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酶制剂预处理对酵母菌发酵烟叶的影响
刘晓敏, 卢婷, 李勇, 王猛, 朱保昆, 张伟
2025, 15 (1): 93-101.
摘要3328)   HTML7)    PDF (1298KB)(523)   

为研究不同酶制剂对发酵烟叶的影响,以云南烟叶为试验材料,采用多种酶制剂对烟叶进行酶解处理,并利用葡萄酒果酒酵母菌发酵技术,旨在制备出风味更为丰富饱满的烟叶产品。实验分析了不同酶制剂处理对烟叶常规化学成分、挥发性风味物质及感官品质的影响。结果表明,经过酶解处理,各组烟叶的水分含量和含氮量无较大变化,含氮量大致在0.98%~1.18%,其中100 U·g-1风味蛋白酶处理组烟叶中可溶性总糖和还原糖含量最高,分别为12.11%和5.93%。各组烟叶中挥发性风味物质总量均有所提升,最高为180.029 μg·g-1,而且各组烟叶中主要特征性风味物质含量也得到提升,如新植二烯、苯乙醇、茄酮和巨豆三烯酮等,各组烟叶经酶解处理后感官品质也得到提升。综合分析发现,利用70 U·g-1风味蛋白酶和50 U·g-1 α-淀粉酶复配对烟叶进行酶解处理,可以使烟叶的化学成分更协调,香气成分更充足,感官指标也更好。因此,通过酶解发酵的方式可以提升烟叶的品质,为烟叶的进一步商业化应用提供了依据。

噬菌体基因工程技术与应用研究进展
焦耀萱, 李敏, 屈昕雅, 刘恬伶, 生秀梅, 周晓祥
2025, 15 (2): 189-200.
摘要2574)   HTML16)    PDF (1017KB)(1484)   

抗生素耐药性已成为全球人类健康面临的重大威胁,医药、工业、农业生产以及生态等领域均受到多重耐药菌的严重威胁。多重耐药菌感染逐渐呈现高发病率、高死亡率的趋势。噬菌体可以特异性裂解多重耐药病原菌,然而由于噬菌体宿主谱狭窄、基因组中含有不利基因等因素的制约,当前只有部分噬菌体成功应用于防治多重耐药菌感染等领域。噬菌体基因工程具有可编辑、高效等优势,为拓宽噬菌体宿主谱、设计“安全、绿色、高效”的新型噬菌体提供了理论基础。综述了噬菌体基因工程技术的研究进展,以及噬菌体在临床抗耐药菌感染、农业生产和生态环境等方面的实际应用,为噬菌体的定向改造及其在各领域中的有效应用提供了理论支持和参考。

根系木质素含量影响玉米耐盐性的机制研究
张青云, 马蕾, 胥华, 靳礼安, 邹俊杰, 王宝宝, 陈全家, 徐妙云
2025, 15 (1): 67-77.
摘要2318)   HTML10)    PDF (5038KB)(192)   

土壤盐度是全球农业生产的主要制约因素,对农业可持续发展和粮食安全造成严重威胁。玉米(Zea mays L.)是我国三大作物之一,而盐碱地是我国极为重要的后备耕地资源。木质素作为植物细胞壁的主要结构成分,研究玉米中木质素的积累及细胞壁增厚对高盐度的响应具有重要意义。选取耐盐玉米自交系(Zhongke4M、Zheng58)和盐敏感玉米自交系(PH4CV、Chang7-2)为研究对象,采用清水对照和200 mmol·L-1 NaCl处理,分析不同盐浓度下玉米根系的形态变化、细胞学特征,检测相关酶活性、木质素含量和基因表达的差异。甲苯胺蓝染色结果表明,耐盐自交系Zhongke4M和Zheng58在盐胁迫下根皮层和内皮层面积的减少明显低于盐敏感玉米自交系PH4CV、Chang7-2。此外,番红荧光观察显示,耐盐自交系在盐胁迫下木质化程度增强或保持稳定,而盐敏感自交系则木质化程度下降。结果表明,耐盐自交系Zhongke4M和Zheng58在盐胁迫下木质素含量稳定,而盐敏感自交系显著降低。酶活性分析显示,盐胁迫下苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)和肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcohd dehydrogenase,CAD)在盐敏感自交系中活性降低,而肉桂酸4-羟化酶(cinnamic acid 4-hydroxylase,C4H)在耐盐自交系中活性上升。RNA-seq分析确定了3个与木质素合成相关的基因,其在不同玉米品种中的表达量存在差异。研究结果为深入理解玉米通过调节木质素积累和细胞壁结构应对盐胁迫提供了新视角,有助于揭示玉米的耐盐机制。

生物压裂液驱提页岩油内源复合菌群的筛选与条件优化
邱思元, 徐晶雪, 张奕婷, 孙盛阳, 盛冬雪, 高佳欣, 曲丽娜
2025, 15 (2): 305-313.
摘要2241)   HTML3)    PDF (4583KB)(76)   

水力压裂技术在高效开采页岩油中具有独特优势,但其中所含的化学物质对地下水有较高的污染风险。利用页岩油内源功能菌系所产发酵液作为生物压裂液,参与页岩油的绿色开采,能够显著提高页岩油采收效率并减少对环境的负面影响。利用血平板初筛功能菌株,再以表面活性剂产量等作为评判标准,确定3株功能菌株并进行16S rDNA测序鉴定种属信息。按1、2、3 μL的不同接种量比例,对3株菌株复配成等体积的不同菌系,获得最优菌系配比。通过单因素实验筛选出最适因素,再采用正交法及响应面法进一步优化,获得高产培养条件。结果发现,3株高效功能菌株分别为假单胞菌属、芽孢杆菌属和陶厄氏菌属,复配比例为2∶2∶1。最适培养配方为乳糖浓度13.87 g·L-1、过硫酸铵2.13 g·L-1、亚硫酸铁1.75 g·L-1、pH 6,该条件下菌系的表面活性剂产量为315.51 mg·L-1,相比初始产量(187.30 mg·L-1),增长了59.37%。研究结果为页岩油生物压裂液的开发提供了参考。

铁信号及其在植物-病原物互作中的研究进展
蒲文宣, 戴曦, 岳佳妮, 付秀霞, 宋娜, 李魏, 彭宇
2025, 15 (1): 1-10.
摘要2137)   HTML13)    PDF (1105KB)(470)   

铁是植物与植物病原物的必需微量元素。土壤中铁含量虽然十分丰富,但基本以不溶的化合物形式存在,不能直接被植物体吸收。为了满足自身生长发育需要,植物在长期的进化过程中,形成了基于还原机制和螯合机制两种铁吸收和铁转运系统。目前对植物铁吸收机制和铁元素在植物-病原物互作的综述相对较少,总结了植物体内铁吸收的两种策略及分子机制,铁在植物细胞内的运输和植物体内响应铁信号的通路,铁对植物免疫反应和病原物致病性的影响等方面的研究进展,以期为植物铁信号途径以及铁在植物-病原物互作中的功能研究提供参考,为作物栽培提供新思路。

微生物发酵中药的盲区与挑战:从菌种选择到质量控制
武小琪, 宫文静, 李国玉, 李昂, 王继华, 崔迪
2025, 15 (2): 201-211.
摘要1787)   HTML20)    PDF (1796KB)(253)   

微生物发酵中药材属于传统中药炮制中一种获得新药的重要技术方法。目前,现代生物技术的发展逐渐对微生物发酵中药的机制和工艺进行了解析,然而,难以找到合适的发酵菌种、微生物发酵中药的机制不明晰、中药发酵的终点不易判定、缺乏质控指标、发酵工艺规范不统一等问题依然凸显。因此,从微生物发酵中药的种类与功能、微生物发酵中药材机制及微生物发酵中药工艺三个方面对现有的研究进展进行了综述,总结了微生物在中药发酵过程中的具体发酵机制,并对微生物发酵中药的发展远景进行展望,为中药发酵菌种的选择、发酵终点的判定、质量标准的制定、工艺的进一步规范及中药产业链新药物的研发和升级提供理论依据和技术参考。

抗体药物筛选技术的研究进展
纪思佳, 张小雪, 翟丽丽, 董静, 李岩异, 常亮
2025, 15 (1): 43-49.
摘要1717)   HTML2)    PDF (1894KB)(187)   

抗体药物经历了多克隆抗体、单克隆抗体及基因工程抗体三个阶段,随着人类对抗体药物的不断深入研究,出现了多克隆抗体技术、杂交瘤抗体技术、抗体文库展示技术以及转基因小鼠技术等多种抗体筛选技术。抗体药物具有非常大的发展前景,针对各种抗体药物筛选技术的特点进行整理归纳,并讨论了抗体药物研发面临的挑战,以期为后续抗体技术的发展提供参考。

生物技术药物的免疫原性产生机制与控制策略
崔兆惠, 郭玲, 沈旭东, 林毅, 翟丽丽
2025, 15 (2): 212-219.
摘要1696)   HTML9)    PDF (1093KB)(58)   

生物技术药物在肿瘤、自身免疫性疾病及其他复杂疾病的治疗中取得了日益显著的治疗效果。使用生物技术药物进行治疗时存在免疫原性风险,导致药物疗效和治疗效果降低,甚至产生严重的不良反应。在保持生物技术药物药代动力学特性和治疗效果的基础上,降低或去除其免疫原性成为药物开发过程的重要环节。了解驱动生物技术药物免疫原性的复杂机制以及制定有效的策略降低免疫原性风险对于提高药物疗效和安全性至关重要。综述了生物技术药物免疫原性产生机制的研究进展,讨论了影响免疫原性的因素,重点阐述了在药物开发过程中降低免疫原性的策略,以期为生物技术药物的研发提供参考。

CRISPR/Cas9基因编辑技术在疾病治疗中的应用与展望
李仪扬, 周执政, 王淑菲, 刘博雅, 刘宇飞, 李孝彦, 隋宏书, 刘东巍
2025, 15 (1): 35-42.
摘要1687)   HTML9)    PDF (754KB)(548)   

成簇规律间隔短回文重复序列相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated proteins, CRISPR)系统是原核生物的一种获得性免疫系统,基于细菌免疫系统CRISPR改造发展而来的CRISPR/Cas9系统正在改变着生物学和基础医学研究,是现有基因编辑和基因修饰技术中效率最高、最简便、成本最低的技术之一。然而,目前缺乏在体内将CRISPR系统有效递送到患病细胞的策略,具有靶标识别功能的非病毒载体可能是未来研究的重点,疾病发病引起的病理和生理变化有望作为靶向递送或基因编辑靶标的识别因素。概述了现有的基因编辑工具以及CRISPR/Cas9系统的优势,总结了CRISPR/Cas9在治疗领域的应用进展,并讨论了在CRISPR/Cas9介导的治疗中所遇到的问题和挑战,以期能够促进CRISPR/Cas9治疗技术的进步,并为治疗其他复杂疾病提供新的视角。

玉米盐胁迫和MeJA处理下的转录组联合分析
刘卓颖, 周晓今, 黄燕丽, 逄森
2025, 15 (2): 263-275.
摘要1534)   HTML5)    PDF (8525KB)(199)   

玉米是重要的粮饲兼用作物,盐胁迫严重影响其生长发育,导致产量和品质下降。茉莉酸及其衍生物(jasmonates, JAs)是与植物防御相关的天然植物激素,基于模式植物的研究表明,JAs在响应盐胁迫中发挥重要作用。为探究玉米中JAs介导的盐胁迫响应的具体机制,分别对100 μmol·L-1 MeJA和200 mmol·L-1 NaCl处理6 h玉米幼苗的地上和地下部组织进行转录组测序,交叉分析得到JA诱导且响应高盐胁迫的差异表达基因(differential expression genes, DEGs),并挑选8个DEGs通过RT-qPCR进行验证。结果发现地上和地下部组织中分别共有362和803个基因差异表达,GO和KEGG富集分析显示这些基因涉及糖的合成转运、防御性次生代谢物合成、抗氧化酶合成以及脱落酸和乙烯信号通路。研究结果提示JA信号通路诱导玉米高盐胁迫响应的潜在关键基因和代谢途径,为进一步挖掘JA信号通路调控抗盐性的具体分子机制提供了线索。

福建省闽北牧区奶源微生物污染及致病菌耐药情况研究
周双辉
2025, 15 (1): 127-134.
摘要1472)   HTML1)    PDF (737KB)(423)   

为了了解福建省闽北牧场奶源中微生物污染情况和奶源中所分离致病菌的耐药性特征,对2023年12月—2024年6月采集自闽北14个牧场的46份大罐奶生牛乳样品开展菌落总数和大肠菌群计数以及金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、单增李斯特氏菌、克罗诺杆菌属和克雷伯氏菌等5种致病菌污染情况筛查,同时对试样中分离出的金黄色葡萄球菌、克雷伯氏菌和大肠埃希氏菌进行抗生素药物敏感性试验。46份生牛乳样本的菌落总数平均值为5 500 CFU·mL-1;大肠菌群计数平均值为39 CFU·mL-1。分离出的致病菌总耐药率为63.5%,金黄色葡萄球菌耐药率为38.3%,克雷伯氏菌耐药率96.6%,大肠埃希氏菌耐药率为84.6%。β-内酰胺类抗生素耐药比率最高,二重耐药及以上致病菌占比93.2%。福建省闽北牧场生牛乳中菌落总数污染风险较低,达到“特级乳”标准。生牛乳中致病菌对β-内酰胺类抗生素耐药情况较为严重,存在多重耐药风险。

基于TaqMan-qPCR技术的 OsWx基因编辑水稻检测方法的建立
胡广, 王智, 付伟, 石雨婷, 陈珊珊, 罗亮, 魏霜
2025, 15 (1): 86-92.
摘要1398)   HTML5)    PDF (2364KB)(57)   

基因编辑技术已成为当前一个重要的分子工具,通过定向改造基因组序列,在基因功能分析和作物遗传育种等方面具有广泛应用。随着基因编辑技术的快速发展,当前其可对受体生物实现几乎无痕编辑,这增加了对基因编辑产品的检测难度。因此,建立基因编辑产品的检测方法,有利于加强对市场上基因编辑产品的监管。以OsWx基因CRISPR/Cas9基因编辑材料为研究对象,设计编辑位点的特异性引物和探针进行TaqMan实时荧光定量PCR(TaqMan-qPCR)检测。研究所建立的检测体系具有良好的特异性和灵敏度,能够有效地区分OsWx单碱基突变体与野生型水稻。

基于数字PCR方法的玉米内标准基因比较研究
齐鑫, 李欣然, 郭亚宁, 王丹, 李凯, 吴琼, 李亮
2025, 15 (1): 78-85.
摘要1294)   HTML0)    PDF (4487KB)(135)   

随着转基因玉米种类以及种植面积的不断增加,转基因玉米相关产品的定性和定量检测需求日益迫切。选择稳定遗传、特异性强的内标准基因对于转基因玉米鉴定结果的准确性和一致性具有重要意义。利用数字PCR技术对hmgadh1-1adh1-2ivrI-1ivrI-2zSSIIb-1zSSIIb-2zein-1zein-2在内的9种玉米内标准基因进行了筛选比较,通过退火温度的优化,找到各自最适的退火温度,并以转基因玉米MON810为研究对象,用上述内标准基因进行实际样品测定。结果表明,adh1-1adh1-2可以用于实际样品的拷贝数检测。研究结果将为今后转基因玉米内标准基因的选择和相关定量检测提供参考,并对我国转基因作物的管理提供有力的技术支撑。

新疆2种不同海拔绵羊 EPAS1基因多态性与血液生理指标关联分析
董炅, 王世锋, 凯迪日耶·玉苏普, 詹建立, 阿布都热合曼·吐尔逊
2025, 15 (1): 119-126.
摘要1192)   HTML0)    PDF (1360KB)(338)   

为探究不同海拔新疆地方绵羊EPAS1基因多态性与血红蛋白指标及低氧适应的关联,对79只塔什库尔干羊(海拔4 200 m)和74只多浪羊(海拔1 200 m)EPAS1基因的第9、第16外显子进行PCR扩增并测序。共检测到7个SNP位点,随后计算基因频率和基因型频率,并分析了血红蛋白指标的差异。结果表明,塔什库尔干羊的血红蛋白含量极显著高于多浪羊,这表明塔什库尔干羊通过增加血红蛋白含量来适应高海拔引起的低氧环境。同时,EPAS1基因的第9、第16外显子相对保守,氨基酸水平的变异远低于核苷酸水平。此外,多浪羊的遗传信息更为多样,显示出海拔与多态信息含量呈负相关趋势,为进一步理解塔什库尔干羊适应高海拔低氧环境的分子基础和血液生理指标变化提供了参考。

生物育种科技创新助力种业发展及展望
徐振华, 高世伟, 高大伟, 于艳敏, 刘海英, 武洪涛, 张书利, 孙忠义, 王昕, 闫平
2025, 15 (4): 557-564.
摘要383)   HTML18)    PDF (578KB)(278)   

近年来,我国生物育种技术研究与应用虽取得了长足发展,但在基础理论研究、核心技术开发及市场重大品种培育等方面仍有待突破。生物育种是现代生物种业创新的核心,通过科技手段对育种技术、方法和产品进行创新,可以提高作物产量、质量和适应性,满足不断增长的全球粮食需求并应对环境挑战。发达国家和国际巨头种业利用生物技术结合大数据信息、人工智能等,推动种业进入“种业4.0时代”智能时代,育种模式从“杂交选育”向“智能选育”转变。基于此,综述梳理了生物育种技术的发展历程、国内外生物育种产业的发展现状,总结了生物育种关键技术创新及应用,讨论了目前生物育种产业化存在的问题和面临的挑战,并展望了未来的发展趋势,以期为提升我国的生物育种创新能力和种业发展提供借鉴。

场效应晶体管生物传感器在核酸检测中的应用进展
施玥, 韩尧, 李浩, 孙岩松
2025, 15 (4): 597-605.
摘要351)   HTML5)    PDF (975KB)(101)   

场效应晶体管生物传感器是一种基于场效应晶体管原理检测生物分子或生物标志物的传感器,由于其电场效应的信号放大特性可以检测到极低浓度的生物分子相互作用,进一步实现生物分子识别,在核酸检测领域具有无需核酸扩增的独特优势,核酸检测时间更短。此外,场效应晶体管生物传感器在核酸检测性能、便携性和成本效益等方面也有优势。总体而言,场效应晶体管生物传感器可实现超快速、超高灵敏度的病毒基因靶向识别,其结合微流控技术、纳米材料、柔性电子材料等,在食品安全、临床诊断、基因分型、生物安全等领域具有巨大的应用潜力。为了更好地将场效应晶体管传感器应用于生物检测领域,回顾了场效应晶体管生物传感器在核酸检测中的应用,从生物识别层方面对场效应晶体管生物传感器进行了分类讨论,以期为场效应晶体管生物传感器在核酸检测中的应用研究提供参考。

八角茴香化学成分、药理作用和提取分析加工技术研究进展
韦沁, 黄丹娜, 陈路, 王聪
2025, 15 (4): 587-596.
摘要265)   HTML10)    PDF (643KB)(221)   

八角茴香(Illicium verum Hook. f.)属于木兰科植物,是中国特有的药食同源植物,目前研究集中于其化学成分与药理作用的开发利用。然而,八角茴香化学成分的系统鉴定和药理作用的定量数据不足,加工及提取技术缺乏统一规范。综述系统梳理了八角茴香的主要成分,包括挥发油、黄酮类、酚酸类、倍半萜内酯类等,分析了其抗菌、镇痛、抗炎、抗氧化等药理作用,并总结了提取、分析及鲜料加工等方法的工艺要点,以期为完善八角茴香研究方法与工艺标准,提升资源利用效率和产业化应用提供有力支撑。

豆粕酶解工艺中常用酶制剂的酶学性质研究进展
刘闯, 马建爽, 柏映国, 黄火清, 涂涛, 于会民, 刘宁, 王苑
2025, 15 (4): 573-586.
摘要261)   HTML8)    PDF (980KB)(117)   

豆粕作为重要的植物蛋白来源,在饲料和食品工业中应用广泛。然而,豆粕中抗营养因子(如抗原蛋白、非淀粉多糖等)的存在限制了其营养价值。酶解加工工艺是近年来新兴的一种改善豆粕营养价值的原料体外预处理方法,常用的酶制剂种类包括蛋白酶、纤维素酶、半乳糖苷酶等。总结了豆粕中抗营养因子的种类、不同的酶制剂及其作用机制、酶制剂的应用研究进展,旨在为豆粕酶解工艺中酶制剂的选择提供理论依据和技术参考。

植物生物反应器研发应用现状及安全监管政策
杨江涛, 黄耀辉, 王志兴, 王旭静, 焦悦
2025, 15 (4): 565-572.
摘要253)   HTML3)    PDF (570KB)(156)   

基于转基因技术生产药用工业用生物制品的植物生物反应器是转基因研究和应用中增长最快的生物技术产品之一。植物越来越多被用作生物反应器,生产抗体、疫苗、治疗蛋白、激素和细胞因子等高质量的生物制品,以及化妆品、食品和化学工业的生物产品,它们在医药和工业领域可作为药品和生物材料。探讨了利用转基因技术将植物作为生物工厂的巨大潜力,总结了有关植物源生物制品的最新研究进展,强调了植物源生物制品在医药、工业、农业等不同领域的多功能性。综述了药用工业用转基因植物在美国、欧盟等国家中的安全性评价与监管政策,以期为我国的药用工业用转基因植物的安全性评估与监管提供借鉴。

全局性调控因子LaeA在丝状真菌中的作用:机制与应用
孟宪超, 胡波, 宁哲, 孙园园, 于豪冰, 刘小宇
2025, 15 (1): 27-34.
摘要252)   HTML5)    PDF (2713KB)(800)   

LaeA是丝状真菌中重要的全局性调控因子,通过调节相关基因的表达,控制菌株的生长发育或促进次级代谢产物的合成。近年来,随着生物信息学分析技术的发展,LaeA参与的新的调控作用被发现。聚焦于LaeA的作用机制和调控作用,从LaeA的结构功能、真菌生育和次级代谢产物的调节3个方面综述了LaeA在真菌中的研究进展,同时探讨了LaeA在药物研发、农业以及工业生产等领域的应用潜力,以期为提高丝状真菌次级代谢产物的产量、活性和多样性,以及开发新型的海洋药物等提供参考和借鉴。