPR/Cas9是一种高效、精准的基因编辑技术,在畜禽基因编辑领域已取得了广泛应用。简述了CRISPR/Cas9技术在猪、牛、羊及禽类遗传育种方面的研究进展和应用情况,总结了该技术在育种应用方面所面临的问题,并对其未来发展趋势进行了展望,以期为未来该技术在畜禽育种领域的应用提供参考。

植物毛状根研究及应用
邹凯
2024, 14 (3): 341-348.
摘要285)   HTML18)    PDF (557KB)(515)   

发根农杆菌侵染植物诱导产生分枝呈毛状、生长迅速的不定根,通常称为毛状根。毛状根具有生长快、遗传性稳定、不需要外源激素也能自主生长、能够合成次生代谢产物等特点,通过优化培养条件可以实现提高次生代谢物产量的目的。简要阐述了发根农杆菌诱导植物形成毛状根的机理,着重介绍了毛状根合成次级代谢产物的影响因素以及近5年毛状根在合成次生代谢产物、环境修复和植株再生方面的应用,并对毛状根培养过程中存在的问题进行总结,旨在为毛状根相关研究和应用提供参考。

水稻株型的遗传基础与分子调控机理研究进展
杨得正, 付惠仙, 肖素勤, 雷凌云, 李天时, 程在全, 刘丽
2024, 14 (3): 349-359.
摘要243)   HTML12)    PDF (656KB)(409)   

高产是水稻育种的主要目标之一,而水稻株型对水稻产量具有决定性作用。从基因层面上解析水稻株型的形成机理是利用分子育种技术培育理想株型的前提和条件。从理想株型的概念、叶片形态和穗部性状、水稻株型的重要激素调控机制、株型相关基因的克隆与功能研究等方面总结了水稻理想株型的研究进展,分析了现有研究存在的问题,并提出未来水稻株型的研究方向,以期为通过株型改良提高水稻产量及培育超高产水稻品种提供参考。

微生物胞外多糖的来源、生物合成及功能研究进展
徐畅, 刘天一, 刘文佳, 张俐敏, 莫继先
2024, 14 (3): 368-376.
摘要208)   HTML12)    PDF (3166KB)(194)   

胞外多糖是由微生物合成的一种功能多样的聚糖化合物。近年来研究发现,胞外多糖具有吸附性、亲水性、粘结性及免疫活性等特性,在多学科研究中受到广泛关注。目前胞外多糖的生产和提纯过程存在成本高、收率低等问题,阻碍了其规模化生产和商业应用。系统介绍了胞外多糖的微生物来源、生物学特征和生理功能,重点阐述了几种具有工业应用潜力的胞外多糖的生物合成机制,列举了胞外多糖最新的应用方向,并对胞外多糖的生物合成机制以及胞外多糖的规模化生产和多领域应用进行了展望。希望为进一步开发利用胞外多糖产生菌的菌种资源、深入研究微生物胞外多糖功能和活性机制以及发酵生产过程、以及对胞外多糖在多学科和多领域的广泛应用的优化提供参考。

亚精胺缓解细胞衰老及衰老相关疾病的研究进展
李鸿博, 陈朱玥, 吕新星
2024, 14 (3): 388-398.
摘要166)   HTML13)    PDF (2003KB)(620)   

衰老是机体随着时间推移而发生的不可抗拒的自然变化,表现为生物体形态结构的改变和生理功能的衰退,同时伴随着多种老年性疾病的发生。亚精胺作为天然的多胺类物质,在抑制机体衰老进程中发挥着重要作用。最近的研究表明,亚精胺通过激活细胞自噬,清除受损的线粒体,干预脂肪代谢和调节细胞周期等方式,清除衰老细胞,维持组织微环境稳定,抑制衰老相关疾病的发生和进展。系统地阐述了亚精胺的体内和体外的合成过程,缓解细胞衰老的分子机制,以及在减缓机体衰老生理过程和多种衰老相关疾病中的治疗作用,以期为衰老相关疾病的转归与临床治疗提供参考。

木质素生物合成翻译后修饰调控研究进展
张昊, 陈亚娟, 姜廷波, 周博如, 王宏芝
2024, 14 (4): 519-528.
摘要148)   HTML8)    PDF (2264KB)(247)   

蛋白质翻译后修饰(post-translational modifications,PTMs)在植物生长发育过程中具有十分重要的作用,它们通过调节蛋白质的结构、稳定性以及活性,从而影响植物的生长发育以及响应环境胁迫的能力。木质素生物合成途径及其上游转录调控机制目前已研究得较为清楚,但翻译后修饰研究较少。综述了木质素生物合成翻译后修饰调控的最新研究进展,重点介绍了磷酸化、泛素化、糖基化和S-亚硝基化4类重要的翻译后修饰对木质素合成关键酶和转录因子的调控机制,旨在深化对木质素生物合成调控机理的认知,并为深入理解植物木质素合成的精准时空调控机制提供参考和启发。

病毒滴度测定的新兴及改良方法进展
杜丽萍, 徐明明, 官艳东, 周沙沙, 张杰
2024, 14 (3): 377-387.
摘要142)   HTML7)    PDF (608KB)(916)   

病毒滴度测定是生物制药行业重要的分析方法,广泛应用于病毒类生物制品的开发和生产、病毒清除灭活工艺验证、外源病毒检测等领域,以确保病毒类生物制剂的活性和有效性,以及生物制品的病毒安全性。因此,建立快速、简单且准确的病毒滴定检测方法尤为重要。总结了检测病毒滴度的传统方法、新兴以及改良方法的特点、原理及具体应用,并比较了各自的优缺点。一些新兴方法,如微滴式数字PCR、病毒定量毛细管电泳、化学发光ISH-PNA测定、激光力细胞学等改进了传统方法耗时耗力、重复性差、准确性低、结果主观性大的缺点,达到了快速、灵敏、自动化程度高、精密度高、结果更加稳健且客观的优点,但部分新方法仪器昂贵或者未广泛使用,需要根据实验目的选择合适的病毒滴定方法。

光照调控植物多酚类物质合成的研究进展
李亦君, 夏琳, 杨小贝, 谢小东, 李锋, 杨军, 宁黔冀, 武明珠
2024, 14 (4): 509-518.
摘要140)   HTML17)    PDF (1467KB)(435)   

植物多酚是植物体内具有多元酚结构的一类复杂的酚类次生代谢物,能够应对生物和非生物胁迫引起的氧化损伤,因此在植物生长发育过程中具有重要的作用。光照对植物的生长发育及多酚类物质合成具有至关重要的影响,其主要通过调控苯丙烷等代谢途径基因影响多酚类物质的合成。简述了多酚类物质的合成途径,并从光周期、光照强度以及光质三方面总结光照对多酚类物质合成的影响,旨在为今后多酚类物质的调控机制提供理论基础。

巨噬细胞糖脂代谢重编程在非酒精性脂肪肝中的研究进展
席照青, 包明威
2024, 14 (3): 399-405.
摘要130)   HTML7)    PDF (492KB)(435)   

非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)是我国最常见的慢性肝病,涉及脂肪变性、炎症、纤维化等多种生理病理过程。肝脏中含有大量巨噬细胞,越来越多的证据表明在非酒精性脂肪肝进展过程中巨噬细胞的糖脂代谢特征发生了显著变化,且调控代谢可以调节巨噬细胞的免疫功能,进而影响肝脏局部的炎症环境及肝细胞的代谢。综述了NAFLD的进展过程中巨噬细胞的糖脂代谢的变化以及参与上述过程的关键分子,以期为NAFLD治疗找到新靶点。

酶固定化技术及其在食品工业的应用进展
仲晨, 赵彬旭, 刘梅, 刘天红, 王颖
2024, 14 (4): 537-544.
摘要130)   HTML13)    PDF (632KB)(80)   

酶是高效的生物大分子催化剂,广泛应用于食品工业。然而,游离酶活性和稳定性差,重复使用性差。因此,酶常被固定在惰性(不溶性)载体上,以提高其稳定性和重复使用性,即酶的固定化。为了提高固定化酶的生物催化效率,人们研究并开发了多种载体。合适的载体材料和固定化方法对于优化固定化酶的性能至关重要。载体材料的选择通常需要考虑其生物相容性、化学和热稳定性、反应条件下的不溶性、易于再生和重复使用性以及成本效益等。酶固定化技术应用于食品工业中不仅能够提高酶的稳定性和重复利用率,还可改善食品质量、降低加工成本。总结了酶固定化的常见载体,并重点介绍了其在食品工业中的应用,以期为食品工业中酶固定化技术的应用研究提供参考。

韩国转基因生物安全管理与发展现状
孙卓婧, 徐道青, 唐巧玲, 王维
2024, 14 (3): 360-367.
摘要107)   HTML3)    PDF (563KB)(107)   

转基因技术的诞生和发展,带来了新一轮的农业科技革命,全球主要国家都将发展转基因技术作为提升农业科技竞争力的重要任务。韩国目前没有商业化种植转基因作物,但每年会从美国和阿根廷进口大量的转基因玉米和大豆,是典型的粮食净进口国和转基因产品进口大国。韩国对待转基因的监管态度介于较宽松的美国管理模式和较严格的欧盟管理模式之间,并通过修订《转基因生物法案》推动基因编辑等新兴生物技术产业的发展。通过介绍韩国转基因生物安全相关的法律法规和管理机构、标识管理、转基因作物研究与应用等情况,旨在全面了解韩国的转基因生物安全管理制度,从而为建立和完善我国相关的安全管理制度,推动我国农业转基因生物产业化发展提供借鉴。

简并PCR技术在疾病检测中的应用
刘敏, 程淮, 蔡欢嫦, 张贺伟, 任静强
2024, 14 (4): 545-554.
摘要106)   HTML2)    PDF (1821KB)(383)   

普通PCR引物对目的基因扩增的单一特异性,限制了其在临床疾病检测中的通用性范围,而多重PCR需要避免若干引物对之间二级结构的干扰,应用同样受到一定的限制。简并PCR技术中简并性引物是基于基因保守区域的分析并结合简并碱基而设计,可以检测出高度相似的靶基因,具有高效性、灵敏性、特异性和低成本的特点,目前已被广泛应用于多个领域。综述了简并PCR技术在临床、食品安全、动植物疫病、寄生虫、水产养殖等领域疾病检测中的应用,并对其优缺点进行了讨论,以期为简并PCR的进一步发展以及在其他领域的应用提供参考和指导。

mRNA疫苗预防病毒性传染病的研究现状
胡亚萍, 于正洪
2024, 14 (4): 566-575.
摘要105)   HTML4)    PDF (1442KB)(299)   

mRNA疫苗通过传递编码病原体蛋白的遗传信息信使RNA,激活人体免疫系统产生针对特定病原体的保护性免疫反应。mRNA疫苗的优势在于其快速研发、高度针对性以及可通过结构优化提供长效保护,为未来疫苗研发提供了革命性的新途径。目前,基于mRNA预防病毒传染病的疫苗已经应用于新型冠状病毒感染(corona virus disease 2019,COVID-19)、流感、狂犬病等。总结了mRNA疫苗的研发历程、结构特性以及作用机理,阐述了其在几种特定病毒性疾病中的应用情况、临床效果以及存在的局限性,提出了mRNA疫苗在应对病毒性传染病时所面临的机遇与挑战,并展望了其在未来病毒性传染病防控中的应用前景,以期为mRNA疫苗的研发和应用提供参考。

基于不同配体的蛋白质纯化技术的研究与应用
庞晓敏, 李岩异
2025, 15 (1): 50-57.
摘要101)   HTML7)    PDF (537KB)(38)   

蛋白质作为生命的物质基础,是生命活动的主要载体。针对下游工艺,不断开发出新的配体纯化技术,能够更安全、经济、高效地去除复杂蛋白质样品中的各种杂质。归纳了具有不同配体的介质材料(包括疏水配体、离子交换配体、混合模式配体和短肽仿生配体)和蛋白质分离技术(包括聚合物接枝技术和连续柱层析技术)的研究现状、创新应用及其发展前景,以期在蛋白质纯化过程中获取有效资源,为下游纯化技术发展提供参考。

囊性纤维化基因治疗研究进展
王泓恺, 王俞杰, 赵潇涵, 荆钰含, 唐嘉毅, 隋宏书
2024, 14 (5): 813-819.
摘要93)   HTML4)    PDF (516KB)(78)   

囊性纤维化(cystic fibrosis,CF)是由囊性纤维化跨膜调节因子(cystic fibrosis transmembrane regulator,CFTR)突变引起的常染色体隐性遗传病,其引起的肺部疾病也是致死的主要病因。自1938年发现该疾病以来,CF的治疗仅限于对症治疗,2012年CFTR调节剂的出现,明显改善了患者的健康状况与生活质量,但由于存在多种CF致病相关的突变,突变特异性靶向药物并不适用于所有遗传变异,也无法纠正疾病多系统的症状。相比之下,基因疗法不受患者基因型限制,适用于所有患者并可以彻底治愈CF,但该疗法至今仍未取得期望疗效。综述简要介绍了CF的发展历史,讨论了CF基因治疗的研究进展以及存在的问题,以期能够推动CF基因治疗的发展并为治疗其他复杂疾病提供借鉴。

肿瘤细胞中FAS介导的非凋亡信号通路研究进展
李蓓蓓, 武建强
2024, 14 (3): 406-412.
摘要87)   HTML6)    PDF (1496KB)(165)   

FAS是一种在多种细胞中表达的膜蛋白受体,与其配体FASL结合后激活细胞内下游信号,可导致一种细胞程序性死亡——凋亡。在很多细胞类型中,FAS诱导的凋亡是抑制或杀灭肿瘤细胞的重要因素。近年来发现,在某些细胞微环境条件或肿瘤类型中,FAS可激活与凋亡相反的生物学功能,包括促进细胞的增生和迁移等。但目前对于FAS介导的非凋亡通路的作用和机理尚不完全清楚,与经典凋亡通路的关系也缺乏研究,其在什么条件下、在哪些细胞或肿瘤类型中起作用也有待深入调查。简述了FAS信号在肿瘤细胞中介导的促增生作用,重点总结了其介导非凋亡通路中的几个关键因子以及在临床肿瘤治疗上的应用,以期为肿瘤的临床新治疗方法和新药研究提供思路。