本期目录

生物技术进展

2015年第5卷第1期发布日期：2015-01-25

进展评述

CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的研究进展
郑小梅,张晓立,于建东,郑平,孙际宾,
2015 Vol. 5 (1): 1-9. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.01
摘要 ( ) PDF (5388KB)( )
CRISPR-Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated proteins)系统为细菌与古生菌中抵御外源病毒或质粒DNA入侵的获得性免疫系统。该系统在crRNA的指导下，使核酸酶Cas识别并降解外源DNA。其中，Ⅱ型CRISPR-Cas系统最为简单，仅包括一个核酸酶Cas9与tracrRNA：crRNA二聚体便可完成其生物功能。基于CRISPR-Cas9的基因组编辑技术的核心为将tracrRNA:crRNA设计为引导RNA，在引导RNA的指导下Cas9定位于特定DNA序列上，进行DNA双链切割，实现基因组的定向编辑。CRISPR-Cas9系统以设计操纵简便、编辑高效与通用性广等优势成为新一代基因组编辑技术，为基因组定向改造调控与应用等带来突破性革命。从CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的发展与应用等方面综述其最新研究进展，并着重介绍该技术的关键影响因素，为相关研究者提供参考。

零模波导原理、制备及其在单分子荧光检测中的应用
魏清泉,李运涛,任鲁风,周晓光,俞育德,
2015 Vol. 5 (1): 10-21. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.02
摘要 ( ) PDF (5538KB)( )
单分子荧光检测作为一种能够表征分子个体性质及行为的分析方法，有助于揭示利用传统荧光检测方法无法得到的信息，在近年来受到人们的广泛关注。利用传统光学检测设备进行单分子荧光检测时，由于受到衍射极限的限制，同时为了保证在观测体积内只有单个荧光分子，仅能采用无限稀释溶液的方法实现单分子荧光检测。虽然这种方法可以满足单分子检测的要求，但是由于大部分酶分子正常工作时底物的生理浓度都非常高，底物浓度的大幅度降低会对酶分子的反应机制等方面造成影响。零模波导作为一种新型的单分子检测器件，通过纳米微孔结构突破了光学衍射极限的限制将观测体积降至仄升量级（10-21L），使得在生理浓度范围内检测单分子荧光成为可能，在单分子荧光检测领域得到了广泛应用。因此，就零模波导的原理、制备工艺及其在单分子DNA测序、生物膜、生物大分子之间的相互作用及单分子反应动力学方面的具体应用进行综述。

糖蛋白激素研究进展
常亮,李晨辉,马志珺,赵静,高健
2015 Vol. 5 (1): 22-28. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.03
摘要 ( ) PDF (1281KB)( )
糖蛋白激素是人体内一类重要激素家族，由4个成员构成—促卵泡激素(FSH)、促黄体素(LH)、促甲状腺激素(TSH)和绒毛膜促性腺激素（CG）。这些激素结构相似，但功能各异。主要从结构方面对糖蛋白激素的亚基装配、受体识别及长效化改造进行分析综述。

角蛋白酶的研究与应用前景
杨连,曹永洪,杨培龙,黄火清
2015 Vol. 5 (1): 29-34. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.04
摘要 ( ) PDF (1156KB)( )
角蛋白酶(keratinase) 是一种可以特异性降解角蛋白的酶类，其来源广泛，多种微生物在羽毛降解过程中均可产生角蛋白酶。不同菌种来源的角蛋白酶，其结构、理化性质、活性和底物也不同。其在饲料行业、制革工业和环境废弃物处理等多个方面具有广泛的应用前景，能够产生巨大的社会效益和经济效益。本文系统总结了角蛋白酶的来源、分类、理化性质、作用机理及其在基因工程研究等方面的一些最新进展，简要介绍了其应用研究现状，并展望了角蛋白酶的应用前景。

石斛属植物光合碳同化途径地理分异研究进展
任建武,白伟岚
2015 Vol. 5 (1): 35-40. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.05
摘要 ( ) PDF (1173KB)( )
系统总结了我国石斛属植物光合作用现状，结合石斛属植物光合作用碳同化途径研究，概括了兼性景天酸代谢植物的碳同化路径特征，分析了景天酸代谢表达程度与生态环境的关系，进而归纳出石斛属植物在光合作用碳同化途径方面存在地理分异。最后指出了石斛属植物系统发育研究领域存在的问题，提出从系统发育视角，采用分子系统学技术来研究石斛属植物光合碳同化途径地理分异的生物学机制。

烟草黑胫病综合防治研究进展
谢永辉,张永贵,朱利全,尤道贵,鲁耀
2015 Vol. 5 (1): 41-46. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.06
摘要 ( ) PDF (1155KB)( )
烟草黑胫病是烟草上重要毁灭性病害之一。近年来，该病在我国大部分烟区发生普遍，造成的损失惨重，对烤烟的可持续发展构成严重的威胁。从农业防治、化学防治和生物防治等方面对烟草黑胫病的发生特点及其综合防治策略进行系统论述，以期为更好地防治该病奠定理论基础。

紫黑米种质功能成分综合研究与利用
杨加珍,曾亚文,杜娟,杨晓梦,陶祥,杨树明,普晓英,杨涛
2015 Vol. 5 (1): 47-53. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.07
摘要 ( ) PDF (1197KB)( )
紫黑米富含花青素、黄酮、多酚等功能成分，着重介绍了花青素等功能成分的含量差异及其影响因素、功能研究、基于代谢机理与育种及食品加工工艺的功能成分强化研究、功能成分的利用及提取工艺等领域的研究进展。针对国内外紫黑米功能成分综合研究利用进展，提出紫黑米的育种利用、食品保健、医药研发和分子机理研究及其新型功能食品研制与产业化对策，以期为紫黑米相关研究提供参考。

研究论文

苯二酚内酯合成途径中的聚酮合酶组合表达研究
白净,陆伟,徐玉泉,陈明
2015 Vol. 5 (1): 54-59. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.08
摘要 ( ) PDF (1712KB)( )
由真菌聚酮合酶合成的苯二酚内酯类次生代谢产物结构和功能多样，在医药和农业上具有广泛的用途。苯二酚内酯由一对还原型聚酮合酶和非还原型聚酮合酶协同生物催化合成。还原型聚酮合酶和非还原型聚酮合酶由多功能结构域组成，每个结构域在生物合成的过程中程序化地执行特定的功能。通过交换不同真菌苯二酚内酯合成途径中非还原型聚酮合酶的起始物酰基转移酶结构域，在酿酒酵母中与相应的还原型聚酮合酶组合表达，合成了“非天然”的苯二酚内酯聚酮产物，并初步讨论了起始物酰基转移酶结构域的识别规律。

重要环境因子对小球藻去除污水中氮磷的影响
周连宁,吴锋,赵振业,王波
2015 Vol. 5 (1): 60-65. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.09
摘要 ( ) PDF (1583KB)( )
对小球藻去除污水中氮磷的性能进行了研究，考察了初始氮磷浓度、氮磷比、光照条件和pH等因素对其去除效率的影响。结果表明，在初始氮磷浓度分别在35 mg/L和7 mg/L以下时去除率接近100%；氮磷比为5∶1和10∶1，小球藻第4 d基本完全去除了污水中的氨态氮，而氮磷比对小球藻的除磷能力没有显著影响；在初始氨态氮或总磷浓度相同的条件下，光照条件(L/D为24 h∶0 h和12 h∶12 h)对氮磷去除效果的无明显差异性（P＞0.05），而随着氮磷浓度的增加，连续光照条件逐渐展现出去除氮磷的优势；小球藻在pH 7～8范围内对氨态氮的去除率最佳，pH 5～7范围内，对总磷的去除率最佳。

技术与方法

中药抑菌机制的研究方法
彭齐,谢丽玲,谢俊
2015 Vol. 5 (1): 66-69. DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.10
摘要 ( ) PDF (1116KB)( )
由于抗生素的滥用，使得细菌耐药性和食品中药物残留的问题日益严重，迫切需要寻找新的抗菌药物来应对上述问题。新抗生素开发周期长、费用高，并且易产生耐药性和药物残留等，而中药在我国已经有几千年的应用历史，多种中药具有的抗菌消炎作用也已被现代科学研究所证明。中药还具有低价、无毒、无残留和不易产生耐药性等优点。从细胞壁和细胞膜、蛋白质和遗传物质及呼吸代谢三个方面总结了中药抑菌机制的作用原理、研究方法和已取得的成果，以期为开展此类研究提供参考。