生物工程学报  2022, Vol. 38 Issue (1): 1-4
http://dx.doi.org/10.13345/j.cjb.210947
中国科学院微生物研究所、中国微生物学会主办
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主编导读
Briefing and introduction by Editor-in-Chief
生物工程学报, 2022, 38(1): 1-4
Chinese Journal of Biotechnology, 2022, 38(1): 1-4
10.13345/j.cjb.210947
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主编导读. 生物工程学报, 2022, 38(1): 1-4
Briefing and introduction by Editor-in-Chief. Chinese Journal of Biotechnology, 2022, 38(1): 1-4.

本期主编导读主题：第三代测序技术、环境修复技术、植物生长发育与抗逆过程调控网络、新型疫苗研发、动物病原检测技术和哺乳动物安全转化技术。

主编导读
Briefing and introduction by Editor-in-Chief
第三代测序技术

自1868年Miescher在白细胞中首次发现遗传信息载体核酸，不断发展完善的测序技术为破解遗传密码提供了重要的技术手段，发挥了至关重要的作用。近些年，以单分子实时测序技术(single molecule real time sequencing, SMRT) 和纳米孔单分子测序技术(single-molecule nanopore DNA sequencing) 为代表的单分子测序技术崭露头角，被称为第三代测序技术[1]。李中浤等[1]对纳米孔单分子测序技术进行了总结，详细阐述了纳米孔测序技术“边解链边测序”的技术原理，以及无需扩增、超长读长等技术特点，分析了纳米孔测序技术在环境微生物研究中的优势及存在的问题。

环境修复技术

为促进人与自然之间和谐发展，大量研究试图将受到损害的生态环境的结构和功能进行修复。环境修复技术受到广泛关注。目前，环境修复技术主要包括物理修复、化学修复和生物修复3种。其中，以利用生命代谢活动或代谢产物稀释损伤环境中的有毒有害物质浓度或使其完全无害化，达到环境能部分或完全恢复到原始状态过程的生物修复途径成为研究重点。本期铁文周等[2]归纳了具有除锰能力的微生物种类，分析了不同微生物除锰的机制，总结了环境温度、初始pH以及Mn(Ⅱ) 浓度等因素对微生物除锰效率的影响。利用生物代谢产物对环境中难以降解的污染物进行处理也是极为重要的环境修复手段。李光耀等[3]选取特异性腐质霉(Humicola insolens) 来源的角质酶HiC，将其与锚定肽(tachystatin A2, TA2) 融合表达后，发现TA2有助于提高HiC对胶黏物模式底物聚丙烯酸乙酯(PEA) 的降解效率。张颖等[4]则将炭疽杆菌(Bacillus anthraci) 来源的碳水化合物结合模块(carbohydrate binding module, CBM) 与嗜热子囊菌(Thermobifida fusca) 角质酶融合表达，结果发现CBM可以促进角质酶对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 的降解效率。

植物生长发育与抗逆过程调控网络

以分子生物学为理论基础，采用基因克隆、遗传转化及细胞、组织培养技术，将外源基因转移并整合到植物基因组，进而获得可以稳定遗传的转基因植株的基因工程技术已经被广泛应用于作物育种工作中。目前，大众对转基因植物的商业化使用仍持谨慎态度。基因编辑技术能够定向改造植物基因组，无需向植物中转入外源基因就能形成可遗传的植物表型。近些年，基因编辑技术已经成为新一代高效、安全的分子育种技术，被广泛应用于多种作物精准设计育种中。本期杜秋丽等[5]综述了基于CRISPR/Cas9的引导编辑技术(prime editing, PE) 的开发历程、组成结构、技术优点和局限性，重点介绍了优化植物引导编辑技术编辑效率的研究进展。

本期学报中的多篇文章对植物抗逆和生长发育调控进行了综述或研究。王黎明等[6]对植物对抗冷胁迫、盐胁迫过程中油菜素内脂(brassinosteroids, BRs) 生物合成及功能进行了综述。潘凌云等[7]则重点总结了参与植物应答盐胁迫信号转导途径的转录因子，以及转录因子调节的下游基因网络，归纳了应答盐胁迫的转录因子在提高植物耐盐性的应用研究。徐子涵等[8]总结了近十年来兰科植物各属miRNA的类别，及几种影响植物生长发育和应激反应的miRNA的表达模式，认为详细解析兰科植物miRNA的调控网络将对兰科植物种质资源研发和经济效益提升有重大意义。孙平勇等[9]通过比较不同盐碱浓度处理下21份水稻品种(系) 在芽期和苗期的性状差异，筛选到4种抗盐碱能力较强的水稻品种。比较基因组学分析发现，SKC1和DST基因可能与水稻耐盐碱能力相关，为进一步培育耐盐碱水稻新品种提供了种质资源及理论基础。王康等[10]对桃果实漆酶(PpLAC) 基因家族成员的功能进行了研究，发现PpLAC7、PpLAC9可能与桃果实冷害褐变有关，且γ-氨基丁酸(GABA) 处理会减轻冷藏桃果实的冷害褐变。另一篇研究中，冯秋影等[11]对比了黑穗醋栗(Ribes nigrum L.)、红穗醋栗(Ribes rubrum L.) 和白穗醋栗(Ribes album L.) 中花色苷合成相关转录因子MYB10序列和表达差异，发现MYB10在黑穗醋栗和红穗醋栗中表达量随果实直径加大、颜色加深均呈现先上升后降低的趋势，且黑穗醋栗中表达量始终高于另外两者，说明MYB10基因在穗醋栗果实呈色中发挥重要作用。由此可见，植物生长发育以及抵抗胁迫过程受到miRNA和转录因子等多水平的综合调控。

新型疫苗研发

疫苗是人类对抗病毒和病原菌的强有力武器。病毒样颗粒(Virus-like particles, VLPs) 是由病毒结构蛋白装配形成的不含病毒核酸的新型亚单位疫苗。高闪电等[12]利用杆状病毒和昆虫细胞系统表达制备预防牛病毒性腹泻病毒1型(Bovine viral diarrhea virus 1, BVDV-1) 感染的VLPs，并将其接种于豚鼠中。制备的BVDV-1 VLPs有效激活了豚鼠免疫系统并产生中和抗体。该研究为进一步研制BVD病毒样颗粒疫苗奠定了基础。抗原表位是抗原分子决定抗原特异性的基团，可与B细胞受体及T细胞受体特异结合而引起免疫应答。表位疫苗则是基于这一特异结合研发的新型疫苗，比传统疫苗更加安全有效。绵羊OLA Ⅰ蛋白主要参与内源性抗原肽的递呈。王战红等[13]将绵羊OLA Ⅰ蛋白的重、轻链异源表达后，与绵羊痘病毒多肽PV4进行共复性，进而筛选细胞毒性T淋巴细胞(CTL) 表位肽。该研究为绵羊痘病毒表位疫苗的研发奠定了基础，并为其他多种病原CTL表位筛选提供了思路。王汉青等[14]异源表达乳房链球菌GapC蛋白并预测其B细胞抗原表位，并进一步在兔子体内制备多克隆抗体，检测候选表位肽的免疫原性为深入了解GapC蛋白的免疫学特性和利用其有效抗原表位奠定了基础。另一篇研究中，赵江艳等[15]针对前期获得的一株与H7N9亚型禽流感病毒血凝素蛋白茎部多肽(aa 428–452) 反应的单克隆抗体(5D3–1B5)，鉴定了该抗体抗原表位序列及特征，并证明5D3–1B5具有作为流感病毒广谱检测与抗体治疗制剂的应用潜力。

动物病原检测技术和哺乳动物安全转化技术

抗菌肽具有较强的杀菌能力，但对动物体内正常组织细胞具有一定的毒害作用。因此，提高抗菌肽的选择特异性是抗菌肽研发的关键问题。方禹鑫等[16]以(RXKY)2(YRY)2 (X代表Ile，Y代表Leu) 为模板设计了新型抗菌肽分子RIKL。分子动力学模拟和抑菌活性实验结果证明RIKL具有较高的细胞选择性，具有成为高效抗菌药物的潜力。另外，本期学报中两篇研究论文分别对猪源艰难梭菌检测和基于PiggyBac转座子系统的转基因技术进行了开发。梁伟等[17]针对人兽共患肠道病原菌艰难梭菌，建立了灵敏、特异的、可用于兽医临床检测猪源ST11型艰难梭菌的检测方法，为养猪业ST11型艰难梭菌流行病学调查提供了可靠的血清学检测方法，为猪场艰难梭菌防控提供了技术手段。另一篇研究中，王颖等[18]利用PiggyBac转座子系统构建表达Δ15-脂肪酸去饱和酶(Δ15 Des) 的转基因小鼠中可以在较短时间内繁育出稳定遗传的纯合子，并进一步验证了PiggyBac转座子系统高效的转导效率和安全稳定性。

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