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浙江大学学报（农业与生命科学版）

浙江大学学报（农业与生命科学版）

2026年04期

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综述 | 植物低温响应与抗性机制的研究进展与展望

综述 | 植物低温响应与抗性机制的研究进展与展望

摘要低温是限制作物地理分布、生长发育与产量品质的核心环境因子。植物虽能启动低温防御应答,但不同物种间存在显著的耐受性差异,反映出适应性调控网络的复杂性,而对该复杂性的认知不足构成了当前抗寒遗传改良的理论瓶颈。近年来,低温感受器鉴定及下游信号通路解析取得重要进展,从信号感知到网络激活的分子框架已初步建立。本文聚焦植物低温感知与信号转导机制,综述了膜流动性变化、温度受体、钙离子信号分子及C-重复结合因子-冷调节(C-repeat binding factor-cold regulated, CBF-COR)基因级联通路等研究进展,并梳理了遗传改良、微生物互作、外源物质与农艺措施等多策略抗性提升路径。最后,本文展望了多组学整合、精准基因编辑、功能微生物菌剂开发及抗寒性与生长平衡协同调控等未来研究方向,以期为作物耐寒遗传改良与绿色抗逆生产提供理论依据。
综述 | 奶牛对农作物秸秆饲料利用效率的差异及其机制

综述 | 奶牛对农作物秸秆饲料利用效率的差异及其机制

摘要农作物秸秆是我国养殖奶牛的重要粗饲料资源,充分利用该资源有利于节本增效,缓解奶牛产业原料压力。在实际生产中,不同奶牛个体对秸秆饲料的利用效率存在差异,这种差异表现在饲料消化率、转化效率等多个指标上,深入解析造成此种差异的内在机制是实现秸秆高效利用、优化饲料利用策略的关键环节。本文系统综述了奶牛利用农作物秸秆的消化机制与代谢机制,从多层次阐明了奶牛利用农作物秸秆效率差异的生物学基础,为促进农作物秸秆的饲料化利用提供理论和实践参考。
畜禽肠道稳态与营养调控专题 | 再生胰岛衍生蛋白3γ在肠道炎症及肠外疾病中的调控机制与转化潜力

畜禽肠道稳态与营养调控专题 | 再生胰岛衍生蛋白3γ在肠道炎症及肠外疾病中的调控机制与转化潜力

摘要再生胰岛衍生蛋白3γ(regenerating islet-derived protein 3-gamma, Reg3g)作为C型凝集素家族的重要成员，主要表达于动物肠道上皮细胞，其表达受肠道菌群、细胞因子及炎症信号等多种因素的精密调控。作为关键的固有免疫效应分子，Reg3g不仅能通过特异性识别并结合革兰氏阳性菌的肽聚糖发挥直接抗菌作用，还在维持肠道菌群稳态、增强肠道屏障以及调控免疫炎症反应中发挥多重功能。近年来研究发现，Reg3g还通过肠-器官轴参与调控代谢性疾病、肝脏疾病及肿瘤等疾病进程。本文系统综述了Reg3g的分子结构特征及其表达调控机制，重点阐述了其在肠道炎症中的关键作用，并进一步探讨其在肠外疾病中的功能及转化潜力，以期为Reg3g相关基础研究及临床应用提供参考依据。
畜禽肠道稳态与营养调控专题 | D型氨基酸的营养生理功能研究进展

畜禽肠道稳态与营养调控专题 | D型氨基酸的营养生理功能研究进展

摘要氨基酸是一种手性分子,可分为L型和D型2种构型。畜禽日粮中的氨基酸主要为L型,但肠道微生物具有氨基酸消旋酶活性,可将部分L型氨基酸转化为相应的D型氨基酸。D型氨基酸虽不参与蛋白质合成,但可作为神经递质或神经调质,参与调节机体免疫、炎症反应和微生态平衡等多种生理过程。本文系统综述了D型氨基酸的来源、生物合成途径、体内代谢与分布,重点阐述了其在调节肠道菌群、免疫功能及相关疾病中的作用,并初步探讨了D型氨基酸氧化酶和N-甲基-D-天冬氨酸受体介导D型氨基酸发挥抑菌、免疫调节和影响疾病发生发展的潜在机制,以期为养殖生产中合理应用D型氨基酸调控畜禽生长性能和肠道健康提供理论参考。
畜禽肠道稳态与营养调控专题 | L-精氨酸缓解肠道炎症的作用及机制

畜禽肠道稳态与营养调控专题 | L-精氨酸缓解肠道炎症的作用及机制

摘要肠道菌群代谢产物在维持肠道稳态中发挥关键作用,但具体效应分子及其抗炎机制尚不明确。本课题组前期研究发现,纽约杜氏杆菌(Dubosiella newyorkensis, Dub)及布劳特球菌(Blautia coccoides, BC)2株肠道共生菌可显著缓解葡聚糖硫酸钠(dextran sodium sulfate, DSS)诱导的小鼠结肠炎。通过结肠组织靶向代谢组学分析发现,L-精氨酸(L-arginine, Arg)为2株菌共同显著上调的代谢产物。为验证Arg能否直接发挥肠道保护作用,本研究对DSS诱导的结肠炎模型小鼠分别饲喂含1% Arg的基础日粮和含3% Arg的日粮,观察Arg对结肠炎的缓解效果;并进一步利用无菌小鼠、猪及人来源的肠类器官模型,探究Arg对肠上皮细胞的直接调控作用。结果显示,与1% Arg组相比,3% Arg组小鼠的体重下降幅度明显减轻,结肠长度增加,组织病理学损伤改善,肠道干细胞标志物——富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体5(leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5, LGR5)和增殖标志物Ki67表达升高,闭合蛋白和杯状细胞标志物黏蛋白2(mucin 2, Muc2)表达恢复,白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)阳性巨噬细胞浸润减少。在无菌小鼠、猪及人肠类器官中,Arg处理显著促进类器官生长,剂量依赖性上调小鼠Lgr5及猪和人LGR5的mRNA水平,并在肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α, TNFα)/干扰素γ(interferon γ, IFNγ)诱导的炎性损伤中保护类器官,维持其mRNA水平。上述结果提示,Arg可直接作用于肠上皮细胞,增强干细胞特性、修复肠道屏障功能并抑制炎性反应,从而缓解肠道炎症,且该效应在小鼠、猪和人的肠类器官模型中高度保守。本研究揭示了Arg作为有益肠道共生菌的共同代谢产物缓解肠道炎症的相关功能,为Arg在仔猪肠道健康维护及炎症性疾病防治中的转化应用提供了理论依据。
畜禽肠道稳态与营养调控专题 | 吲哚-3-丙酸通过C/EBP同源蛋白基因介导的凋亡通路缓解猪δ冠状病毒感染诱导的肠上皮损伤

畜禽肠道稳态与营养调控专题 | 吲哚-3-丙酸通过C/EBP同源蛋白基因介导的凋亡通路缓解猪δ冠状病毒感染诱导的肠上皮损伤

摘要猪δ冠状病毒(porcine deltacoronavirus, PDCoV)感染可导致仔猪严重肠炎,并引发高死亡率。本研究通过系统筛选具有缓解PDCoV感染相关内质网应激潜力的吲哚类代谢物,并对其作用机制进行了探究。结果显示,PDCoV感染可诱导肠上皮内质网应激与细胞凋亡。在多种吲哚类化合物中,吲哚-3-丙酸表现出显著的内质网应激抑制功能,并同步降低细胞凋亡水平。在猪小肠类器官及小鼠感染模型中进一步证实吲哚-3-丙酸可特异性抑制十二指肠上皮细胞的内质网应激及其介导的细胞凋亡。综上所述,本研究表明吲哚-3-丙酸能够通过调控内质网应激通路减轻PDCoV感染所致的肠上皮损伤,为开发以菌群代谢物为基础的抗肠道冠状病毒营养干预策略提供了新的理论依据与数据支撑。
青年科学家论坛 | 钙蛋白酶3介导的核内蛋白水解途径研究进展

青年科学家论坛 | 钙蛋白酶3介导的核内蛋白水解途径研究进展

摘要钙蛋白酶3(calpain 3, CAPN3)是钙蛋白酶家族中唯一含有核定位信号的成员。CAPN3最先在骨骼肌中发现，并曾被认为具有组织特异性，但近年研究表明，其在包括肝脏在内的多种组织中广泛表达，参与调控底物活性、稳定性及亚细胞定位等过程。随着CAPN3核内分布的确认，其介导的核内蛋白水解途径逐渐受到关注。本文综述了CAPN3介导的核内蛋白水解途径的最新进展，重点阐述了核仁消化器官延伸因子(digestive-organ expansion factor, DEF)-CAPN3通路在维持核仁蛋白稳态中的作用，以及新鉴定的CAPN3-多梳抑制复合物1(polycomb repressive complex 1, PRC1)通路如何通过蛋白酶解影响表观遗传调控，并对未来的研究方向进行了展望。
青年科学家论坛 | 耻垢分枝杆菌 MSMEG_0418 调控能量代谢及链霉素敏感性的功能研究

青年科学家论坛 | 耻垢分枝杆菌 MSMEG_0418 调控能量代谢及链霉素敏感性的功能研究

摘要琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase, SDH)作为三羧酸循环与电子传递链的关键连接点,是调控结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)生长、持久性及宿主免疫应答的中心枢纽,因此,靶向Mtb生物能量代谢已成为抗结核新药研发的重要方向。由于Mtb生长缓慢且生物安全等级要求高,其近缘模式菌株耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)常被用作研究Mtb基因功能的理想替代模型。MSMEG_0418编码耻垢分枝杆菌琥珀酸脱氢酶复合体的一个核心亚基,但其在分枝杆菌能量代谢与抗生素耐受中的具体功能尚不明确。本研究采用无痕同源重组技术构建耻垢分枝杆菌MSMEG_0418敲除菌株ΔMs0418及回补菌株,并通过生长曲线测定、最低抑菌浓度检测与时间-杀菌曲线分析评估菌株表型变化,运用转录组测序解析其分子调控网络。表型分析显示,ΔMs0418对链霉素表现出特异性高度敏感,致死速率显著加快。转录组学揭示,敲除菌株ΔMs0418中氧化磷酸化、三羧酸循环等核心能量代谢通路及腺苷三磷酸合酶复合体相关基因表达水平显著下调;而上调基因仅局限于膜脂重塑与应激修复途径,未形成系统性的代谢代偿。这表明MSMEG_0418缺失全面削弱了细菌的基础能量生成能力与代谢稳态。综上所述,MSMEG_0418作为SDH复合体的关键组分,在维持分枝杆菌能量代谢与抗生素耐药性中发挥重要作用。本研究结果为阐明Mtb同源基因的致病机制奠定了基础,并为开发靶向生物能量代谢的下一代抗结核药物提供了可靠的科学依据。
青年科学家论坛 | 阻断 Wee1 激酶诱导有丝分裂灾难以抑制猪圆环病毒2型复制

青年科学家论坛 | 阻断 Wee1 激酶诱导有丝分裂灾难以抑制猪圆环病毒2型复制

摘要猪圆环病毒2型(porcine circovirus type 2, PCV2)是猪圆环病毒相关疾病的主要病原体,严重危害全球养猪业。本研究旨在评估靶向宿主细胞周期调控因子Wee1激酶对PCV2复制的影响。在体外感染模型中,结合染色体铺展、间接免疫荧光检测及蛋白质印迹法,系统分析PCV2感染对宿主细胞DNA损伤应答(DNA damage response, DDR)及细胞周期进程的影响,并评估Wee1抑制剂MK-1775的抗病毒作用。结果表明,PCV2感染可显著激活宿主DDR,84%的感染细胞呈γ-H2AX阳性,并导致细胞周期阻滞于S期。进一步研究发现,MK-1775处理可诱导约60%的感染细胞发生有丝分裂灾难,同时显著降低PCV2感染率及病毒蛋白表达水平。以上结果表明,PCV2复制依赖宿主细胞周期调控,而Wee1抑制可通过破坏细胞周期检查点并诱导有丝分裂灾难,有效抑制病毒复制。因此,靶向宿主细胞周期调控因子Wee1可能成为干预PCV2感染的潜在策略。
生物科学与技术 | 膜荚黄芪褐化愈伤组织的结构及代谢组分析

生物科学与技术 | 膜荚黄芪褐化愈伤组织的结构及代谢组分析

摘要为探究膜荚黄芪(Astragalus membranaceus)愈伤组织褐化的内在机制,以膜荚黄芪绿色愈伤组织和褐化愈伤组织为材料,采用广泛靶向代谢组学技术,结合细胞形态及超微结构观察,系统分析愈伤组织褐化过程中的形态结构和代谢物变化。结果表明,膜荚黄芪愈伤组织的褐化是由激素介导的活性氧(reactive oxygen species, ROS)过量累积所引发的,ROS通过诱导细胞膜脂质过氧化,导致叶绿体、线粒体及细胞核等超微结构破坏,并引发蛋白质及核酸的氧化损伤,最终触发愈伤组织衰老与死亡。本研究初步揭示了膜荚黄芪愈伤组织褐化的可能原因,为解决组织培养技术瓶颈、推动优质种苗规模化生产提供理论依据。
园艺科学 | 宁夏枸杞雄性不育花药发育过程中多糖和脂类分布及相关差异表达基因分析

园艺科学 | 宁夏枸杞雄性不育花药发育过程中多糖和脂类分布及相关差异表达基因分析

摘要为探究宁夏枸杞(Lycium barbarum)雄性不育品种‘宁杞5号’花药营养物质代谢与花粉败育的相关性,以可育品种‘宁杞1号’为对照,采用半薄切片结合组织化学染色技术,观察2个品种在花药发育过程中营养物质的种类及分布特征;同时,基于转录组数据比较分析2个品种的糖脂代谢相关差异表达基因,从组织学与转录组水平解析糖脂代谢与花粉败育的关系。结果显示,2个品种在小孢子母细胞时期和四分体时期,小孢子母细胞和四分体外均被多糖性质的胼胝质壁包裹,淀粉粒主要分布于表皮和药室内壁;四分体时期绒毡层均出现脂滴。‘宁杞1号’绒毡层中的脂滴在发育过程中有流入药室的趋势,参与花粉粒的形成,最终生成含有大量淀粉粒和脂滴的可育花粉粒;而‘宁杞5号’四分体外的胼胝质壁不解体,小孢子一直呈现四分体状态,且绒毡层提前液泡化,细胞中的糖脂代谢异常,导致小孢子无法积累足够的营养物质,最终不能形成可育花粉粒。转录组分析共筛选到131个糖脂代谢相关差异表达基因,其中45个富集于淀粉和蔗糖代谢、脂肪酸生物合成、脂肪酸延长、脂肪酸降解通路;与可育对照品种相比,‘宁杞5号’花药发育早期的上述通路相关基因均下调表达。综上所述,‘宁杞5号’雄性不育可能与糖脂代谢相关基因的差异表达介导的营养和能量供应不足有关。这一结果为深入解析宁夏枸杞雄性不育的分子机制奠定了基础。
植物保护(Plant Protection) | 21种宁夏药用植物提取物对小菜蛾的杀虫活性

植物保护(Plant Protection) | 21种宁夏药用植物提取物对小菜蛾的杀虫活性

摘要为系统评估21种宁夏药用植物提取物对小菜蛾(Plutella xylostella)的生物活性,本研究采用浸虫、浸叶和叶碟添加标准化生物测定方法,检测了植物乙醇提取物对小菜蛾3龄幼虫的触杀、胃毒和拒食活性。结果表明,在1 mg/mL质量浓度下处理72 h,掌叶大黄(Rheum palmatum)、白鲜(Dictamnus dasycarpus)、牛蒡(Arctium lappa)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)和秦艽(Gentiana macrophylla)提取物表现出优良的触杀活性,校正死亡率为69.23%~85.83%,其中掌叶大黄活性最大,半致死浓度(lethal concentration 50, LC ₅₀)为0.164 mg/mL。苦豆子(Sophora alopecuroides)、苦参(Sophora flavescens)、菘蓝(Isatis tinctoria)根和掌叶大黄提取物表现出优良的胃毒活性,校正死亡率为80.16%~87.69%,其中苦豆子活性最大,LC ₅₀为0.229 mg/mL。菘蓝根、甘草、苦豆子和苦参提取物表现出优良的拒食活性,拒食率为74.94%~93.71%,其中菘蓝根活性最大,中位拒食浓度(antifeedant concentration 50, AFC ₅₀)为0.313 mg/mL。本研究筛选出的苦豆子、苦参、甘草、菘蓝根和掌叶大黄5种宁夏道地药用植物提取物对小菜蛾3龄幼虫具有显著的生物防治效果,其活性成分具有深入研究价值,为开发安全、高效的植物源杀虫剂提供了理论依据。
动物科学与动物医学 | 奶牛乳房炎中受体相互作用蛋白激酶1基因的表达特征及对乳腺上皮细胞功能的调控作用

动物科学与动物医学 | 奶牛乳房炎中受体相互作用蛋白激酶1基因的表达特征及对乳腺上皮细胞功能的调控作用

摘要为探究受体相互作用蛋白激酶1基因(receptor-interacting protein kinase 1 gene, RIPK1)在大肠埃希菌(Escherichia coli)型奶牛乳房炎中的表达模式与调控作用,本研究对RIPK1进行了生物信息学分析,检测RIPK1在大肠埃希菌侵染的奶牛乳腺组织中的表达模式,并利用脂多糖(lipopolysaccharides, LPS)诱导奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells, bMECs)构建细胞炎症模型,在此基础上采用RNA干扰(RNA interference, RNAi)技术研究RIPK1在细胞炎症、增殖、凋亡及乳脂代谢中的作用。结果表明,奶牛RIPK1为亲水性非分泌蛋白,主要富集在肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)和核因子κB(nuclear factor-kappa B, NF-κB)等信号通路上,参与细胞凋亡和免疫反应。在大肠埃希菌侵染的奶牛乳腺组织与LPS诱导的bMECs炎症反应中,RIPK1的表达水平均极显著上调(P<0.01)。在bMECs炎症反应中,干扰奶牛RIPK1可显著抑制炎症因子白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)和白细胞介素-1β(IL-1β)的表达,并下调促凋亡基因BAX、CASP3、CASP9和上调抗凋亡基因BCL2的表达量,进而抑制bMECs的凋亡。此外,干扰RIPK1可上调CDK2、CDK4和PCNA的表达量,从而促进bMECs的增殖。干扰RIPK1还促进了乳脂代谢标志基因PPARγ和FASN的表达。综上所述,RIPK1是促炎基因,可促进bMECs的凋亡,并抑制细胞增殖、细胞活力与乳脂合成。本研究为奶牛乳房炎的分子调控网络解析和分子育种提供了新的参考。
动物科学与动物医学 | Regulatory effect of glycyrrhizic acid on renal injury in fluoride-exposed mice

动物科学与动物医学 | Regulatory effect of glycyrrhizic acid on renal injury in fluoride-exposed mice

Abstract To investigate the regulatory effect of glycyrrhizic acid (GA) against kidney injury in fluoride-exposed mice, fifty male C57BL/6J mice were randomly divided into five groups: control grou

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目录

综述 | 植物低温响应与抗性机制的研究进展与展望

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综述 | 奶牛对农作物秸秆饲料利用效率的差异及其机制

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畜禽肠道稳态与营养调控专题 | 再生胰岛衍生蛋白3γ在肠道炎症及肠外疾病中的调控机制与转化潜力

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畜禽肠道稳态与营养调控专题 | D型氨基酸的营养生理功能研究进展

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畜禽肠道稳态与营养调控专题 | L-精氨酸缓解肠道炎症的作用及机制

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畜禽肠道稳态与营养调控专题 | 吲哚-3-丙酸通过C/EBP同源蛋白基因介导的凋亡通路缓解猪δ冠状病毒感染诱导的肠上皮损伤

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青年科学家论坛 | 钙蛋白酶3介导的核内蛋白水解途径研究进展

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青年科学家论坛 | 耻垢分枝杆菌 MSMEG_0418 调控能量代谢及链霉素敏感性的功能研究

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青年科学家论坛 | 阻断 Wee1 激酶诱导有丝分裂灾难以抑制猪圆环病毒2型复制

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生物科学与技术 | 膜荚黄芪褐化愈伤组织的结构及代谢组分析

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园艺科学 | 宁夏枸杞雄性不育花药发育过程中多糖和脂类分布及相关差异表达基因分析

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植物保护(Plant Protection) | 21种宁夏药用植物提取物对小菜蛾的杀虫活性

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动物科学与动物医学 | 奶牛乳房炎中受体相互作用蛋白激酶1基因的表达特征及对乳腺上皮细胞功能的调控作用

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动物科学与动物医学 | Regulatory effect of glycyrrhizic acid on renal injury in fluoride-exposed mice

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