植物低温胁迫适应性应答综述
植物低温胁迫适应性应答综述
植物低温胁迫适应性应答综述摘要：对植物低温胁迫适应性应答的研究进展，包括低温诱导蛋白、低温转录因子、低温信号转导、不饱和脂肪酸酶，以及低温次级氧胁迫进行了综述。
关键词：植物；低温胁迫；适应应答低温胁迫包括0-12℃之间的冷胁迫(chillingstress)和0℃以下的冰冻胁迫(freezing stress)两种。
它是一种严重的自然灾害，不仅限制作物的区域分布和生存，还对作物产量有很大影响。
探讨植物在低温胁迫下的生理生化变化及其抗寒冻机理。
对改善作物抗寒冻性能，提高经济作物产量，改善环境绿化状况均有十分重要的理论与经济意义和社会效益，是人们关注和研究解决的植物生理学和农业问题之一。
1 低温胁迫下的植物损伤环境温度改变会引起物质在水溶液中发生物理化学变化。
随着温度降低，水分子的粘滞性可以增大几倍。
使得溶剂以及水分子的扩散速率下降，盐的溶解性也降低，而气体的溶解性增大。
生物体缓冲系统的pH提高。
另外，细胞结冰往往伴随着脱水。
使细胞内渗透压增大，细胞体积缩小。
质膜系统和细胞骨架受到损伤，气体交换受阻，生物大分子结构改变并导致功能丧失，有害物质积累，植物细胞器如线粒体、叶绿体、核糖体的结构与功能也受到影响。
植物体内包括光合、呼吸、生长发育、代谢、蒸腾以及营养水分吸收等在内的几乎所有的生命活动都会不同程度地受到寒冷胁迫的干扰。
有关植物冷害的最早学说是Lyons在1973年提出的“膜脂相变”学说。
该学说认为，与热激胁迫所引起的蛋白质变性以及折叠受阻不同，低温对冷敏感植物的伤害首先是改变了磷脂双层膜的膜相，尤其是改变了质膜的空间构象和物理状态，使从片层(lamellar)转变为非片层(non-lamellar)或六方晶Ⅱ(hexagonalⅡ)，从液晶相转变为凝胶相。
膜相的改变可能抑制细胞膜发挥正常功能，而构象的改变影响了膜的稳定性，使蛋白质从膜上解聚下来，发生膜融合。
2低温胁迫对植物细胞生物学和生物化学的响应虽然植物不能像动物那样靠运动来趋利避害，但在长期进化过程中也形成了多种在寒冻环境下生存的适应机制，包括被动适应机制和主动适应机制。
植物对低温胁迫的感知与利用机制研究
植物对低温胁迫的感知与利用机制研究低温是植物生长发育过程中的一个重要环境因素，对于植物的生存和适应具有重要影响。
过去的研究中发现，植物能够感知到低温胁迫并启动相应的适应机制，以保护自身免受低温的损害。
本文将探讨植物对低温胁迫的感知与利用机制的研究进展。
一、感知机制1. 温度感受蛋白研究发现，植物中存在许多与温度感应相关的蛋白质。
其中一个重要的蛋白质是冷感受器（cold sensor），它能够感知到环境的低温信号并转导到植物细胞内，从而启动一系列的应答反应。
2. 磷脂信号通路磷脂信号通路在植物的低温应答中起着重要的作用。
当植物受到低温胁迫时，磷脂信号通路能够被激活，并引导植物细胞产生一系列与低温适应有关的物质和蛋白质。
二、利用机制1. 冷适应蛋白冷适应蛋白是植物在低温环境中产生的一类特殊蛋白质。
这些蛋白质能够改变植物细胞的代谢途径和构建细胞膜的物理性质，从而增强植物对低温胁迫的适应能力。
2. 非编码RNA近年来的研究表明，非编码RNA在低温胁迫应答中起着重要的作用。
这些RNA分子能够调控植物基因表达的过程，并帮助植物适应低温环境。
3. 生长素调控生长素是植物生长发育的重要激素，它在植物对低温胁迫的应答中也发挥着重要的作用。
研究发现，生长素能够调节植物的细胞伸长、根系发育等过程，从而帮助植物适应低温环境。
三、未来展望虽然我们已经取得了一些对植物对低温胁迫感知与利用机制的研究进展，但仍有许多问题需要进一步探索。
例如，植物对不同温度的感知和适应机制是否存在差异？低温胁迫对植物生长发育的影响是否会随着时间的延长而增加？未来的研究可以通过综合运用生物学、生物化学和分子生物学等研究手段，深入探究这些问题。
总之，植物对低温胁迫的感知与利用机制研究为我们了解植物的适应能力和生存策略提供了重要线索。
通过对这些机制的深入研究，我们可以为农业生产和环境保护提供科学依据，同时也为植物遗传改良和育种提供新思路和方法。
希望未来能够有更多的科学家致力于这一领域的研究，为人类和地球的可持续发展做出更大的贡献。
植物对低温环境的响应及其抗寒性研究综述（可编辑）
植物对低温环境的响应及其抗寒性研究综述中国农业气象 , : ~ : . /. . ~ .. .植物对低温环境的响应及其抗寒性研究综述曹慧明 ,史作民 ,周晓波 ,雷鹏志 ,董生刚.中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所/国家林业局森林生态环境重点实验室,北京;.四川省理县林业局,理县摘要:低温是影响植物生长发育及分布范围的重要环境因子。
本文从生理生态学的角度综述了植物形态结构、内含物质和光合作用等对低温环境的响应,并从光、水分、温度等方面综合评述了植物抗寒性与环境因子的关系,最后就该领域未来的研究重点给出了建议。
关键词:植物;低温;响应;抗寒性;环境 ,, ., . 。
.,., , / , ,, ; .,:, . ? , , , ?.,,,?. . : ; ; ;;低温是影响植物生长发育和地理分布的关键环研究。
境因子。
据统计,全球每年因低温伤害造成的农林作系统全面了解植物抗寒性研究的相关信息不仅物损失高达数千亿元?。
随着全球变暖带来的极端可以揭示植物对低温环境的适应机制,有助于了解低温环境对植物分布的影响,而且可以指导农林业生气候频发,这一损失甚至还会增加。
近期研究表明,高山植物因其独特的形态和解剖结构而更耐低产,减少寒害造成的损失。
本文从植物生理学和生态温。
冷驯化过程研究也发现,植物通过根茎叶的形学的角度,对近年来植物抗寒性研究成果加以综述,态、解剖结构及超微结构改变 ,保护性物质含量增以期为植物抗寒生理生态学的理论研究和农林业生产提供参考。
加来适应低温。
低温下植物的光合作用过程一直是研究的焦点,目前的研究认为光合作用通过非气孔植物形态解剖结构对低温的响应调节和光保护机制来适应低温。
另外,低温条件低温胁迫会对植物形态产生显著影响,耐低温植物的根茎叶等组织会发生相应变化以适应低温环境。
下不同生理过程之间及多种胁迫之问的联系也得到肖平等对四种抗寒性不同的植物实生苗根茎结构重视。
研究表明,水分状态会影响植物低温下的光合适应。
植物的胁迫应答和逆境适应性
抗氧化系统的调节：植物通过 调节抗氧化系统的活性，来适 应逆境环境，提高生存能力。
抗氧化系统的研究：研究抗 氧化系统的保护作用，有助 于了解植物逆境适应性的生 理机制，为农业生产和生态
保护提供科学依据。
植物逆境适应 性的分子机制
转录因子的调控作用
转录因子是调控 基因表达的关键 因子
转录因子通过结 合DNA调控基因 的转录
水分代谢的调节
植物在逆境条件下，通过调节水分代谢来适应环境变化 植物通过调节细胞内的水分含量，维持细胞的正常生理功能 植物通过调节水分的吸收和运输，保证水分的供应和分配 植物通过调节水分的利用和回收，提高水分的利用率和抗旱能力
营养物质的吸收与利用
植物在逆境条件下，会通过调 节营养物质的吸收和利用来适 应环境变化。
植物胁迫应答和逆 境适应性在生态工 程建设中的应用
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植物会优先吸收有利于逆境适 应的营养物质，如氮、磷、钾 等。
植物在逆境条件下，会通过改 变营养物质的运输和分配方式 来提高逆境适应性。
植物在逆境条件下，会通过调 节营养物质的代谢方式来适应 环境变化。
植物激素的调节作用
植物激素：生长 素、细胞分裂素、 赤霉素、乙烯等
调节作用：促进 植物生长、分化、 发育和逆境适应
用前景
抗逆作物的培育与改良
抗逆作物的定 义：具有较强 抗逆性的作物
品种
抗逆作物的培 育方法：选择 抗逆性强的品 种进行杂交和
选育
抗逆作物的改 良方法：利用 基因工程技术 对作物进行抗
逆性改良
抗逆作物的应 用前景：提高 作物产量和品 质，减少农药 和化肥的使用， 保护环境和生
态平衡
农业生产的可持续性发展
JST低温胁迫对植物生理应答分子机制的进展
ｏ一 ２ 变化的同步测定 ，如果 以该实验中保护酶活性的变化作为规律 ，那么将可以对所有其他类似实验的结果 进行说明。实验结果显示 ，８ 和 ２ ￣ Ｃ ℃对 Ｓ Ｄ Ｏ Ｏ 、Ｐ Ｄ和 Ｃ Ｔ Ａ 活性 的影响是不同的。在整个胁迫时段内，较高 低温时玉米的保护酶系统的综合保护能力呈现出 Ｎ的变化趋势，显示在低温初期和后期植物启用的是不同 抗冷机制以提高植物 自身对低温的适应能力 ，而且作为经过低温锻炼的植物 ，将不需要对低温胁迫的适应而
第 ２ 卷第 ６ ７ 期
ｖ １２ Ｎ ． ０．７ ｏ６
Ｊ ｒａ长 ｔｒ ｕ ｏ ａ Ｕ《ｅ ｉ科学版 ｃ ｎ ） ｏ、 ｌ ｆ ｍ￣ｈ学院学报ｎ自然 （ ａ ｒｌ ｃ ｕｎ 春师范 ｎＮ ｒ ｌ ｉ ￣ｔ Ｎｔ ａ ）ｉ ｅ ｏＣ ｍ ｖ ｙ ｕ Ｓｅ
２ ８ ．Ｏ 年 ｌ Ｏ ２月
［ 收稿 日期 ］２Ｏ —１ —１ Ｏ８ ０ ５
［ 基金项 目】吉林省教育厅科研资助项 目 （ 吉教科合 字 ２Ｏ 第 ７ 号） Ｏ５ ８ 。 ［ 作者简介］韩 国军 （ ７ 一） １ ６ ，男。吉林榆 树人 ，长春师范学院生命科学学院教师，从 事生物教 学与科研管理研 究。 ９
・
７１ ・
响 Ｊ ，而对地上 部分生理 过程 的影 响可能涉及快 速形成和传 导的信 号ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ统 ，如 电信号ｌ ｊ ３ 。另外 ，植 物经 受 低温 时 ，ｃ２ ａ 的聚集点 从细胞 间转 到细胞质 内 ，影响水 的渗透势 ，也有可 能导致 短暂的吸 水增加 ，但缺 乏相
关 的实验 支持。 ２ 低 温胁迫对抗 氧化物 酶 系统 和 Ａ Ｐ ｓ 酶 的影响 Ｔ ａｅ
物在遭受 低温胁迫 后其 体 内 Ｐ Ｄ同工酶谱 带减少 可能是 一个普 遍 的现象 ，而 Ｃ Ｄ同工 酶则在很 大 程度 上 决 Ｏ Ｏ 定 了植 物对 低温 的抵抗 力 。 在对 保护酶 活性 的相关研究 中ｕ一 ，Ｓ Ｄ Ｏ Ｄ Ｏ 、Ｐ Ｄ和 Ｃ Ｔ活性 的 变化 之间得 到 的结论 与聂 庆娟 以女贞 等 Ａ 进行 的研究和吴建 慧 以玉米进 行 的实验存 在一 致性 ，所 不同 的是 木本植物 的低温 比禾本植 物更低 。在对 玉米 施以 ８ ℃和 ２Ｃ 温胁 迫 的实 验 中ｌ ￣低 １ 引，吴 建 慧 在低 温 胁迫 的第 一 天 即进行 了 Ｓ Ｄ Ｏ Ｏ 、Ｐ Ｄ和 Ｃ Ｔ活性 变 化 和 Ａ
植物对低温的适应 -回复
植物对低温的适应-回复植物对低温的适应是一个非常重要的生物学话题。
低温对植物生长和发育产生了很大的影响，并且在寒冷的气候条件下，植物需要采取一些适应策略来确保其生存和繁殖的成功。
本文将一步一步回答“植物对低温的适应”这个话题。
第一步：介绍低温对植物的影响低温是指温度低于植物的最佳生长温度范围的环境条件。
当植物暴露在低温环境中时，会导致一系列不良生理和生化反应。
例如，冷害会导致植物叶片受损、细胞膜渗透性增加、细胞器功能紊乱等。
第二步：植物对低温的生理适应植物针对低温的生理适应主要包括以下几方面。
1. 低温韧性：植物在寒冷环境中生长状况良好的一个重要因素是其对低温的耐受能力。
植物可以通过调节细胞渗透调节物质和膜脂组分，以及产生特定的保护蛋白来提高其低温韧性。
2. 抗寒蛋白：植物在低温环境下会合成特定的抗寒蛋白，这些蛋白可以保护细胞膜和细胞器免受低温的损害。
抗寒蛋白可以帮助植物应对寒冷条件下的逆境。
3. 生长调控：植物在低温环境下会调整其生长和发育模式，以适应低温条件。
例如，它们会减慢生长速度、延迟开花时间等。
第三步：植物对低温的分子适应植物对低温的适应也涉及到分子层面的调节。
植物在低温条件下可以通过调节基因表达来适应外界环境的变化。
通过一系列的信号转导路径，植物可以激活或抑制特定的基因从而增加其对低温的适应能力。
第四步：植物对低温的形态适应植物对低温的适应还包括形态上的变化。
例如，一些植物会在寒冷季节中减少叶片的数量，以减少水分和营养的损失。
另一些植物会形成厚重的外层表皮来提供额外的保护。
第五步：植物对低温的遗传适应植物对低温的适应不仅是在个体水平上发生的，还涉及到在群体水平上的遗传适应。
在寒冷的环境中，那些具有适应性基因的个体往往能更好地生存下来并繁殖后代。
随着时间的推移，这些适应性基因会在群体中逐渐累积，从而提高整个种群的对低温的适应能力。
第六步：植物对低温的人工干预对于农业生产和园艺应用来说，人们可以通过一系列的措施来人工干预植物的低温适应能力。
植物的胁迫应答和胁迫适应
盐碱胁迫下的植物适应策略
01 蛋白质变化
适应高盐碱环境
02 核酸变化
调节基因表达
03 次生代谢产物
增强防御能力
● 04
第4章 温度胁迫的生化反应
温度对植物生长 的影响
温度胁迫是植物生长 过程中另一个重要的 胁迫因素，会影响植 物的生长速率和生理 代谢。 低温胁迫和 高温胁迫都会引起植 物的生化反应和调控。
植物的胁迫应答和胁迫适应
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章 植物的胁迫应答和胁迫适应 第2章 干旱胁迫的生理响应 第3章 盐碱胁迫的分子调控 第4章 温度胁迫的生化反应 第5章 生物胁迫的互作关系 第6章 总结与展望
● 01
第1章 植物的胁迫应答和胁 迫适应
植物胁迫的定义
植物在生长过程中常 常受到各种压力和环 境变化的影响，这些 压力称为胁迫。胁迫 可以包括干旱、高温、 低温、盐碱、重金属 等因素，导致植物生 长发育受到影响。
生态影响
植物胁迫适应对 生态系统结构和 功能产生重要影
响
可持续性
如何将研究成果 转化为实际应用， 实现农业可持续
发展
遗传多样性
不同植物种具有 不同的胁迫适应 机制，需要深入
研究
植物胁迫适应机 制
植物在面对环境胁迫 时，会通过调节基因 表达、增加抗氧化酶 活性、合成次生代谢 产物等方式实现适应。 研究植物胁迫适应机 制有助于揭示植物生 长发育的规律，为改 良作物品质提供理论 依据。
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生存机制
增强生存能力和 适应性
生长优势
提高生长势和生 存能力
植物胁迫适应的 机制
植物胁迫适应机制包 括形态学、生理学和 分子学层面的变化。 这些变化帮助植物提 高抗逆性，增强生长 势，维持生存。
植物低温逆境胁迫研究综述
植物低温逆境胁迫研究综述马媛媛;肖霄;张文娜【摘要】低温逆境胁迫可以导致植物细胞水平功能的紊乱.论述了低温对植物生物膜系统、植物内含物和植物基因表达的影响,并阐明了低温诱导基因的调控与低温信号[包括Ca2+信号、ABA信号、蛋白激酶(PK)和蛋白磷酸化酶(PP)及可溶性糖]的传导及其调控.%Cold stress can causes several dysfunctions at cellular level. Moreover, the effects of low temperature on plant biological membrane systems, plant inclusions and plant gene expression were discussed. Finally, the regulation and control of low-temperature-induced genes, the conduction and regulation as well as control of cold signal (include Ca2 + signal, ABA signal, PK, PP and soluble sugar) were expounded, regulation and control.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】3页(P7007-7008,7099)【关键词】植物;低温胁迫;生理生化;基因调节;信号转导及调控【作者】马媛媛;肖霄;张文娜【作者单位】石家庄学院化工学院,河北石家庄050035;石家庄学院化工学院,河北石家庄050035;石家庄学院化工学院,河北石家庄050035【正文语种】中文【中图分类】S188植物在受到低温胁迫后，生长形态会发生较大的变化，同时体内也会发生一系列的生理生化反应，如膜成分的变化以及由此造成的细胞膜流动性的降低［1］，可溶性物质如可溶性蛋白、可溶性糖等的积累［2］，内部植物激素如ABA含量的升高［3］。
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植物低温胁迫适应性应答综述摘要：对植物低温胁迫适应性应答的研究进展，包括低温诱导蛋白、低温转录因子、低温信号转导、不饱和脂肪酸酶，以及低温次级氧胁迫进行了综述。
关键词：植物；低温胁迫；适应应答低温胁迫包括0-12℃之间的冷胁迫(chillingstress)和0℃以下的冰冻胁迫(freezing stress)两种。
它是一种严重的自然灾害，不仅限制作物的区域分布和生存，还对作物产量有很大影响。
探讨植物在低温胁迫下的生理生化变化及其抗寒冻机理。
对改善作物抗寒冻性能，提高经济作物产量，改善环境绿化状况均有十分重要的理论与经济意义和社会效益，是人们关注和研究解决的植物生理学和农业问题之一。
1 低温胁迫下的植物损伤环境温度改变会引起物质在水溶液中发生物理化学变化。
随着温度降低，水分子的粘滞性可以增大几倍。
使得溶剂以及水分子的扩散速率下降，盐的溶解性也降低，而气体的溶解性增大。
生物体缓冲系统的pH提高。
另外，细胞结冰往往伴随着脱水。
使细胞内渗透压增大，细胞体积缩小。
质膜系统和细胞骨架受到损伤，气体交换受阻，生物大分子结构改变并导致功能丧失，有害物质积累，植物细胞器如线粒体、叶绿体、核糖体的结构与功能也受到影响。
植物体内包括光合、呼吸、生长发育、代谢、蒸腾以及营养水分吸收等在内的几乎所有的生命活动都会不同程度地受到寒冷胁迫的干扰。
有关植物冷害的最早学说是Lyons在1973年提出的“膜脂相变”学说。
该学说认为，与热激胁迫所引起的蛋白质变性以及折叠受阻不同，低温对冷敏感植物的伤害首先是改变了磷脂双层膜的膜相，尤其是改变了质膜的空间构象和物理状态，使从片层(lamellar)转变为非片层(non-lamellar)或六方晶Ⅱ(hexagonalⅡ)，从液晶相转变为凝胶相。
膜相的改变可能抑制细胞膜发挥正常功能，而构象的改变影响了膜的稳定性，使蛋白质从膜上解聚下来，发生膜融合。
2低温胁迫对植物细胞生物学和生物化学的响应虽然植物不能像动物那样靠运动来趋利避害，但在长期进化过程中也形成了多种在寒冻环境下生存的适应机制，包括被动适应机制和主动适应机制。
前者指植物体自身具有的结构障碍，如叶片较小、栅栏组织发达、细胞壁衍化成角质层、蜡质、木质、栓质、表皮毛和特殊气孔等附属结构，这些附属结构以及木质部间的导管组织能阻止水分子和冰的扩散运动。
后者与植物的诱导性抗寒冻防卫反应有关，包括改变酶系统以及植物激素调控系统的表达：修饰膜组成，增加能降低相变温度的不饱和脂肪酸含量；增加能抑制冰晶生长速率、提高熔点的细胞壁上的阿拉伯木聚糖：增加与细胞识别有关的细胞表面糖蛋白：提高微管的低温稳定性：提高细胞内一些抗冻分子物质如简单的糖类(蔗糖、葡萄糖、海藻糖等)、多元醇、内铵盐/甜菜碱(对ycinebetaine)、脯氨酸、多铵、自由氨基酸、可溶性蛋白质或亲水性多肽和脱落酸等的含量，这些抗冻分子含有(多)羟基，能结合水分，因而能降低细胞水分的减少，稳定大分子和膜的结构。
传统提高植物耐受冻害的方法主要有：①根据形态(如株高、产量)或生理生化指标，采用传统遗传育种手段，培育抗寒冻品种；②改变作物的栽培方式，适地适种，深翻地，涂白。
树盘培土，覆盖杂草薄膜。
熏烟驱寒等；③使用抑制植物生长的激素如脱落酸(ABA)、矮壮素(CCC)、比久(B-9)，以及化学保温剂如煤油乳剂和农业泡沫精(agrifoam)等来调节植物代谢活动，影响植物生长状态。
改善植物抗冻害能力。
这些传统方法对提高植物抗寒冻能力有一定实用效果，但存在作用周期长，并且植物叶面有较厚蜡质，药物难以进入叶内细胞，不能有效改变植物抗寒冻性等问题。
用现代分子生物学技术，从分子水平上进一步阐明植物抗寒冻机制，将有助于对植物抗寒冻作用本质的了解，为有效改良植物抗寒冻能力建立基础。
3植物的抗寒冻机制虽然低温是限制生物生存和分布的主要因素之一，即使在像南极和北极那样极端寒冷的环境下，也有生物生存。
多数植物经低温驯化(cold ac—elimation)后，其抗寒冻能力都增强。
经过大量研究，目前人们对植物冷驯化机制有了一定的了解。
植物在人工低温冷驯化下，通过上游调控来维持呼吸作用、光合作用和蛋白质合成代谢的进行而获得对寒冻的抗性。
在人工低温冷驯化过程中，一系列低温诱导基因被诱导表达，植物系统获得性抗寒冻性是与低温诱导基因的诱导表达密切相关的。
目前研究低温诱导基因及其表达调控的方法主要有3种：①运用现代分子生物学技术包括高通量cDNA微阵列或基因芯片技术、酵母单(或双)杂交方法、DNA标签法和差别展示技术等直接分离与冷驯化相关的基因；②运用传统/正向遗传学和反向遗传学方法包括图位克隆法、转座子或T-DNA插入的定向基因失活技术、反义RNA和共抑制技术以及基因沉默技术，筛选并研究大量突变群体中的低温胁迫基因作用位点和功能；③运用分子探针分析酶切扩增多态序列(CAPS)、限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)和数量性状座位(quantitative trait loci，QTL)谱，确定低温诱导基因遗传图。
运用现代分子生物学技术，大量与植物低温诱导表达相关的基因已得到分离和鉴定，但一些组成性基因表达与植物耐冷机制之间的关系还未全面揭示。
基于胁迫损伤或耐性表型的遗传筛选方法，与现代分子生物学技术相辅相成，在植物低温转录因子表达、胁迫信号传递和代谢途径的研究中发挥着越来越重要的作用。
3.1 丰富多样的植物低温诱导蛋白质分析低温诱导基因编码的蛋白质的氨基酸组成、序列、结构特征以及进行同源性比较，发现低温诱导蛋白质中有直接与提高植物抗寒冻性、保护细胞免受冻害的功能性蛋白质如胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA蛋白)、抗冻蛋白、DNA结合蛋白、mRNA结合蛋白、分子伴侣、离子通道蛋白、bZip蛋白以及能保护其他酶类的蛋白质等：有改变膜脂组成的合成酶如脂肪酸不饱和酶：有降解毒性物的抗氧化胁迫酶包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等；也有调控寒冷信号传导、抗寒冻基因表达和抗寒冻蛋白质活性的调控性蛋白质包括低温转录因子、蛋白激酶以及一些蛋白酶。
晚期胚胎发育蛋白(LEA蛋白)主要出现在种子胚发育的晚期，具有富含Lys 的K节和富含Gly的φ节。
研究低温诱导蛋白质的结果表明，许多低温诱导蛋白质与LEA蛋白在氨基酸序列上有高度同源性，结构上普遍具有以下几个特点：含有大量亲水性氨基酸，在沸点下保持稳定：氨基酸组成简单，仅由几个氨基酸构成，Gly、Ala含量较高；具有重复序列结构。
内部缺少折叠区，受热难于聚集；形成双亲α-螺旋，其疏水区与部分变性蛋白质及膜相互作用，阻止蛋白质和膜进一步变性，而亲水区与其它蛋白质结合，可能具有蛋白质分子伴侣作用。
在低温下稳定膜结构与功能。
3.2低温转录因子DREB1/CBF可以同时调控多个植物低温诱导基因表达，增强植物耐冻性高等模式植物拟南芥低温诱导基因COT(cold—regulated)基因，也称kin(cold-induced)、rd(respon-sive to dehydration)、lti(low-temperature induced)或erd(early responsive to dehydration)基因，所编码的多肽根据氨基酸组成可分成四类：COR6.6/KIN2、CORl5a、RD29A/LTl78/COR78和COR47/RD17，其中COR6.6蛋白与富含丙氨酸的鱼类抗冻蛋白I在氨基酸组成上极为相似，RD29A和RDl7蛋白类似于LEAⅡ蛋白，CORl5a蛋白可能与质膜相互作用，阻止六方晶Ⅱ相发生，提高质膜冷稳定性，增强叶绿体和原生质体的抗冻能力。
研究基因缺失和碱基突变的结果表明，cor15a基因启动子的顺式作用元件包括上游的C-repeat元件。
也称CRT，或DRE(dehvdration-responsive el-ement)，或LTRE(low temperature responsive ele—ment)，其核苷酸序列是TGGCCGAC，以及下游的ABA响应元件ABRE，具有保守的6核苷酸序列TACGTG。
此外，在rd29A基因启动子的顺式作用元件中也发现ABRE以及类似于CRT的脱水响应元件DRE，其核苷酸序列是TACCGACAT。
CRT/DRE/LTRE元件或其核心序列CCGAC，广泛存在低温、高盐及脱水应答中一些诱导基因的启动子中，但它对ABA的快速诱导没有响应。
采用拟南芥corl5a或rd29A基因的CRT/DRE元件。
以及酵母单杂交方法。
经凝胶移位和基因芯片技术，结合位点选择分析以及反式激活分析。
已经分离和克隆了与低温胁迫耐性相关的转录因子CBFl，2，3/DREBlB，1C，1A。
CBFs 具有AP21ERF DNA结合域。
可以识别和结合CRT/DRE元件。
正常生长条件下，野生型拟南芥植物中的CBFs、cor6.6、cor15a、cor47和rd29A基因不表达。
植物经低温冷驯化15min后。
体内的CBFs基因开始表达，约2h左右。
上述cor 基因表达。
CBFl或CBF3组成性过量表达，促进下游的cot基因也组成性地高水平表达，与cor15a单独表达相比，它可以使整株转基因植物耐冻性提高3.3℃。
用含基因的启动子控制DREBIA在转基因拟南芥植物中表达，植物的抗冻、抗干旱和耐盐性提高。
遗传分析发现，ICEl(inducer of CBF expressionl)作为CBF3的激活子，能识别和结合CBF3启动子的MYC/B序列。
转ICEl基因植株的CBF3，RD29和cor15a在低温下高表达。
最近发现的转录因子CBF4显示了植物对低温和干旱胁迫反应进化上的相近性。
CBF4受干旱胁迫诱导。
但不受低温胁迫诱导。
在转基因植株中，过量表达的CBF4不但植物抗干旱能力增强，而且植物的抗冻性提高。
CBF4的原始基因很可能具有调控植物对干旱胁迫作出响应的功能，经过基因复制、启动子趋异及选择、外显子重组等作用，逐渐具有调控植物耐低温的特性。
由于CBF/DREB1能诱导多种与胁迫相关的基因表达，而极大地增强植物抗逆性，因此具有广泛的应用价值，目前已成为人们研究的热点之一，国内外许多研究机构已经利用导入该转录因子来提高植物的抗寒性、抗旱性，并且获得了一定的成功。
3.3遗传突变研究正逐步揭示CBF/DREBl与辅助因子相互作用调控下游基因表达的机制在一些基因表达过程中，转录因子并不直接与顺式作用元件结合，经过辅助因子活化后才能调控下游基因表达。
在拟南芥植物中发现类似酵母的适配器(adaptor)ADA2和具有组蛋白乙酰转移酶(HAT)活性的GCN5蛋白。