本期目录

生物技术进展

2019年第9卷第1期发布日期：2019-01-25

进展评述

玉米G蛋白研究进展
王亚丽,邓德祥,王益军,
2019 Vol. 9 (1): 1-5. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0093
摘要 ( ) PDF (1130KB)( )
G蛋白(guanine nucleotide-binding protein, G-protein)包括Gα、Gβ、Gγ亚基，Gγ亚基又可以进一步分为Type A、Type B、Type C 3种类型。植物G蛋白影响株型建成、生物逆境与非生物逆境应答、养分利用效率和产量表现等。玉米G蛋白的相关研究主要集中于典型Gα和Type C Gγ亚基。综述了玉米G蛋白的研究现状，重点介绍了G蛋白的分子功能、G蛋白与玉米农艺性状的关联，并对今后玉米G蛋白研究工作进行了展望，以期为玉米Ｇ蛋白的相关研究提供参考。

创伤性脑损伤模型研究进展
赵清辉,琚芳迪,苏泽华,罗秋丽,仪杨,张晓康,张鑫,谢飞,马雪梅
2019 Vol. 9 (1): 6-12. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0067
摘要 ( ) PDF (1099KB)( )
创伤性脑损伤（traumatic brain injury，TBI）不仅发病率和死亡率较高，而且也会导致其幸存者的认知活动和感觉运动功能产生不同程度的障碍。建立合理的TBI模型有助于理解TBI病理生理机制并探索其治疗方案。许多创伤性脑损伤动物模型（属体内模型，in vivo TBI model）已被用来复制人类各种创伤性脑损伤，遗憾的是，在动物实验中具有神经保护作用的治疗方案在临床研究中大多无效。由于体外培养的细胞未掺杂体内复杂的影响因素，各种创伤性脑损伤体外模型（in vitro TBI model）被逐步建立起来。根据致伤方式的不同，可将常用的体内动物模型和体外细胞模型分为机械作用力损伤模型、压力损伤模型、爆炸伤模型、反复性轻度损伤模型。对上述常用TBI模型的特点进行了综述和比较分析，以期为寻找在临床上具有神经保护效果的策略提供帮助。

黄芩苷的抗肿瘤作用及机制研究进展
王婷婷,赵鹏翔,谢飞
2019 Vol. 9 (1): 13-20. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0096
摘要 ( ) PDF (2938KB)( )
黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）是我国重要的大宗中药之一，产量大且用途广泛，黄芩苷（baicalin）是其中最主要的有效成分，属于黄酮类化合物。在中国传统医学中认为黄芩苷具有清热解毒、降压、抗病毒等功能。随着近年来的研究发现，黄芩苷在抗肿瘤等方面同样存在着诸多积极作用。对黄芩苷在抗肿瘤方面的作用进行了重点概述，以期扩展对黄芩苷药效的认识，为未来癌症的治疗提供新的思路。

葡萄糖转运蛋白在血糖稳态调节中的功能
张凯艺,谢宁,叶华琼,杨述林
2019 Vol. 9 (1): 21-27. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0101
摘要 ( ) PDF (1753KB)( )
葡萄糖转运蛋白（glucose transporter, GluT）介导的葡萄糖跨膜运输是组织葡萄糖代谢和血糖调节中的重要步骤，其中GluT家族Ⅰ组成员与2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T2DM）等代谢疾病关系尤为密切。从血糖整体调节的角度出发，对Ⅰ组GluT在血糖稳态调节关键组织的生理、病理过程中发挥的作用进行阐述，并进一步分析了Ⅰ组GluT的特性、分工以及各组织器官在机体糖代谢中的相互关系，以期为T2DM等代谢疾病的诊断、治疗和模型构建展现新视角，并为开发潜在的药物靶点提供新思路。

人转铁蛋白的分离纯化及临床应用进展
何洁, 郭采平
2019 Vol. 9 (1): 28-34. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0081
摘要 ( ) PDF (2454KB)( )
人转铁蛋白是人血浆中含量丰富的一种蛋白，是人血浆和组织细胞外空间主要的铁载体，将铁离子从吸收和储存的地方运输到红细胞供合成血红蛋白用，或输送到体内其他需铁部位如分裂中的细胞。转铁蛋白具有抗氧化和抗菌的作用，可作为无血清培养中的添加剂，促进细胞增殖，临床上在先天性转铁蛋白缺乏症的治疗、铁结合/调节治疗和癌症治疗方面有着广阔的应用前景。综述了转铁蛋白的结构特性和生理功能，以及其分离纯化工艺和临床应用进展，以期促进转铁蛋白在临床上的应用。

研究论文

青蒿MYB类转录因子AaBPF1的克隆及功能研究
马嘉伟,王宇婷,严振宁,付雪晴,赵静雅
2019 Vol. 9 (1): 35-45. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0090
摘要 ( ) PDF (8437KB)( )
青蒿素是一种从中国传统中草药青蒿（Artemisia annua L.）中分离的含有过氧基团的倍半萜内酯类化合物，青蒿素(artemisinin)及其衍生物是目前治疗效果最好的抗疟药物。但是青蒿中的青蒿素含量较低，仅为叶片干重的0.01%~1%。光作为重要的环境因子不仅影响植物的生长发育，还可调控植物体内次生代谢产物的合成。多项研究表明光能够调控青蒿中青蒿素的合成，但其调控机制尚不清楚。通过分析40 μmol/m2·s红光处理的青蒿转录组数据库，筛选到青蒿MYB类转录因子AaBPF1，其基因全长为1 932 bp，编码643个氨基酸，且其表达量受红光诱导。经分析，AaBPF1基因的表达模式与青蒿素合成酶基因类似。随后，利用双荧光素酶报告系统（Dual-Luciferase Reporter Assay System）对青蒿素合成相关酶基因进行检测，并对转基因青蒿植株中目的基因表达量、青蒿素含量进行分析，结果表明，AaBPF1能够显著激活青蒿素合成酶基因中紫穗槐-4,11-二烯合成酶（amorpha-4,11-diene synthase,ADS）基因和紫穗槐-4,11-二烯氧化酶（amorpha-4,11-diene 12-hydroxylase,CYP71AV1）基因的表达。研究结果表明,转录因子AaBPF1可能通过激活青蒿素合成酶基因的表达来正调控青蒿素的合成。

棉花GhCAD6基因表达及其功能分析研究
胡文冉,李晓东,周小云,李晓荣,杨洋,李波
2019 Vol. 9 (1): 46-53. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0112
摘要 ( ) PDF (2256KB)( )
为研究GhCAD6基因在转基因棉花纤维中的表达及功能，通过农杆菌介导法获得新陆早36号转GhCAD6基因材料，经过连续多代的选择得到T6代植株材料，对该T6代材料植株叶片基因组DNA进行PCR检测，确定其阳性植株，并对阳性植株叶片基因组DNA进行Southern杂交，结果发现GhCAD6以单拷贝的形式整合到受体棉花基因组中。利用热硼酸-蛋白酶K法提取出棉花纤维RNA，结合实时荧光定量PCR建立了棉花纤维中GhCAD6基因的表达量的检测方法，并测定了GhCAD6基因在不同发育阶段棉纤维中的表达量。转基因植株纤维中GhCAD6的表达量低于相同发育阶段对照样品。GhCAD6的表达量在转基因植株和其对照在15 DPA(开花后天数)时变化趋势不一致，其他时期大致相同。15 DPA中GhCAD6基因的表达量的变化可能是造成转基因棉花纤维品质变化的主要原因。研究结果可为深入分析GhCAD6基因在改良棉花纤维品质的作用机理提供理论依据。

没食子酸与牛血红蛋白相互作用的研究
施沈佳,李剑瑛,黎中宝,陈俊德,吴坤远,
2019 Vol. 9 (1): 54-61. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0103
摘要 ( ) PDF (4492KB)( )
牛血红蛋白（bovine hemoglobin，BHb）与人血红蛋白高度同源，且易获得，常用于血红蛋白与小分子化合物结合的研究。没食子酸（gallic acid，GA）作为一种多酚类小分子化合物，可被用作小分子药物模型，研究其与BHb的相互作用，可为其在医药领域的应用提供理论依据。运用紫外-可见光谱（UV-vis spectroscopy）、荧光光谱（fluorescence spectroscopy）、傅里叶变换红外（Fourier transform infrared，FTIR）光谱、圆二色光谱（circular dichroism，CD）等手段，在pH 7.0条件下，研究GA与BHb的相互作用。紫外-可见光谱的结果表明，GA对BHb的氧合状态没有影响，不会使氧合血红蛋白脱氧。结合荧光光谱和相关公式计算结果可知，GA与BHb相互作用发生了荧光猝灭，且猝灭常数随着温度的升高而增大，说明GA与BHb相互作用的猝灭类型为动态猝灭；通过计算得到了不同温度下GA与BHb相互作用的结合常数，分别为K298a=7.941×103 L/mol，K308a= 10.478×103 L/mol；GA与BHb之间主要靠疏水作用力结合，可自发发生反应；色氨酸和酪氨酸残基所处微环境受到扰动，色氨酸残基的荧光吸收峰强度比酪氨酸残基变化大，表明GA与BHb分子的结合位点更接近于色氨酸残基。FTIR光谱和CD的检测结果显示，与GA作用前后，BHb均以α-螺旋结构为
主，即GA对BHb分子的二级结构影响较小。

人胃肠道源儿茶酚类铁载体产生菌的筛选与鉴定
弓强,张希春
2019 Vol. 9 (1): 62-68. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0053
摘要 ( ) PDF (2024KB)( )
为了对成人粪样中产儿茶酚类铁载体的兼性厌氧微生物进行筛选与鉴定，利用人工模拟胃肠道环境分离、纯化人胃肠道源兼性厌氧微生物，筛选含儿茶酚类铁载体生物合成途径中非核糖体肽合成酶（nonribosomal peptide synthetase，NRPS）基因的阳性菌株，并结合16S rRNA序列鉴定菌株。随后，根据NRPS腺嘌呤结构域的底物特异性预测产物类型，再利用Rioux比色法测定菌株产儿茶酚类铁载体能力。最终分离得到8株人胃肠道源产儿茶酚类铁载体菌株，分属于芽孢杆菌属和埃希氏菌属，其产物分别为芽孢杆菌素和肠杆菌素，其中Bacillus cereus Gut 16产儿茶酚类铁载体的能力最强（94.75±0.40 μmol/L）。研究结果为儿茶酚类铁载体产生菌在胃肠道营养与健康中作用的相关研究奠定了基础。

一株亚硝化细菌的分离鉴定及其发酵工艺优化
赵彭年,杨德玉,王加友,丁一凡,安鹏,王远
2019 Vol. 9 (1): 69-77. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0084
摘要 ( ) PDF (1579KB)( )
亚硝化细菌（又称氨氧化菌）在自然界中分布广泛，其在土壤、淡水及海洋中均有分布。亚硝化细菌在污水氨氮降解过程中具有重要作用，然而亚硝化细菌的高密度发酵较为困难，使其在实际应用中受到限制。基于此，将海洋污泥在揺瓶中富集培养，利用硅胶平板和水洗琼脂平板分离获得1株亚硝化细菌，经鉴定为亚硝化单胞菌菌属（Nitrosomonas sp.），并通过揺瓶培养确定了此菌株的最优培养条件：最适温度为30℃,最适pH为8.0,最适溶解氧浓度≥1.8 mg/L。经正交试验确定培养基组分的最佳组合及浓度：0.5% NaHCO3，0.8% (NH4)2SO4，0.1% KH2PO4，0.01% FeSO4。最后，在最优培养条件下利用10 L发酵罐进行高密度发酵，并于发酵过程中进行了2次发酵液置换，当发酵75 h时，发酵液的亚硝化速率达到236 mg(N-NO-2)/L·h，与未进行发酵液置换的发酵批次相比，亚硝化速率提高了2倍。研究表明，置换发酵液极大地提高了发酵效率，对后续工业化生产起到了重要的指导作用。

两种工艺酿造玫瑰茄米酒品质及抗氧化活性的研究
葛婷婷,高瑜,郑大恒,郑盼幸,孙倩,麻闰尧,李秋霞,韩继卫
2019 Vol. 9 (1): 78-83. DOI:10.19586/j.2095-2341.2017.0156
摘要 ( ) PDF (1275KB)( )
通过对玫瑰茄米酒品质及抗氧化活性的测定，评价不同酿造方法对玫瑰茄米酒的影响。结果表明：后发酵时加入玫瑰茄汁酿制的米酒酒精度、总糖、氨基酸态氮和挥发酯含量显著高于空白对照酒（P<0.05，P<0.01），并且酒中总多酚和总黄酮含量较高，与不加玫瑰茄的空白对照酒相比差异极显著（P<0.01）；此酒对DPPH自由基、羟基自由基、ABTS+·自由基的清除率较空白对照酒高。结果显示在发酵时加入玫瑰茄汁的酿造工艺酿制的玫瑰茄米酒品质和抗氧化活性较好。

计算机模拟设计治疗急性关节炎的秋水仙碱生物电子等排抑制剂研究
孙婧,刘丹,慧文其
2019 Vol. 9 (1): 84-88. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0007
摘要 ( ) PDF (4341KB)( )
非甾体抗炎药与秋水仙碱 (Colchicine,COL)联合应用,对于治疗急性关节炎效果较好。但秋水仙碱会导致严重的副作用,包括腹泻、恶心、抽筋、腹痛和呕吐。采用分子对接模拟技术设计出秋水仙碱衍生的生物电子等排抑制剂。所有的抑制剂都是按照Lippinski的五(18)法则设计的,因此,他们都表现出良好的药物和药物相似的分数。结果表明，所有设计的COL衍生物与COL相比,具有更大的结合亲和力,与母分子COL相比,其物理化学性质也有所改善。

基于文献计量学的CGIAR对全球农业贡献研究
卢垚,黄丹丹,王婷
2019 Vol. 9 (1): 89-97. DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0130
摘要 ( ) PDF (4633KB)( )
全面系统的评估国际农业研究磋商组织（Consultative Group on International Agricultural Research，CGIAR）对全球农业发展的贡献，对中国选择与CGIAR合作研究的合作伙伴和合作领域有重要指导意义。对2008-2017年间CGIAR产出的期刊论文进行文献计量学分析，从发文数量与质量、主要贡献国家及研究机构、学科分布特征等方面评估CGIAR及下属研究中心在国际农业科研领域的贡献，并对我国应与CGIAR加强合作的重点领域（学科）提出了建议。