植物抗寒基因研究进展

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1、第40卷第10期东北农业大学学报40(10):134~1382009年10月JournalofNortheastAgriculturalUniversityOct.2009植物抗寒基因研究进展11*1121王多佳，苍晶，牟永潮，曾俨，许平，于晶（1.东北农业大学生命科学学院，哈尔滨150030；2.邹城市林业局林业站，山东邹城273500）摘要：寒害严重影响植物的生存和分布，提高植物抗寒性，对农业具有十分重要的意义。文章从抗冻蛋白、冷诱导、脂肪酸去饱和、渗透调节物质等方面对植物抗寒基因进行归纳和总结，并对未来工作重点进

2、行了展望。关键词：植物；抗寒基因；研究进展中图分类号：Q945.4文献标识码：A文章编号：1005-9369（2009）10－0134－061Researchadvanceoncold-resistantgeneinplants/WANGDuojia,CANG11121Jing,MUYongchao,ZENGYan,XUPing,YUJing(1.CollegeofLifeSciences,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China;2.BureauofFore

3、stryinZoucheng,ZouchengShandong273500,China)Abstract:Thechillinginjuryseriouslyaffectsplantlivinganddistributing,henceitisimportanttoimprovethecold-resistanceofcropforagriculture.Thispaperreviewedthecold-resistantgenesfromtheaspectsofantifreezeprotein,thecoldind

4、uction,thefattyacidmetabolismpathwayandtheosmolytes,andprospectedthefocusoffutureresearch.Keywords:plant;cold-resistantgenes;advanceresearch寒害是农业生产中一种严重的自然灾害，不加深，人们开始采用基因工程手段培育抗寒新品仅会限制农作物的栽种范围，也会造成农作物减种。本文就近年来国内外在植物抗寒基因工程方面产和品质下降，严重时甚至绝收。全球每年因低的研究进展进行了分析与归纳，旨在为人

5、们进一步[1]温伤害造成的农作物损失高达数千亿元。因此，认识和利用植物抗寒相关基因提供参考。植物抗寒性研究及抗寒育种一直是植物学研究领1抗冻蛋白基因域的热点之一。目前选育耐低温植物品种主要采用常规杂交抗冻蛋白（AntifreezeProteins，AFPs）是一类具育种的方法，即利用抗冷性品种与各种生态类型的有热滞效应和冰晶生长抑制效应的蛋白质，能以非不抗冷品种杂交，通过混合轮回选择，获得抗冷品线性形式降低水溶液的冰点，但对熔点影响甚微，种。经过长期研究，育种工作者已育成了不少抗寒从而导致水溶液的熔点和冰点之间出现差值

6、，它们[2][3]新品种，对避免和减少冷害损失起到了重要作用。在受低温环境胁迫时能使有机体抵御冰冻环境。但是利用常规育种方法存在抗冷性资源不足、选择1992年，加拿大Griffith等首次报道从经过低温锻周期长、费用高等局限性，严重影响育种目标的实炼可忍受细胞外结冰的冬黑麦中发现了植物内源性现，很难满足生产上对抗寒品种的迫切需要。随着[4]AFPs，标志着植物抗冻蛋白研究的开始。1997生物技术的迅猛发展，对抗寒分子机理的认识不断年，黄永芬等采用花粉管通道法及子房注射法将美收稿日期：2009-03-06基金项目：东北农

7、业大学创新团队项目（C×2003）作者简介：王多佳（1982-），女，黑龙江人，硕士研究生，研究方向为植物生理与分子生物学。*通讯作者：苍晶，教授，博士生导师，研究方向为植物生理生化与分子生物学。E-mail:cangjing2003@163.com第10期王多佳等：植物抗寒基因研究进展·135·[14]洲拟鲽AFPs基因导入番茄，其转基因植株的抗寒启动子（Pubi）调控的CBF1基因转化烟草，增强[5]力明显增强。Worrall等从冷诱导的胡萝卜中纯化了转基因烟草的抗寒性。金万梅等利用根癌农杆菌[6][15]出一种A

8、FPs，利用CaMV35s启动子，将AFPs基介导的方法将拟南芥CBF1基因导入草莓中，提因导入烟草中，检测这些含AFPs烟草，发现能够高了草莓对低温胁迫的抵抗力。抑制冰晶生长。2001年，尹明安等克隆了胡萝卜3脂肪酸去饱和酶基因[7]AFP基因，并构建了其植物表达载体，为进一步利用其转化番茄、甜椒等作物奠定了试验基础。高等植物质