植物抗冻蛋白研究
植物抗冻蛋白研究进展
１抗冻蛋白的种类
有关鱼类、昆虫ＡＦＰｓ的发现可以追溯到２０世纪６０ 年代’４ｊｊ，后来其研究对象慢慢扩大到细菌、真菌、无脊 椎动物、脊椎动物、非维管植物和维管植物㈡１。迄今为 止，对鱼类‘卜７Ｉ、昆虫一’８’９。的ＡＦＰｓ研究比较深入和系 统，而植物ＡＦＰｓ则发现较晚’２川。 １９９２年，加拿大Ｇｒｉｆｆｉｔｈ等第１次明确提出获得了植 物内源ＡＦＰｓ。他们从经低温锻炼的能够忍受细胞外结 冰的冬黑麦（Ｓｅｃａｌｅ ｃｅｒｅａｌｅ）叶片质外体中得到并部分纯 化了该蛋白。美国圣母大学的Ｄｕｍａｎ实验室¨１。在多种 植物中发现了具有热滞效应的蛋白质。１９９４年，费云标
ｌｋｓｅａｒｃｈ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ＰＩａｎｔ Ａｎｔｉｆｒｅｅｚｅ Ｐｒｏｔｅｉｎ
ＸＩＯＮＧ Ｘｉａｏ—ｗｅｎ。，ＨＵＡＮＧ Ｆａ—ｑｕａｒｔ２，ＬＩ Ｍａｏ—ｍａ０３，ＬＵ Ｍｉｎｇ’，ＨＵＡＮＧ
（１．Ａ鲥ｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
Ｙｏｎｇ—ｌａｎ’，ＷＡＮ Ｊｉａｎ—ｌｉｎ’’ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉａｎｇｘｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａ矛ｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３０２００，Ｃｈｉｎａ；
ｃｉｎｅ—Ｒｉｃｈ—Ｒｅｐｅａｔ）蛋白有高度的同源性，可达５０％一 ６５％，但胡萝卜的ＡＦＰｓ提取液对多聚半乳糖醛酸酶（Ｐｏ－
ｌｙｇａｌａｅｔｕｒｏｎａｓｅ Ｐｒｏｔｅｉｎ，ＰＧ）并没有抑制活性¨…。推测这
种新型的抗冻蛋白可能足从ＰＧＩＰ演化而来的。ＬＲＲ蛋 白是与病原菌防御体系相关的蛋白质，是病原体引发的 配基的受体蛋白，同时与Ｏｆ．一螺旋、Ｂ链的形成有关。 ＡＦＰｓ在胡萝卜直根中冷诱导表达，其ｃＤＮＡ为１１４０ ｂｐ， ＤＮＡ为１２３８ ｂｐ，编码３３２个氨基酸，成熟糖蛋白的分子 量为３６ ｋＤａ，ｐＩ为５．０，热滞值为Ｏ．３５℃，经酶切去糖侧 链后并未影响其活性，这点与欧白英和鱼类的ＡＦＧＰ明 显不同。在转基因拟南芥中，ＡＦＰ基因的表达能够积累 抗冻活性。尹明安等¨纠将克隆的中国胡萝卜和英国胡 萝卜的ＡＦＰ基因进行序列对比，在被测的１００４个核苷 酸中，有３５个碱基不同，其中无义突变２０个、有义突变 １５个，按有义突变计，同源性为９８．５％。 从上述研究结果可以看出，植物ＡＦＰｓ可能具有双 重功能，既有抗冻活性，又有酶（Ｂ—ｌ、３葡聚糖酶、几丁 质酶）、抗菌（如甜味蛋白、ＬＲＲ蛋白、ＷＲＫＹ蛋白）、抗虫 活性（植物凝集素），也可能只在同源性上说明他们之间 存在某种联系¨４．２ ７．…。 由于植物抗寒性是由多基因控制的，而且还与其它 环境因子的胁迫发生交叉作用，这就增加了抗寒机制研 究的复杂性。目前，这一领域的研究虽然已有新的进展，
植物的抗寒性与冷冻保护机制
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冷冻保护机制的研究对于农业生产和生态保护具有重要意义，可以帮助我们更好地了解植物的抗寒性， 提高农作物的抗寒能力，减少低温灾害对农业生产的影响。
抗冻蛋白：在低温下保护细胞 免受损伤
糖类物质：提高细胞液浓度， 降低冰点
抗冻剂：人工添加的化学物质， 提高植物抗寒性
细胞膜稳定剂：维持细胞膜结 构稳定，防止细胞破裂
低温处理：将植物置于低温环境中，观察其生理变化和抗寒性表现。
化学物质处理：使用抗寒剂、生长调节剂等化学物质处理植物，观察 其抗寒性变化。
基因工程：通过转基因技术，改变植物基因，提高其抗寒性。
生理指标检测：通过检测植物的生理指标，如叶绿素含量、呼吸速率 等，评估其抗寒性。
抗寒基因筛选：通过分子生物学技术，筛选抗寒相关基因，研究其功 能和作用机制。
光照：光 照会影响 植物的光 合作用和 呼吸作用， 从而影响 其抗寒性
水分：水分 是植物生存 的必要条件， 适量的水分 可以帮助植 物抵御寒冷
营养：植 物所需的 营养元素 如氮、磷、 钾等也会 影响其抗 寒性
激素：植 物激素如 生长素、 细胞分裂 素等也会 影响植物 的抗寒性
植物抗寒性与冷冻 保护机制的关系
数据处理：使用统计 软件对数据进行处理 和分析，如方差分析 、回归分析等
结果展示：将分析 结果以图表、文字 等形式展示，便于 理解和交流
数据收集：通过观察、测量、 记录等方式收集数据
实验设计：设置对照组和实 验组，进行对比分析
统计分析：运用统计学方法 对数据进行处理和分析
结果验证：通过重复实验、交 叉验证等方式确保结果的准确
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冷冻保护机制：植物在低温环境下 的保护机制
植物的低温蛋白
１０３６生态学报２４卷——————一————————————————————一３２ｋｒ）ａ）像葡聚糖酶（ｇｌｕ㈨１ａｓｅ一１ｉｋｅｐｒｏｔｅｉｎｓ，ＧＩ，Ｐｓ），阿种（３５和２８ｋＤａ）像几丁质酶（ｃＬＰｓ），两种（２５和１６ｋＤａ）像ｆｈｆＪ。
ｍａ¨ｎ（ＴＬｎ）。
遗些多肽的氨基酸构成很相似＋即它们相对富含Ａｓｐ／Ａｓｎ，（爿ｕ／Ｇ】ｎ，ｓｅｒｔＴｈｒ，Ｇｌｙ和Ａ】ａ；它们都缺乏Ｈｉ。
（除一个多肽外）且古多至５蹦的ｃｙｓ残基。
分子量为ｌ３ｋＤａ的质外体小多肽只有很小的抗冻活性。
该多肽可能除控制冰形成外在冷适惯过程中可能有其他作用。
实际上，１３ｋＤａ质外体蛋白与大麦脂质转移蛋白有８０蹦的相间序列，暗示它可在细胞壁修饰的角质沉积中起作用。
在确定ＡＦＰ也是植物内源产生蛋白之前，许多研究都集中在将鱼（南极鱼）ＡＦＰ转化人植物中以便提高植物耐冻性“…。
ｃｕｔｌｅｒ等将冬季比目鱼ＡＦＰ真空渗入土豆、ｃａｎｏｌａ和Ａ．￡＾ｎｆｒ“”ｎ的（拟南芥）叶片的细胞外牢闻。
ＡＦＰ渗人后，结冰温度稍微降低，因此支持了将鱼ＡＦＰ基因转入植物以调节耐冻性的可行性。
（；ｃｏｒｇｅｓ等设计和克隆了一个冬季比目鱼ＡＦＰ合成基因并用电穿孔方法将联合基因转入玉米原生质体。
ＡＦＰ表达为氯霉素乙酰基转移酶蛋白Ｎ末端伸展部分，但只有２５％的蛋白被运往细胞的细胞外空隙。
转基因番茄植物已被证明可在ｍＲＮＡ水平上表达ＡＦＰ基因，然而用冰重结晶抑制法检测时只在含有编码修剪葡萄球菌蛋白Ａ和ＡＦＰ联合蛋白的基因的转基因植物巾检测有抗冻活性。
最近证明鱼ＡＦＰ和抗冻糖蛋白（ＡＦＧＰ）对菠菜类囊体膜有低温毒性ｏ“。
Ｈｌｎｃｈａ等认为ＡＦＰ基因在转基因植物中表达可在冰冻期间造成严重的膜损害＋特别是蛋白质以叶绿体作为目标时。
这些结果表明如果ＡＦＰ用来保护质膜不受冰冻伤害＋ＡＦＰ应当被分泌到转基因植物的细胞外间隙中。
ｗａｌｌ・ｓ等的实验也支持这一观点。
他们用连有信号肽的合成ＡＦＰ转化土豆，指导蛋白质进入质外体；用电极渗漏宴验表明，表达该ＡＦＰ的转化子比野生型具有更大的冰冻抗性口“。
植物冷激蛋白的研究概况
植物冷激蛋白的研究概况作者：杨雪张东哲吴疆来源：《安徽农学通报》2016年第22期摘要：在植物体内合成的特定低温应激蛋白中，多数已经被鉴定。
近年来，研究的焦点主要集中在几种特殊类型的冷激蛋白，其中，植物抗冻蛋白保护细胞免受冰晶破坏，分子伴侣和脱水蛋白在冷胁迫期间保护细胞大分子不受损伤，线粒体内解偶联蛋白的氧化和磷酸化过程，可以使植物保持高于0℃一段时间，为随后适应低于0℃的环境做充分的准备。
关键词：植物；冷激蛋白；应激蛋白中图分类号 Q946 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）22-0017-03Abstract：In the plant，specific low temperature stress protein synthesized by the plant most have been identified. In recent years，the focus of the research is mainly concentrated in some special types of cold shock protein，such as the plant antifreeze proteins to protect cells from ice crystals，molecular chaperone and dehydration proteins to protect cell macromolecular damaged during cold stress，mitochondrial uncoupling protein oxidation and phosphorylation in process，will keep plants above 0℃ for a period of time，in order to adapt then below 0℃ environment.Key words：Plant；Cold shock protein；Stress protein植物适应低温的过程，是一个多种生化机制共同作用的结果，其中许多机制已经进行了深入的研究。
植物抗冻蛋白实验报告
一、实验目的1. 学习植物抗冻蛋白的提取方法。
2. 探究不同植物中抗冻蛋白的活性差异。
3. 了解抗冻蛋白在低温胁迫下的保护作用。
二、实验材料1. 植物材料：冬黑麦、胡萝卜、女贞叶、黑麦草、苜蓿等。
2. 试剂与仪器：NaCl、蔗糖、抗冻蛋白提取液、电泳仪、凝胶成像系统、移液器、离心机等。
三、实验方法1. 抗冻蛋白的提取（1）取适量植物材料，用液氮速冻后研磨成粉末。
（2）将粉末加入适量提取液，室温下搅拌提取1小时。
（3）离心分离，取上清液即为抗冻蛋白粗提液。
2. 抗冻蛋白的活性检测（1）配制一定浓度的NaCl溶液和蔗糖溶液作为对照。
（2）将抗冻蛋白粗提液与NaCl溶液、蔗糖溶液混合，观察混合液的冰点变化。
（3）将混合液置于低温环境下，观察植物材料是否发生冻害。
四、实验结果与分析1. 抗冻蛋白的提取通过实验，成功提取了冬黑麦、胡萝卜、女贞叶、黑麦草、苜蓿等植物中的抗冻蛋白。
2. 抗冻蛋白的活性检测实验结果显示，不同植物中的抗冻蛋白活性存在差异。
冬黑麦和胡萝卜中的抗冻蛋白活性较高，能显著降低混合液的冰点，保护植物材料免受冻害。
3. 抗冻蛋白在低温胁迫下的保护作用将含有抗冻蛋白的混合液与植物材料共同置于低温环境下，实验结果表明，抗冻蛋白能显著提高植物材料的抗寒能力，降低低温胁迫对植物造成的伤害。
五、实验结论1. 成功提取了冬黑麦、胡萝卜、女贞叶、黑麦草、苜蓿等植物中的抗冻蛋白。
2. 不同植物中的抗冻蛋白活性存在差异，冬黑麦和胡萝卜中的抗冻蛋白活性较高。
3. 抗冻蛋白在低温胁迫下能显著提高植物材料的抗寒能力，降低低温胁迫对植物造成的伤害。
六、实验讨论1. 抗冻蛋白的提取方法：本实验采用液氮速冻和研磨法提取抗冻蛋白，该方法操作简单，效果较好。
2. 抗冻蛋白的活性检测：本实验通过观察混合液的冰点变化和植物材料是否发生冻害来检测抗冻蛋白的活性，该方法直观、简便。
3. 抗冻蛋白在低温胁迫下的保护作用：本实验结果表明，抗冻蛋白能显著提高植物材料的抗寒能力，为植物在低温环境下的生存提供了重要保障。
植物抗冻蛋白的研究进展
植物抗冻蛋白的研究进展引言植物抗寒性是指植物在低温环境下存活和正常生长的能力，是植物适应环境的一种重要的适应策略。
随着现代生物技术的发展，研究植物抗寒性和冷冻伤机制的分子水平得以深入，许多与植物抗冻性相关的分子机制被逐渐揭示出来，其中植物抗冻蛋白的研究成为了热点之一。
本文就植物抗冻蛋白的研究进展作简要综述。
植物抗冻蛋白的分类植物抗冻蛋白（plant cold acclimation protein）是在低温适应过程中由植物细胞自行合成的保护蛋白，又称寒性蛋白。
植物抗冻蛋白主要分为结构型抗冻蛋白和调节型抗冻蛋白两种类型。
结构型抗冻蛋白结构型抗冻蛋白主要是指在低温环境下由植物细胞表达的一类蛋白质，它们具有空间结构稳定和抗冻性能强等特点。
目前已发现的结构型抗冻蛋白主要有以下类型：1.内源性结构性抗冻蛋白：如甘油、脯氨酸等小分子有机化合物，以及糖原、核糖体等大分子有机化合物。
2.外源性结构性抗冻蛋白：如外源性抗冻蛋白R101、超级冷冻素等。
调节型抗冻蛋白调节型抗冻蛋白（Regulatory Cold Acclimation Protein）通常指在低温适应过程中由基因表达调节的一类蛋白质，它们通常不会直接参与到细胞的代谢过程中，而是通过调节基因表达和信号转导途径来提高植物的低温适应能力。
目前已发现的调节型抗冻蛋白主要有以下类型：1.内源性调节性抗冻蛋白：如去甲基化酶1、DNA结合转录因子CBF1等。
2.外源性调节性抗冻蛋白：如链球菌外毒素等。
植物抗冻蛋白的合成及机理研究低温适应下植物抗冻蛋白的合成及其机理研究对揭示植物在低温环境中保护机制具有重要意义。
早期研究表明，一些外源性抗冻蛋白能够激活细胞的代谢过程并促进与低温适应相关的基因的表达。
后来研究发现，在低温适应过程中，植物会自行合成并积累各种类型的抗冻蛋白，其中结构型抗冻蛋白是通过转录和翻译过程来完成合成的，而调节性抗冻蛋白主要是通过激活特定的信号转导途径来促进其基因表达的。
抗冻蛋白的特性和作用机制
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生理科学进展 J//I 年第 I$ 卷第 I 期
不清楚。!"# 的热滞活性可能是该分子有多个冰结 合位点， 这些位点要么识别不同的冰， 要么在冰晶格 上不同方向有重复表达。这些特征可能增加与冰结 合的频率
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子， 以便在冰结合面与 !"# 结合的更好。随着科学 技术的发展、 先进科学手段的介入， 对 !"# 与冰晶 作用机制将得到更完善的阐释。 参 考 文 献
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生理科学进展 #%%$ 年第 $* 卷第 $ 期
抗冻蛋白的特性和作用机制
! 彭淑红! " 姚鹏程# " 徐宁迎（ 浙江大学 ! 动物科学学院 # 应用昆虫研究所， 浙江 $!%%#& ）
摘要" 抗冻蛋白是非常热门的研究领域， 具有广阔的应用前景。本文结合最新的报道， 从抗冻蛋白 的多样性、 热带活性和改变冰的生长， 综述了抗冻蛋白的特性， 阐释了抗冻蛋白的作用机制的三种 假说： “ 偶极子’偶极子” 假说、 氢原子结合模型假说和刚体能量学说。 关键词" 抗冻蛋白；热滞活性；冰核 学科分类号" (&)$ ； (*&# " " 冻害对大多数细胞器是致死性的， 它导致细胞 内环境脱水、 结晶， 造成细胞物理性损害或死亡。生 物体采取一些策略适应高山、 极地等寒冷的环境， 包 括合成一种血清蛋白阻止其血液结冰， 这种血清蛋 白就是抗冻蛋白 （ +,-./01121 304-1.,，567 ） 。抗冻蛋 。 白又称 热 滞 蛋 白 （ -8109+: 8;<-10<.< 304-1.,，=>7 ） 抗冻蛋白广泛存在于动物、 植物和微生物中， 首先在 南极鱼中研究， 现已从昆虫、 螨、 蜈蚣、 草、 真菌和细 菌中发现到。抗冻蛋白具有诱人的应用前景， 应用 抗冻蛋白抑制重结晶的性质， 可以用来冷冻手术， 冷 藏食物， 储存血液、 组织和器官； 进行选育转基因抗 冻作物， 扩大良种作物的种植范围， 改造恶劣的环境 气候； 转基因昆虫， 降低害虫抗冻活性、 增加益虫抗 冻活性， 趋利避害， 使其向有益人类的方向发展。抗 冻蛋白是生物在漫长进化过程中形成的， 表征着生 物的进化程度， 在物种分类方面也有重要参考价值。 抗冻蛋白的研究是生理学非常热门的研究领域， 关 于抗冻蛋白有很多报道， 现简要地综述其特性和作 用机制。 一、 抗冻蛋白的特性 （ 一） 多样性" 同一科的不同属， 甚至同一属的 不同种， 567 之间都有根本差异。根据 567 序列和 结构 特 征， 鱼 中 抗 冻 蛋 白 可 分 为 四 类： （!） !型 567， 分子量相对较小 （ $ $%% ? * )%%@+ ） ， 丙氨酸含 量高 （ A%B ） ， 有 !! 个氨基酸重复序列； 二级结构为 具两亲性的 " 螺旋； 三级结构特点是有四个重复的 冰结合模块， 链的面形成扁平的冰结合面， 且氨基酸 和糖的末端都有一个弹性的帽子结构， 这类 567 分 布最为广泛， 主要从 C.,-10 /:4D,E10 和 <840-840, <FD: 3., 鱼 类 中 分 离 得 到 ； （#） 分子量为 # 型 567 ， !! %%% ? * )%%@+， 富含半胱氨酸； 二级结构为 $ 折 叠， 主要从 G1+ 0+H1, ， G91:- 和 >100.,I 中分离得到； （ $） 分子量为 !! %%% ? * )%%@+， 二级结构 %型 567， 万 方数据 为 $ 夹层； 其三级结构为球状， 主要从 JF1+, 34D- 和 11:34D- C4://.<8 中分离得到； （*） 抗冻糖蛋白 （ 56’ K7） ， 分子量为 # A%% ? $$ L%%@+， 具有 “ 丙氨酸’丙氨 酸’苏氨酸” 重复序列， 其中苏氨酸联有一个二糖 “半 乳糖’M’乙酰氨基半乳糖” 的多聚体； 二级结构是左 螺旋， 二糖对着多肽骨架卷起形成 手延伸 “ $’折叠” 一个稳定的、 疏水的氢原子结合位点； 三级结构是延 伸的杆状结构， 主要分布于南极 ,4-4-81,.4.E< 和北
胡萝卜抗冻蛋白对冷冻面团及其馒头品质的影响
胡萝卜抗冻蛋白对冷冻面团及其馒头品质的影响程毛，刘清枫，李兴霞(烟台工程职业技术学院，山东烟台264006)摘要：以胡萝卜抗冻蛋白！Carrot antifreeze protein,CaAFPs)的添加量为变量，测定其对冷冻面团的发酵力、可冻结水、馒头的比容、质构特性和感官评价的影响。
结果表明：CaAFPs可以降低冻藏后游离水含量,增强面团的膨胀能力，减轻冻藏对冷冻面团发酵能力的损伤，抑制冰的再结晶,降低冷冻面团中的可冻结水含量。
此外，CaAFPs能够提高冷冻面团的产气率和持气率，减缓弹性模量和黏滞模量的下降速度,增加面筋蛋白的交联度，提高馒头的比容、咀嚼性和弹性，降低馒头的硬度和黏聚性，改善馒头的质地和感官晶质&关键词：胡萝卜抗冻蛋白；冷冻面团；馒头；结构Effech of carrot antifreeze protein on the qualityof frozen dough and steamed breadCHENG Mao,LIU Qing-feng,LI Xing-xia(Yantai Engineer and Technology College,Yantai264006,Shandong,China) Abstract:With the addition o f cao'ot antifreeee protein(CaAFPs)as the effects on fermentability,freezing water of frozen dough,specific volume,texture chovcU/stics and sensory eveluation of steamed bread were determined.The results showed that CaAFPs could reduce the free water content af-Ur freezing,enhance the expansion ability of the dough,reduce the damage to the fermentation ability of the frozen dough by freezing,inhiOit the recrystallization of ice,and reduce the oeezing water content in the frozen dough.In addition,CaAFPs could increase the air production rate and air hold rate of frozen dough,slow down the rate of decrease of elastic modulus and viscous modulus,increase the cross一linking dove of gluten protein,Onprove the specific volume,chewinss and elasticity of steamed bread,and reduced the hodness and cohesion of steamed bread,improve the texture and sensory quality of steamed beead.Key woSs:cavot protein%frozen dough%steamed bread;structure中图分类号：TS210.1文献标志码：A文章编号：1008-9578(2021)01-0051-04冷冻面团是指在一定时期内进行冷冻,通过解冻等后续加工工艺获得面包，中、西式糕点等成品的面团。
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植物抗冻蛋白研究（综述）
摘要：植物的抗冻性是由于植物体内具有抗冻蛋白，抗冻蛋白蛋白的发现为研究植物的抗冻性，提高植物的抗冻能力具有重要的作用。
本文主要介绍了一些关于植物抗冻蛋白的发现、特性、作用机制以及基因工程方面的研究状况。
关键字：抗冻蛋白；植物抗冻蛋白；抗冻基因；基因工程
1.前言
抗冻蛋白(antifreeze proteins AFPs) 是从耐冻的鱼、昆虫等过冬生物组织中提炼出来的一类具有特殊功能的蛋白，它能抑制冰晶生长速度，降低冰点，保护细胞膜免受冷冻损伤【1】。
研究植物的抗冻蛋白的特性、作用机理以及抗冻蛋白的基因工程对提高植物的抗冻性具有重要的意义，还可以减少每年由于冻害造成的经济损失。
2.植物抗冻蛋白的发现
早在20世纪60年代，抗冻蛋白AFPs就在极区海鱼中发现【2】，但直到1992年加拿大的Griffith等人才第1次从冬黑麦中分离纯化得到植物抗冻蛋白【3】。
同年，美国圣母大学的Duman实验室在多种植物中发现了具有热滞效应的蛋白质。
卢存福等在高山植物唐古特红景天叶片及悬浮培养细胞中获得AFPs，并采用组织培养方法低温诱导其愈伤组织产生A_UPs也获得成功【4】。
目前已在许多越冬植物包括裸子植物、被子植物、蕨类植物和苔藓植物中检测到具有热滞活性的AFPs，说明具有热滞活性的AFPs在植物中的分布具有普遍性【5】。
1995年，Huang T等【6】在无头甘蓝(Brasica oleracea)扣分离了66kD的AFPs；随后卢存福【7】等在高山植物唐古特红景天叶片及悬浮培养细胞中获得具有抗冻活性的蛋白质。
在木本植物AFPs 的研究中，我国费云标等(1994)从常绿灌木沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)中率先分离和部分纯化到AFPs，这是最早发现的木本植物AFPs【5】。
1998 年英国York 大学的Dawn 等诱导纯化了胡萝卜AFPs ,它是一种分子量为36ku 的抗冻糖蛋白,pI 为5.1 ,体外热滞值为0.355℃,去掉糖链也不影响其抑制重结晶的活性【8】。
2000，Chris 等从一种越冬的多年生
的黑麦草中发现了AFPs,并发现该AFPs在100℃仍能保持稳定【9】，这是目前发现最耐高温的AFPs。
3.抗冻蛋白的作用机制
根据目前的研究发现，抗冻蛋白的作用效应是降低冰点，减小冰晶的生长速度。
但对于它的作用机制，目前仍然是争论不休的。
在这个过程中，有人提出了一系列的假说，其中主要有结合水假说、空间障碍、表面结合学说和吸附抑制学说等，其中吸附抑制学说最为得到大家的认可，它最早由Raymond和Devries于1977 年提出, 他们认为AFPs 可逆地吸附在冰晶表面,通过Kelvin 效应抑制其生长【8】。
费云标等【10】报道沙冬青及黑小麦AFP的冰晶都具有鱼类AFP双锥形的冰晶形态，因此推测植物AFP与鱼类AFP可能有类似的作用机制，即依靠抗冻蛋白的热滞效应降低冰点。
但是由于植物AFP的热滞值通常为0.2℃-0.6℃，其热滞效应大大低于鱼类和昆虫的AFP，这对环境温度远远低于-1．9℃下的北方越冬植物来说，仅靠AFP 的热滞效应束降低冰点是难以解释的【11】。
抗冻蛋白的作用机制可以分为以下几个方面：①降低原生质溶液冰点，尽量避免植物体内形成冰晶；②抑制冰晶的重结晶；③修饰胞外冰晶的生长形态；④调节原生质体的过冷状态，AFPs与包括冷诱导的热稳定蛋白在内的所有溶质相互作用；调节细胞质的状态，使过冷点降低，这可能是越冬植物细胞的主要抗冻调节方式【12】。
因此对于植物的抗冻蛋白的作用机制还有待进一步的研究。
4.抗冻蛋白的特性
抗冻蛋白的特性主要有：热滞效应、冰晶形态效应和重结晶抑制效应。
抗冻蛋白只影响结冰过程,而几乎不影响熔化,使得冰点低于熔点,这种冰点和熔点的差异就成为热滞效应(thermal hysteresis) 。
抗冻蛋白通过结合到冰晶的表面抑制其生长,从而改变冰晶的形态称为冰晶形态效应。
AFPs 具有抑制重结晶发生的作用,防止小的冰晶凝结成更大的冰晶,使形成的晶粒体积小且均匀。
AFPs 的上述特性都是通过AFPs 与冰晶的表面相互作用而实现的，这称为重结晶抑制效应【8】。
5.植物抗冻蛋白的基因工程
基因工程(genetic engineering)也叫基因操作、遗传工程，或重组DNA技术。
它是在分子遗传学的理论指导下用类似工程设计的方法，预先设计蓝图，通过DNA拼接技术，将生物的某个基因通过基因载体另一种生物的活性细胞中，并使之无性繁殖和行使正常功能，从而创造生命新品种的遗传学技术【13】。
目前已知的植物抗冻基因主要为环境诱导表达的基因及某些组成性表达的基因。
前者指冷驯化(植物自身适应环境的结果)，后者是通过基因工程技术克隆出抗冻基因，连上强启动子或冷诱导启动子转入植物，获得转基因植株，进而提高植
株的抗冻性【14】。
现阶段，可以转入植物体的抗冻蛋白基因主要来自鱼类、昆虫和植物。
其中在将鱼类的AFPs基因转入植物体的研究中，但是由于对其调控机理不了解，用鱼抗冻蛋白基因转化植物的研究未能达到理想的效果【15】。
目前在昆虫中已经提取出20多种抗冻蛋白，肖艳华利用准噶尔小胸鳖甲MpAFPl49基因对驱蚊香草进行了遗传转化，使驱蚊香草获得了一定的抗冻性【16】。
最近克隆到的植物抗冻蛋白基因还包括黑麦草l117 kD的AFP的cDNA，冬黑麦中3117 kD 的AFPs的CHT基因，2 418 kD的AFPs的CHT46基因。
其中来自冬黑麦中的这两个抗冻蛋白基因，均已被转化到大肠杆菌中，检测结果表明，表达蛋白具有抗冻活性【17】。
Murata N【18】将南瓜藤和拟南芥中得到的甘油一32一磷酸酰基转移酶基因导人烟草中，明显改变磷酸酰甘油的脂肪酸组成，并提高其抗冻力。
Gleeson D等于2005年利用农杆菌将 Vigna aconitifolia 基因转化到落叶松，结果转基因植株的脯氨酸含量比未转基因的对照植株高30倍，转基因植株的抗冻性得到很大提高【19】。
虽然植物低温诱导基因表达改变的报告较多，但目前尚未对已分离鉴定的植物低温诱导基因作全面研究，多数情况下仅能通过将已克隆到的基因序列与基因库里的序列比较来推测其可能具有的功能，真正被认定为抗冻蛋白基因的研究报告极少【20】。
因此，抗冻蛋白的研究还需要我们继续不断地进行。
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