植物抗寒性及其基因工程研究进展
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
基因工程技术的现状和前景发展(完整资料)
基因工程技术的现状和前景发展(完整资料）(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）基因工程技术的现状和前景发展摘要从2０世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展,已成为生物技术的核心内容。
许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科,基因工程及相关领域的产业将成为２1世纪的主导产业之一。
基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。
ﻫ基因工程应用于植物方面ﻫ农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。
农作物生物技术的目的是提高作物产量,改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。
基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就. 由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。
自从发现烟草花叶病毒（TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。
在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展.植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。
由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系）也已获得成功。
植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。
科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长,从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中.将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物,目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。
随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。
实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质,而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展,如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆,**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。
植物低温胁迫生理研究进展_吴广霞
植物低温胁迫生理研究进展3吴广霞 唐献龙 杨德光 席景会 摘 要 低温是限制植物生长和分布的一种非生物胁迫因素。
综述了低温胁迫对植物膜系统、光合作用、酶活性以及渗透调节物质的影响,同时提出了尚待进一步研究的问题。
关键词 低温胁迫;植物抗寒性;生理研究在植物生长发育过程中,温度作为一个重要的环境因子对于植物的生长发育起着至关重要的作用。
许多植物都面临着寒害的问题,植物在低温条件下会遭到不同程度的伤害,严重时甚至会导致植株死亡[1]。
低温胁迫会大大降低农作物的产量和品质。
因此,提高植物的抗寒性对农业具有十分重要的意义。
1 低温胁迫对植物膜系统的影响,作者简介:吴广霞,在读硕士,东北农业大学农学院,150030,黑龙江哈尔滨唐献龙,席景会,吉林大学植物科学学院杨德光(通讯作者),通讯地址同第1作者3基金项目:国家973项目(2006CB101700),东北农业大学博士基金收稿日期:2008-04-18其中最明显的是膜脂相的改变[2]。
低温对膜脂的直接影响是改变膜脂成分的含量及其脂肪酸组成,特别是脂肪酸组分的变化与膜的流动性和稳定性关系密切[3～5]。
当植物受到低温胁迫时主要是通过提高不饱和脂肪酸的含量和比例来提高抗寒性[6,7]。
低温对膜脂及其脂肪酸的影响也与胁迫温度、时间及光强等因素有关。
对于外界温度的变化,生物膜本身能够对膜脂的不饱和度进行调整[8],以改善低温下膜的流动性。
研究表明,植物冷害首先发生在细胞膜系统,膜系统损伤首先是冷冻引发的严重脱水所致[9]。
低温引起植物胞外或胞内结冰,胞内的水分通过质膜流出,导致细胞严重脱水[10,11]。
脱水会对细胞产生多种伤害,包括膜的结构和功能。
此外,由于低温诱导产生活性氧也能损伤膜的结构[12],胞外形成的冰晶刺伤细胞壁或细胞膜引起细胞破裂。
2 低温胁迫对植物光合作用的影响低温对光合作用最明显的影响是引起光合速率的下降,植物体内活性氧代谢失调引发的生物膜结 19827刘成,杨足君,冯娟等1利用小麦微卫星引物建立簇毛麦染色体组特异性标记1遗传,2006,28(12):1573～157928唐祖强,杨足君,李光蓉等1簇毛麦5V染色体特异性I SSR标记的建立及其对亲缘物种的检测1农业生物技术学报,2007,15(5): 799～804Progress of Stud i es on Detecti on of A li enChro ma ti n i n W hea tS u J un ji1,Do ng Yo ngm e i2,C ha i S ho ucheng3(1Cott on I nstitute of Xinjiang Acade my of Agricultural and Cultivati on Sciences,Shihezi832000,Xinjiang;2B reeding Center f or Molecular Agricultural Technol ogy of Xinjiang Acade my of Agricultural and Cultivati on Sciences,Shihezi832000,Xinjiang;3Agr onomy College of North west Agricultural and Forestry Sci2Technol ogy University,Yangling712100,Shanxi,China)Abstract The wide relatives of wheat p r ovide with abundant genetic diversity and valuable genes f or the i m p r ove2 ment of wheat1Studies on hybridizati on,identificati on and utilizati on of wild relatives will p lay an i m portant r ole for the devel opment of wheat breeding and p r oducti on1Many markers such as mor phol ogical,cyt ol ogical,molecular and p r otein markers are i m portant genetic methods t o detect alien genes in wheat1This paper p resents a summary of the app licati on and devel opment of these methods app lied t o detect alien genes in wheat1Key words W heat;A lien chr omatin;Molecular markers71作物杂志 Cr op s200813构和叶绿体结构的破坏是导致光合作用下降的主要原因。
植物激素与植物抗逆性研究
植物激素与植物抗逆性研究植物激素是植物生长和发育的调节因子，对于植物的抗逆性也起着重要的作用。
植物在面对各种环境压力时，能够通过调控植物激素的合成和信号转导来提高自身的抗逆性。
在过去的几十年里，植物激素与植物抗逆性的关系一直是植物生物学领域的研究热点之一。
一、植物激素的种类及其功能植物激素主要包括赤霉素、生长素、细胞分裂素、赤霉酸、乙烯和脱落酸等。
每种激素在植物生长和发育过程中都发挥着不同的作用。
例如，生长素能够促进植物的垂直生长和根系发育，而细胞分裂素则参与植物的细胞分裂和组织增殖。
赤霉酸则在植物的果实成熟、种子休眠和植物光合作用中起重要作用。
二、植物激素与植物抗逆性的关系植物在面对环境压力时，能够通过调控植物激素的合成和信号转导来提高自身的抗逆性。
例如，赤霉酸在植物的抗逆性中扮演着重要角色。
研究发现，赤霉酸能够调节植物的抗氧化能力，增强植物对氧化胁迫的抵抗能力。
此外，赤霉酸还能够通过调节植物的抗病性来提高植物的抗逆性。
除了赤霉酸，乙烯也是植物抗逆性研究中的重要激素。
乙烯能够调节植物的抗寒性、抗旱性和抗盐性。
研究发现，乙烯能够促进植物的根系生长和根毛发育，从而增加植物对干旱和盐胁迫的抵抗能力。
此外，乙烯还能够调节植物的气孔运动，提高植物对干旱胁迫的适应能力。
三、植物激素与植物抗逆性的研究进展随着研究的深入，人们对植物激素与植物抗逆性的关系有了更深入的了解。
研究发现，不同植物激素之间存在相互作用和协同调控的关系。
例如，赤霉酸和乙烯能够相互调节，从而提高植物的抗逆性。
此外，植物激素还能够与其他信号分子相互作用，形成复杂的信号网络，进一步调控植物的抗逆性。
近年来，利用基因工程技术来调控植物激素的合成和信号转导已成为提高植物抗逆性的重要途径。
通过转基因技术，人们能够增加植物激素的合成和信号传递，从而提高植物的抗逆性。
例如，通过转基因技术将赤霉酸合成酶基因导入植物中，能够增加植物的赤霉酸合成，从而提高植物的抗逆性。
4种草坪草抗寒性研究
4种草坪草抗寒性研究作者：吴慧陈雪花来源：《现代农业科技》2016年第17期摘要试验以狗牙根、高羊茅、一年生早熟禾以及草地早熟禾为材料，通过电导法测定不同处理时间以及不同低温胁迫下4种草坪草叶片的电导率值，研究其抗寒性，为草坪质量评价提供理论依据。
结果表明：4种草坪草相对电导率均随着温度降低呈现先降低后升高的趋势；随着处理时间的延长，4种草坪草叶片的相对电导率变化不大；其抗寒性强弱表现为一年生早熟禾、高羊茅、狗牙根较好，但差异不明显，草地早熟禾最差。
关键词草坪草；抗寒性；电导率中图分类号 S688.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）17-0126-02Abstract Using Bermudagrass，Festuca elata，Poa annua L. and annual Poa pratensis L. as materials，conductivity value in different time and different low temperature stress for the leaves were measured by electrical conductivity which helped to evaluate the quality of lawn. Result showed that the relative electric conductivity of the four kinds of turf grass all increased at first and then decreased with the decreasing of temperature.While the treating time was prolonged，there were little change.Strong-to-weak sequence of cold resistance on the four kinds of turf grass was Festuca elata，Poa annua L.，Bermudagrass，Poa pratensis L..Key words turf grass；cold resistance；conductivity草坪草指能够经受一定修剪而形成草坪的草本植物[1]。
经济林中山杏抗寒性能研究
经济林中山杏抗寒性能研究【摘要】：用3种山杏的花器官为材料，进行低温胁迫，并分析3种类型的抗寒性差异。
潮定各类型的自由水含量与束缚水含量的比值，分析统计数据并进行抗寒性分析，比较各类型的抗寒性差异，总结出一定的规律，并进行分析，提出建议。
【关键词】：山杏；抗寒性能山杏抗干旱、耐瘠薄，具有优良的水土保持和防风固沙功能，其经济价值高，杏仁含多种营养成分，应用于食品、医药及工业等领域。
随着植物生理学的发展，越来越多的人从生理生化指标方面开展植物抗寒性研究，在山杏方面也有一些相关研究报道。
在低温胁迫下甜仁山杏半致死温度低于大扁杏、苦仁山杏，丙二醛含量增加速率较慢。
随干旱胁迫的加重，山杏幼根、叶片中的淀粉含量大幅度减少。
SOD、POD等酶促系统、脯氨酸含量和可溶性蛋白可作为山杏花受冻的检测指标。
1、材料和方法1.1材料调查中选取形态特征趋向于抗性强的20～30年生山杏树（设为C型）和抗性较弱的类型（设为B型）。
另外再选取两种类型的中间类型（设为A型）。
即形态特征介于上述两种类型之间的中间类型。
山杏树冠周围随机采取正常生长的一年生枝剪取10-20cm的大蕾期枝条200个。
在实验室用5%的蔗糖溶液进行培养.待盛花期进行处理。
1.2方法1.2.1组织含水量的测定取称量瓶3只（3次重复），依次编号并准确称重.将待测山杏花器官摘取50只花瓣立即装入瓶中。
盖上瓶盖并准确称重。
将称量瓶置烘箱中110℃下15min然后再于80-90℃下烘至恒重。
设称量瓶重为W1，称量瓶与花瓣的重量为W2，称量瓶与烘干花瓣的重量为W3，花器官组织含水量=（W2-W3）/（W2-W1）×100%分别求出3次重复所得到的花器官组织含水量的值.并求平均值。
按上述方法依次求出3种类型山杏花器官的组织含水量。
1.2.2自由水与束缚水值的测定取称量瓶3只（3次重复），依次编号并准确称重。
将待测山杏花器官摘取50只花瓣立即装入瓶中。
盖上瓶盖并准确称重。
植物抗寒转录因子CBF和ICE研究进展
植物抗寒转录因子CBF和ICE研究进展李瑞梅;惠杜娟;刘姣;符少萍;段瑞军;郭建春【摘要】CBF是一类植物所特有的转录因子,是植物抗寒途径的枢纽,调控下游大量抗寒基因的表达,对增强植物的抗寒能力非常重要.ICE属于一种类似MYC的bHLH 转录因子,可特异结合到CBF启动子的MYC作用元件并诱导CBF下游基因的转录表达.综述了CBF和ICE两类转录因子的发现、应用及两者之间的关系,为作物抗寒分子改良提供参考.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2012(039)023【总页数】5页(P132-135,138)【关键词】CBF;ICE;转录因子;植物抗寒【作者】李瑞梅;惠杜娟;刘姣;符少萍;段瑞军;郭建春【作者单位】中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口 571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口 571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口 571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口 571101;中国热带农业科学院生物技术研究所/农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室,海南海口571101【正文语种】中文【中图分类】Q786温度与光、水、CO2、有机物和各种矿物质一起被视为植物生长中的主要外界影响因子。
低温是植物经常遭受的一种逆境胁迫，会影响植物生长和发育，限制植物自然地理分布。
近年来，全球气候不稳定，低温灾害时有发生，轻者影响植物产量，重者损伤植物甚至致死。
因此，研究植物对低温的应答机制和耐寒机理以提高农林植物低温耐受力具有重要意义。
植物对于低温的应激反应性相当复杂，其过程按先后顺序可分为低温信号感受、信号传导和转录调控等多个阶段[1]。
植物抗寒性开题报告
植物抗寒性开题报告植物抗寒性开题报告植物是地球上最为重要的生物之一，它们在各种环境中生长和繁衍。
然而，不同的植物种类对环境的适应能力有所不同，其中一项重要的适应能力是抗寒性。
植物抗寒性是指植物在低温环境下能够继续正常生长和发育的能力。
本次开题报告将探讨植物抗寒性的相关研究内容。
一、植物抗寒性的重要性植物抗寒性对于植物的生存和繁衍至关重要。
低温环境对植物的生长和发育产生不利影响，可能导致植物受损甚至死亡。
因此，研究植物抗寒性机制，提高植物对低温环境的适应能力，对于农业生产和生态系统的稳定性具有重要意义。
二、植物抗寒性的形成机制植物抗寒性的形成机制是一个复杂的过程，涉及多个生理和生化途径。
其中，抗寒基因的表达调控、膜脂组分的调节、抗氧化系统的活性等是植物抗寒性的重要方面。
通过这些途径，植物能够在低温环境下保持细胞的正常结构和功能，从而继续进行光合作用和其他代谢活动。
三、植物抗寒性的研究方法研究植物抗寒性的方法多种多样。
传统的方法包括野外观察、温室试验和实验室分析等。
近年来，随着生物技术的发展，分子生物学和基因工程技术也被广泛应用于植物抗寒性的研究中。
例如，通过基因转化技术，可以将抗寒基因导入非抗寒植物中，提高其抗寒性能力。
四、植物抗寒性的应用前景植物抗寒性的研究不仅对于科学研究有重要意义，也具有广泛的应用前景。
通过深入了解植物抗寒性的机制，可以培育出更具抗寒性的农作物品种，提高农业生产的稳定性和产量。
此外，植物抗寒性的研究还可以为生态修复和植物适应性改良提供理论支持。
五、植物抗寒性的挑战与展望尽管植物抗寒性的研究取得了一定的进展，但仍然存在一些挑战。
首先，植物抗寒性的形成机制非常复杂，需要进一步深入研究。
其次，不同植物种类对低温环境的适应能力差异较大，如何提高非抗寒植物的抗寒性仍然是一个亟待解决的问题。
未来的研究可以结合多种方法，从细胞水分调节、信号转导、基因表达调控等多个层面深入探究植物抗寒性的机制，为进一步提高植物抗寒性能力提供更多的理论依据。
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植物抗寒性及其相关基因工程研究进展 摘 要：低温是影响植物分布、产量及品质的重要非生物胁迫因素，提高植物的抗寒性是作物育种的重要任务。近年来,植物抗寒分子机理研究不断深入，植物抗寒基因工程研究获得了长足的进展。本文从膜稳定性、抗氧化酶活性、抗冻蛋白、低温信号转录因子和渗透调节物质等方面对植物耐冷性基因工程研究进展进行了分析、归纳与总结，旨在为植物抗寒机理研究及植物抗寒育种提供参考。
关键词：植物；抗寒性；基因工程；抗寒育种。 Research Advance in the Cold-resistance and the related Genetic Engineering in Plants
Abstract: Low-temperature is a abiological intimidation affecting plant's distribution、output and quality, and the breedingof cold-resistant plants is one of the most important tasks in the development of agriculture's.In recent years,plant's cold-resistant genetic engineering has acquired great progress, with the mechanism of cold- resistance is studied deeper and deeper.This paper gives a generalstatement about the recent development of plant genetic engineering for cold-resistance in composition of membrane lipids,the activity of antioxidang enzymes,the antif reeze protein,the transcription factors of lowtemperature cell signaling and osmolytes,aiming to provide some useful information and ideas to research-ers who work on plant breeding and the mechanism of cold-resistance.
Key words: plants; cold-resistance; genetic engineering; plant breeding of cold-resistance.
温度是气候因素中影响植物地理分布的主导因素，低温胁迫是植物栽培中经常遇到的一种灾害，涉及到粮食作物、园艺植物及其它许多经济植物。低温影响植物的生长代谢，引起植物相关生理指标变化，导致植物的生长受损，严重时导致死亡。 低温不仅限制植物的种植范围，也会造成减产和品质下降，严重时甚至绝收。因此，有关植物抗寒性的研究一直是植物学研究领域的热点之一。早期研究主要集中在植物遭寒害后的细胞形态结构、生理、生物化学变化等方面。对植物的抗寒分子机理认识不够，提高植物抗寒性主要依靠传统育种方法，虽然也取得一些进展，但由于其周期长且工作繁琐，已不适应现代农业的发展要求[1]。近年来，随着对植物抗寒分子机理研究的不断深入和分子生物学技术的迅猛发展，抗寒研究已经从生理水平深入到分子水平，促进了植物抗寒基因工程的发展。 1植物抗寒生理研究进展 1.1 生物膜系统与抗寒性的关系 1973年,Lyons提出了著名的“膜脂相变”假说[2],认为温度下降时，生物膜首先发生膜脂的物相变化，从液晶相变为凝胶相，膜的外型和厚度也发生变化， 可能使膜发生收缩，出现孔道或龟裂，因而膜的透性增大，膜内可溶性物质、电解质大量向膜外渗漏，破坏细胞内外离子平衡，造成“生理干旱”和“有毒物质积累”。和生物膜系统有关的抗寒生理指标有电导率、脂肪酸不饱和度、丙二醛等。 1.2 渗透调节物质与抗寒性的关系 渗透调节是植物在逆境胁迫时出现的一种调节方式，由细胞生物合成和吸收累积某些物质来完成其调节过程。在逆境条件下，细胞内主动积累溶质来降低细胞液的渗透势，以防止细胞过度失水。渗透调节物质主要包括可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和甜菜碱等。 1.3 保护酶系统与抗寒性的关系 植物体内存在活性氧和自由基的清除保护酶系统，包括过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)以及抗坏血酸氧化酶(ASA-POD)等。正常情况下，细胞内活性氧的产生与清除处于一种动态平衡，不会引起伤害。但当处于逆境条件时，细胞自由基产生和清除的平衡遭到破坏而出现活性氧的积累，高水平的活性氧可能加剧膜脂过氧化和膜蛋白的聚合，从而破坏膜结构和功能，这种累积超过一定的阈值，就会发生膜伤害，甚至导致植物死亡。 在膜保护酶与抗寒性的研究中，以SOD的研究最多。SOD与植物多种抗逆性相联系。根据所含金属辅基的不同，可将其分为Cu,Zn-SOD、Mn-SOD和Fe-SOD三种类型。SOD在好氧生物体内对防御活性氧伤害起重要作用，可专一清除超氧阴离子自由基(O2-·)，将其转变成过氧化氢(H2O2)。而POD和CAT可以有效地将H2O2转变成O2，从而消除O2-·对生物体的毒害。CAT是清除H2O2的主要酶类，还可以清除线粒体电子传递、β-脂肪酸氧化及光呼吸氧化过程中产生的H2O2。 Mckersie发现植物叶绿体中SOD的超量产生可保护植物不受冷伤害。而植物组织在低温胁迫下，SOD酶活性一般是先升高后下降，表明低温诱导SOD酶活性增强[3]。所以可用SOD值下降时的温度高低作为抗寒性鉴定的标准[4,5]。研究表明，抗寒性强的桉树的SOD活性对低温的反应能力比抗寒性弱的敏感[6],山葡萄枝条中过氧化物酶活性随着低温锻炼过程中抗寒力的提高而提高，且抗寒性强的种类酶活性更高[7]。马占相思树苗的CAT活性随着温度的降低先下降然后升高，这表明其对低温有一个适应过程，随着胁迫加深，活性又下降;POD、SOD活性都随着温度下降逐渐下降，但下降幅度不大，表明CAT、POD、SOD在低温严重胁迫过程中，仍具有较高的活性，仍能清除活性氧自由基，以减少对膜的伤害[8]。马德华对黄瓜的研究则显示，低温下POD活性与耐低温能力关系密切，与对照相比，POD活性相对增加量与耐低温能力之间亦表现为正相关[9]。陈旭微对豌豆和绿豆的研究发现，低温胁迫后，抗冷性豌豆下胚轴内SOD活性极显著上升，而在冷敏感绿豆中，SOD活性一直维持在较高水平[10],这也证实了参与活性氧清除反应的第一个酶是SOD，它在抗氧化酶类中处于重要地位。此外，植物体内脱落酸(ABA)等激素的含量也与植物抗寒性有关。低温条件下，植物体内累积的ABA能对低温调控基因及RAB基因进行调控，从而提高植物的抗寒性[11]。对甘蓝和茶树抗寒力的研究均表明了ABA与抗寒力的关系[12,13]。因此，ABA是一种逆境应激激素。 2 植物抗寒基因研究现状及研究举例 2.1 膜稳定性相关基因 生物膜是植物细胞及细胞器与周围环境间的一个界面结构，它能够接受和传递环境信息，对环境胁迫做出反应.同时，生物膜对保持植物正常生命活动也具有重要的作用[14].研究表明，生物膜是低温冷害作用的首要部位，而且低温伤害 的原初反应发生在生物膜系统类脂分子的相变上[15].早在20世纪70年代，Lyons[16]就提出“膜相变的寒害"假说，认为植物正常生理活动需要液晶相的膜状态，在遭受低温伤害时生物膜首先发生膜脂的物相变化，这时膜脂从液晶相变为凝胶相，膜脂上的脂肪酸链由无序排列变为有序排列，膜结合酶的活力降低，且膜上出现孔道或龟裂，使膜的通透性增大，膜内可溶性物质大量向膜外渗透，破坏了细胞内外的离子平衡.同时膜结合酶结构改变，酶促反应速度失去平衡，导致植物细胞生理代谢变化和功能紊乱，从而使植物细胞受到伤害.许多研究表明，膜脂中的类脂和脂肪酸成分的不饱和度明显影响膜脂的相变温度.一般认为，膜脂不饱和脂肪酸含量增高，膜脂相变温度会降低，增加了膜的流动性，从而使植物的抗寒性相应提高.反之，冷敏感植物的膜脂相变可能是由于膜脂脂肪酸的不饱和程度较低，低温下膜脂由液晶相向凝胶相转变，造成细胞膜膜相分离，从而引起细胞代谢紊乱[17].近年来，应用基因工程技术导入脂肪酸去饱和代谢关键酶基因，通过降低脂肪酸的饱和度以提高植物抗寒性的研究，已经取得了突破性的进展[18，19].日本国立基础生物化学研究所首先利用脂肪酸去饱和酶基因进行了植物抗寒性的分子改良.1993年，High等[20]筛选了一个膜脂不饱和脂肪酸突变蓝藻(SynechocystisPCC6803)菌株fad12，并克隆了Δ12去饱和酶基因desA，研究表明desA基因的表达是由于低温首先降低了膜脂的流动性，刺激desA的转录，使膜脂不饱和度增加，从而增加膜脂的流动性. 2.2 抗冻蛋白基因 抗冻蛋白(antifreezeprotein，AFP)是一类具有热滞效应和冰晶生长抑制效应的蛋白质，能以非线性形式降低水溶液的冰点，但对熔点影响甚微，从而导致水溶液的熔点和冰点之间出现差值，它们在受低温环境胁迫时能使有机体抵御冰冻环境.抗冻蛋白最早是在极地海鱼中发现的，在鱼类和昆虫类中研究比较深入，目前已有将这类基因转入植物的报道.黄永芬等[21]采用花粉管通道法及子房注射法将美洲拟鲽afp基因导入番茄，田间抗寒性实验表明，在春季平均气温低于正常年份4.4℃的条件下，转基因植株生长优于对照，致死温度也比对照降低了2℃.对植物AFP的研究较晚，1992年，加拿大Griffith等[22]首次报道从经过低温锻炼可忍受细胞外结冰的冬黑麦中发现了植物内源性AFP，标志着植物抗冻蛋白研究的开始，随后已从多种植物中获得具有热滞效应的AFP[23]. 2.3 低温信号转录因子 植物在遭受低温胁迫时，从感受低温信号到发生一系列生理生化反应和调节基因表达，进而产生抗寒能力，存在一个复杂的信号网络传导系统，CBF(CRT/DRE2bindingfactor)转录因子调控的信号传导途径是其中的一个传导系统，其传导途径为:CBF转录因子→CRT/DRE基序→COR基因表达→植物抗寒性增加，即转录活性因子CBF结合到CRT/DRE基序上，诱导了COR基因表达，从而提高了植物的抗寒性[24].甄伟等[25]将CBF1基因转入烟草和油菜基因组中，对转化的烟草和油菜抗寒性的检测结果显示，转基因油菜的抗寒性有明显提高，转基因烟草的抗寒性也有一定提高. 2.4 渗透调节基因 在渗透胁迫过程中，植物体内会产生一些具有保水作用的渗透调节物质来降低植物体内的水势，从而维持体内的水分平衡.这类渗透调节物质有脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖和醇类物质等.低温胁迫时，植物通过诱导渗透调节物质的生物合成酶基因的大量表达，以增加这类物质的积累，维持渗透压的平衡，从而避免低温伤害.