蛋白质的变化与植物抗寒性的关系研究进展

论文蛋白质表达与植物抗逆性的调控机制研究近年来，植物抗逆性的调控机制成为植物科学研究的热门话题之一。

蛋白质表达在植物的抗逆性中起着重要作用，对于揭示植物的抗逆机制具有重要意义。

本文将探讨蛋白质表达与植物抗逆性的关系，并讨论植物抗逆性调控机制的研究进展。

一、蛋白质表达与植物抗逆性蛋白质是植物细胞中的重要组成部分，参与调节植物的生长发育和应对环境胁迫。

蛋白质的表达水平直接影响植物对逆境的响应能力。

研究表明，逆境条件下，植物会调节一系列与蛋白质合成相关的基因表达，以提高蛋白质的合成速度和数量，从而增强植物的抗逆性。

同时，蛋白质的降解速度也会受到调控，以维持细胞内蛋白质的稳定性。

二、转录水平的调控机制在逆境条件下，植物通过转录调控来调节蛋白质的合成。

一些逆境相关基因的表达受到逆境信号的激活，从而启动一系列信号转导通路，并最终导致转录因子的激活或抑制。

这些转录因子进一步作用于下游基因，调节蛋白质的合成。

同时，逆境信号也可以通过影响转录因子的核定位来调节蛋白质的表达。

一些逆境胁迫会导致转录因子的核定位发生改变，进而影响转录因子与DNA结合的效率，从而调控靶基因的转录水平。

三、转录后水平的调控机制转录后调控是指在蛋白质合成过程中，对转录产物进行修饰或降解的一系列调节过程。

这种调控机制包括剪接、RNA修饰、翻译后修饰以及蛋白质降解等。

剪接是指在RNA转录后的修饰过程中，通过剪切不同区域的外显子或内含子以产生多个不同的mRNA转录本。

这种调控机制可以增加蛋白质的多样性，提高植物对逆境的适应能力。

RNA修饰是指通过改变RNA分子的碱基序列或化学结构来调节蛋白质的合成。

这种调控机制可以影响RNA的稳定性、翻译效率以及翻译产物的功能。

翻译后修饰是指在蛋白质合成完成后，通过化学修饰或结构改变来调节蛋白质的功能。

翻译后修饰可以影响蛋白质的折叠状态、稳定性以及相互作用能力，从而影响植物的抗逆能力。

蛋白质的降解是调控蛋白质稳定性和平衡的重要机制。

植物蛋白质在调控植物抗逆的作用植物是重要的生态系统组成部分，他们是生命存在的基石。

同时，植物也面临着各种生态和环境压力。

比如说，干旱、盐碱、低温和高温等都是植物不得不面对的抗逆性挑战。

为了确保植物的生存和生长，现代农业需要依靠大规模的种植和耕作。

植物抗逆性的提高是现代农业研究的重点之一。

这其中，植物蛋白质是非常关键的组成部分。

植物蛋白质对植物的生长和发育有着重要的影响，此外它也能调节植物的抗逆性。

本文将会探讨植物蛋白质在调控植物抗逆性方面的作用。

1. 植物蛋白质是调节植物抗逆性关键因素植物蛋白质是植物体内重要的调节因子，它通过调节植物生理生化代谢和信号转导通路，影响植物的生长和发育。

同时，植物蛋白质在调节植物抗逆性方面也有着重要的影响。

近年来的一些研究表明，植物蛋白质能够参与到植物的抗逆性调节中，对干旱、盐碱、低温、高温等方面的胁迫具有一定的调节作用。

2. 植物蛋白质在干旱抗逆性中的作用干旱是植物生长和发育中的一个重要胁迫因子。

研究表明，植物蛋白质代表的信号通路能够参与干旱反应和适应的过程中。

比如说，ERF (Ethylene Response Factor) 这一家族的蛋白质能够调控植物的干旱胁迫响应和适应。

此外，MYB和WRKY等蛋白质也能够调节植物的干旱适应。

现有的研究表明，植物蛋白质的调节作用能够促进逆境适应，改善植物的干旱抗性。

3. 植物蛋白质在盐碱抗逆性中的作用盐碱是制约植物生长的重要因素，其胁迫破坏了植物体液平衡和代谢过程。

植物蛋白质也被发现在盐碱逆境中发挥着重要的调节作用。

近年来的研究表明，HKT (High-Affinity K+ Transporter) 这一蛋白质家族能够影响植物对盐碱胁迫的响应，提高植物对盐碱胁迫的抵御能力。

除此之外，SNF1-related kinase1 (SnRK1) 这一调控氧化还原及代谢的蛋白质也显著提高了植物对盐碱胁迫的耐受性。

4. 植物蛋白质在低温抗逆性中的作用低温胁迫是限制植物生长和发育的重要因素之一，它可以造成植物的冻害和低温休眠。

植物抗寒生理的研究进展
植物抗寒生理的研究进展主要涉及以下几个方面：
1. 低温适应机制：植物在低温环境下生存和生长的能力是至关重要的。

研究已经发现，植物通过一系列的生理生化机制来适应低温环境，包括产生冷反应基因和相关的基因，以及这些基因之间的相互作用。

2. 植物激素在抗寒中的作用：植物激素在植物抗寒中起着重要的作用。

例如，脱落酸（ABA）可以诱导植物产生抗寒性，而细胞分裂素则可以保护植物免受低温的伤害。

此外，一些植物激素还可以调节植物对低温的响应，如钙调蛋白激酶和MAPK等。

3. 抗寒基因的鉴定和功能研究：随着生物技术的发展，越来越多的抗寒基因被鉴定和研究。

这些基因包括编码保护酶类（如SOD、POD、CAT等）的基因、调节ABA合成和信号转导的基因等。

对这些基因的研究将有助于我们更深入地了解植物抗寒的分子机制。

4. 抗寒锻炼和适应性生理变化：植物在经历低温锻炼后，可以产生一系列适应性生理变化，如增加膜的稳定性、提高保护酶的活性等。

这些变化有助于植物在低温环境下生存和生长。

5. 抗寒育种：通过选择具有抗寒特性的品种，培育出抗寒能力更强的植物，是植物抗寒研究的一个重要应用。

通过结合传统育种方法和现代生物技术，可以培育出既具有优良农艺性状，又具有较强抗寒能力的植物新品种。

总的来说，植物抗寒生理的研究进展在多个领域都有所涉及。

未
来，随着生物技术的不断发展，我们期待在植物抗寒生理的研究中取得更多的突破和进展。

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。

蛋白质表达与植物抗逆性植物在面对各种环境胁迫和气候变化时，必须发展出可靠的适应和生存策略。

其中包括改变基因表达模式以应对不同情况。

蛋白质表达在这个过程中扮演着至关重要的角色。

本文将探讨蛋白质表达在植物抗逆性中的作用。

一、植物抗逆性与蛋白质表达的关系植物在应对各种环境压力时，需要调节其基因表达模式以适应变化的环境。

在这个过程中，蛋白质表达是非常关键的。

蛋白质在植物生长和发育过程中扮演着重要角色，并且在逆境胁迫下对植物的生存具有至关重要的作用。

一些研究表明，逆境胁迫会导致植物蛋白质表达的改变，以应对逆境胁迫的影响。

因此，了解植物蛋白质表达的调控机制和植物与逆境胁迫之间的关系非常重要。

二、逆境胁迫对蛋白质表达的影响逆境胁迫会引起植物代谢的变化，包括改变蛋白质合成和降解、改变信号传导和抗氧化反应等。

逆境胁迫可以导致一系列蛋白质的表达与合成的变化，包括逆境蛋白的诱导、抗氧化酶的表达增强等。

另外，逆境胁迫还会引起一些保护性蛋白的表达和合成，如热休克蛋白、抗寒蛋白、抗旱蛋白等。

三、蛋白质表达的调控机制植物中的基因表达和蛋白质表达受到多种因素的调控。

在植物中，有一些机制可以在逆境胁迫下调控蛋白质表达。

其中，转录后调控是一种非常重要的调控机制。

转录后调控包括RNA剪接、RNA修饰、RNA稳定性的调节和转录后翻译调节等等。

另外，在植物中还存在一些转录因子家族来控制逆境胁迫下的蛋白质表达。

这些因子包括MYB、WRKY、AP2/EREBP、bZIP等等。

四、未来的研究方向尽管已经有了一些了解植物蛋白质表达和逆境胁迫之间的关系的研究，但是还有很多方面需要进一步研究。

例如，研究逆境胁迫如何影响植物蛋白质合成的速率和机制，以及如何在这种情况下调控蛋白质表达和转录后调控机制。

此外，还需要研究不同逆境胁迫对蛋白质表达的影响是如何相互比较的，以及如何在面对多种逆境胁迫时维护蛋白质的合成和表达。

综上所述，蛋白质表达是植物逆境胁迫适应和生存策略中的关键因素。

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】。

植物抗冻蛋白及其基因工程研究的新进展抗低温蛋白（LowTemperatureProtein，LTP）是抗低温的主要基因类别，是植物通过调节生理机制来应对不同环境温度变化的重要标志物质，是植物逆境胁迫下存活和繁衍生息的重要因素。

近年来，随着基因工程技术的发展，人们逐步发现植物抗冻蛋白的分子特性，并在其基因组学与转录组学研究中发掘更多植物抗冻蛋白的新种类，这给植物发育环境的研究和利用抗冻蛋白建立分子育种提供了重要科学参考依据。

抗冻蛋白在植物细胞内发挥着重要的保护作用。

蛋白质通过两种主要的方式来应对低温胁迫：上调表达内质网内尔蛋白质，以及调节糖代谢。

其中，蛋白质上游机制中参与的蛋白质主要有热休克蛋白，抗氧化蛋白，抗蛋白酶，抗病毒蛋白，内质网蛋白，转录因子，叶绿素蛋白，糖原蛋白等。

而糖代谢机制已经被认为是植物抗寒响应的细胞和分子机制，其中以抗冻果糖、抗冻氨基酸和抗冻脱水酶等水溶性抗冻生物参与调节活性最为重要。

由此可知，植物抗冻蛋白的研究不仅对植物的发育有重要的意义，同时也拉开了胁迫下植物的基因表达调控，揭示了抗冻基因的分子机制。

近年来植物抗冻蛋白的研究迅速发展，经过多年的研究，科学家们已经发展起各种基因工程技术，例如转基因技术、敲除技术、抗低温蛋白编码基因克隆技术。

这些技术对于植物抗寒反应调控和分子育种都有重要的意义。

在使用基因工程技术研究和开发抗冻品种方面，科学家们发现，植物可以通过将多种抗冻基因从其他植物中引入，或是通过基因融合技术将多个抗冻基因放入同一细胞内，以提高植物的耐寒性，从而达到杂交育种的目的，这种基因工程研究也可以用于改变植物的形态、根系、或抗害性。

目前，科学家们已经开发出多种抗冻的基因，这些基因可以提高植物的耐寒性，从而更好地保护植物免受冻害。

然而尽管植物抗冻蛋白的研究取得了较大进展，但其基因工程研究仍面临许多挑战。

由于植物抗冻性涉及多种基因分子，因此基因工程技术的构建需要保证每个基因的有效表达，以及维持抗冻蛋白的稳定表达。

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 GeneticEngineering in PlantsAbstract: 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。

第32卷第24期2012年12月生态学报ACTA ECOLOGICA SINICA Vol．32，No．24Dec．，2012基金项目：广东省高等学校引进人才专项资金（2010）；国家自然科学基金项目（31270674）收稿日期：2011-06-23；修订日期：2012-08-03*通讯作者Corresponding author．E-mail ：xucx2006@yahoo．com．cnDOI ：10．5846/stxb201106260945徐呈祥．提高植物抗寒性的机理研究进展．生态学报，2012，32（24）：7966-7980．Xu C X．Research progress on the mechanism of improving plant cold hardiness．Acta Ecologica Sinica ，2012，32（24）：7966-7980．提高植物抗寒性的机理研究进展徐呈祥*（肇庆学院生命科学学院，肇庆526061）摘要：低温胁迫是世界范围内影响植物产量和品质的主要非生物胁迫。

植物抗寒生理生态研究是比较活跃和发展很快的领域。

文章综述了提高植物抗寒性机理的研究进展。

大量科学研究和生产实践表明，气象因素与植物自身因素是影响植物抗寒性的关键因素，前者主要是温度、光周期和水分，后者主要是植物的遗传学基础、生长时期、发育水平以及低温胁迫下细胞的抗氧化能力。

保证植物抗寒基因充分表达对提高植物抗寒性有重要意义。

植物抗寒性的遗传机制与调控主要通过5条路径实现：丰富多样的植物低温诱导蛋白，低温转录因子DREB /CBF 可同时调控多个植物低温诱导基因的表达，DREB /CBF 与辅助因子相互作用调控下游基因表达，Ca 2+、ABA 及蛋白质磷酸化上游调控低温诱导基因表达，以及不饱和脂肪酸酶基因的表达。

基因工程改良植物抗寒性已获重要进展，但距产业化尚有许多开创性的工作要做，目前主要通过导入抗寒调控基因和抗寒功能基因而实现，后者主要是导入抗渗透胁迫相关基因、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因、SOD 等抗氧化系统的基因以及与植物激素调节有关的基因。

抗冻蛋白提高植物抗寒性研究进展
张振华;卢孟柱;王义强;陈介南
【期刊名称】《中国农学通报》
【年(卷),期】2011(27)9
【摘要】低温是影响植物生长发育及地域分布的主要生态因子,提高冷敏感植物的抗寒性具有重要的理论和现实意义。

对抗冻蛋白基因的研究表明,将这些基因转入冷敏感植物可以明显提高植物抗寒性。

本文就近几年关于抗冻蛋白作用机理进行了总结,并综述了抗冻蛋白基因提高植物抗寒性的研究进展,这为植物抗寒性分子育种提供了理论依据和新的技术思路。

【总页数】5页(P342-346)
【关键词】抗冻蛋白;热滞效应;抑制冰晶重结晶;抗寒性;植物;转基因
【作者】张振华;卢孟柱;王义强;陈介南
【作者单位】中南林业科技大学生物环境科学与技术研究所;中国林业科学研究院林业研究所
【正文语种】中文
【中图分类】Q946.1
【相关文献】
1.低温对植物的危害及提高植物抗寒性的途径——来自桂林市花信灵植物化工厂的经验 [J],
2.植物抗冻蛋白分离纯化方法的研究进展 [J], 徐化能;马淑凤;张连富
3.提高植物抗寒性的机理研究进展 [J], 徐呈祥
4.植物抗冻蛋白研究进展 [J], 王羽晗;李子豪;李世彪;陈驰航;王瑜麟;张旸
5.植物抗冻蛋白特性及其在冷冻面团中应用研究进展 [J], 刘玫;马豪;郑学玲;李利民;刘翀
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植物抗寒机制研究进展随着全球气候变化的加剧，气温的波动也变得越来越剧烈。

在这样的环境下，如何保证植物的生长和发展，成为了一个值得研究的问题。

植物在生长过程中，需要经历从种子发芽、生长发育、开花结果等阶段。

而在这个过程中，适应外部环境变化、保持内部稳定的抗逆性反应，也就是植物的逆境生理，变得越来越受到研究者的重视。

特别是对于逆境生理研究领域的重要之一——植物抗寒机制——的研究，更是展现出了令人振奋的进展。

植物抗寒机制的主要研究内容包括冷适应的分子调控、冷休眠的形成机制、冷害分子机制和分子遗传学等方面。

在这些方面的研究中，逐渐揭示出了植物抗寒机制的一系列信号途径、激素信号、非编码 RNA、基因表达、蛋白质修饰等方面的机制与调控。

在信号途径方面，植物抗寒机制的主要信号途径包括钙信号途径、激素信号途径、ROS 信号途径等方面。

其中，钙离子作为植物信号传递的重要分子，在植物抗寒机制中扮演着重要的角色。

冷胁迫会导致植物胞内 Ca2+ 浓度的升高，从而诱导一系列 Ca2+ 信号途径的启动。

同时，植物激素信号途径也是植物抗寒机制的重要组成部分。

多种植物激素，如脱落酸、赤霉素、乙烯和 ABA 等等，都会在植物抗寒过程中发挥重要作用。

例如，ABA 能够通过特定信号转导途径调控一系列抗寒基因的转录，从而实现植物对低温的适应和适应性形成。

此外，氧化还原反应（ROS）信号途径也被视为植物抗寒机制的关键途径之一。

研究表明，通过引导ROS 的产生和适度的 ROS 增加，可能有助于催化和调控抗寒酶系统中的酶活性，从而促进植物的抗寒适应性。

除了信号途径外，植物抗寒机制的另一个重要研究方向是抗寒基因的筛选和分子调控。

抗寒基因是植物应对低温胁迫的唯一基础，是植物抗寒适应性的重要组成部分。

通过使用一系列分子生物学和生物信息学技术，研究人员已经成功地鉴定和筛选了许多参与植物抗寒适应性调控的基因。

例如，研究人员已经成功鉴定到大约数百个参与植物光合作用、膜转运和代谢途径的基因在低温胁迫下会发生表达变化。

蛋白质的变化与植物抗寒性的关系研究进展
杨玉珍;王列富;彭方仁
【期刊名称】《生物技术通讯》
【年(卷),期】2007(18)4
【摘要】蛋白质的变化在植物抗寒生理研究中一直被广泛关注.低温胁迫期间在蛋白质含量变化的同时,还可能发生质的变化,合成新的蛋白质--低温诱导蛋白.综述了低温胁迫期间植物体内蛋白质的变化,重点阐述了抗冻蛋白、脱水蛋白和热激蛋白等3种低温诱导蛋白的特性及其与植物抗寒性的关系,并对该领域今后的研究做了展望,为进一步阐明植物抗寒的分子机制、提高植物的抗寒力提供了新的思路.【总页数】4页(P711-714)
【作者】杨玉珍;王列富;彭方仁
【作者单位】郑州师范高等专科学校,生命科学系,河南,郑州,450044;信阳职业技术学院,河南,信阳,464000;南京林业大学,森林资源与环境学院,江苏,南京,210037【正文语种】中文
【中图分类】Q946.1;Q945.78
【相关文献】
1.膜脂变化与植物抗寒性及HⅡ相位形成的关系 [J], 吴楚;王政权
2.植物脂肪酸与抗寒性关系研究进展 [J], 王柏;李志坚
3.植物季节性变化与抗寒性关系的研究概况 [J], 王明洁;张贺;徐娜
4.越冬意蜂体内水分、蛋白质、脂肪的变化与抗寒性的关系 [J], 常志光;高洪学;葛英;于殿华;常帅
5.桑螟越冬幼虫体内蛋白质、氨基酸、碳水化合物的变化与抗寒性的关系 [J], 陈永杰;孙绪艮;张卫光;郭彦彦;牟志刚;郭光智
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植物低温诱导蛋白的研究进展马斌,孙骏威,李素芳*(中国计量学院,浙江杭州310018)摘要 低温能够诱导植物基因的表达从而合成新的蛋白质,这些蛋白质具有增强细胞抗冰冻脱水能力、保护酶行使正常功能和代谢调节功能及稳定细胞膜等作用。

植物低温诱导蛋白及其理化性质与抗冻关系一直是国内外的研究热点。

综述了抗冻蛋白、脱水蛋白和热激蛋白3种低温诱导蛋白的最新研究进展及与植物抗冻性的关系。

关键词 低温诱导蛋白;抗冻蛋白;脱水蛋白;热激蛋白中图分类号 Q 943 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2010)12-06085-02Research Adva nces about Lo w -te mperature -induced Protei ns i n P l ants MA B i n et al (Chi na Jili ang U ni versity ,H angzhou ,Zhejiang 310018)Abstract Low te mperature can regul a te t he expressi on of pl ant genes ,and thus s ynt hesize m any ne w prote i ns t hat are ab l e to enhance t he cell u l ar ant-i freeze dehydrati on ,pro t ect the acti on of nor ma l functi ons of enz ymes ,andm etabo lic regul a t ory f unction ,stabilit y me mbrane etc .The physi cal and che m ica l characters o f pl ant lo w-te mperat ure -i nduced protei ns and i ts f uncti on i n l ow te mperat ure resi st ance has been a ho t research fiel d .The l atest research advances in three ki nds o f l ow -t e m pera t ure -i nduced prote i ns were expounded ,t he antifreeze protei n ,dehy -dration prote i n and heat s hock prote i ns ,and t heir f unctions in l ow te mperature resistance of p l ants .K ey words Low -te m perature -i nduced pro t e i ns ;A ntifreeze pro t e i n ;Dehydrati on protein ;H eat s hock prote i ns基金项目 浙江省自然科学基金项目(Y3080166)。

冬小麦抗寒性研究进展小麦按生长习性可分为冬小麦和春小麦两大类。

与春小麦相比，冬小麦的营养期较长，从营养期到生殖期生长缓慢。

活动结束后，它可以在春天的长阳光下绽放。

因此，全球冬小麦种植比例远高于春小麦。

冬小麦磨成的面粉味道鲜美，产量高，是其他作物特别是大豆茬的首选作物。

但严寒气候减少了适宜冬小麦种植的地理分布区域，给农业生产造成了巨大损失。

因此，探索冬小麦抗寒性的影响因素及其机制，不仅具有重要的基础理论意义，而且在解决生产中的实际问题方面具有广泛的应用价值。

1 影响冬小麦抗寒性的因素研究1.1 基因型不同冬小麦品种的抗冻性和抗寒性存在较大差异。

冬小麦通常可分为强冬、冬、半冬和弱春四种。

总的来说，各品种的耐寒性依次为：强冬性品种>冬性品种>半冬品种>弱春品种。

目前国外大多以小麦分蘖临界致死温度（LT50）作为小麦冻害生理指标，也是小麦抗冻性的标志。

冬小麦在经历了严冬后的次年能否继续存活，关键在于分蘖节是否受损。

分蘖节是一组压实在一起的节，如植株下部未伸长的节间、节和腋芽，具有再生能力。

冬天地上所有的树叶都冻死了。

只要分蘖节点没有损坏，来年春天就会从分蘖节点发出新的分蘖，继续生长。

1.2 播期、播量、播深播期对冬小麦影响很大。

冬小麦在不同生育阶段和小麦幼苗不同生长条件下的抗寒能力差异很大。

总的趋势是自接合后耐寒能力迅速减弱。

花期对低温最敏感，花期前必须进行低温处理。

早播和加速生长过程将提前结束春化阶段，生长锥伸长并开始拔节，小麦的抗寒性在拔节阶段迅速下降。

这时，遇上低温寒潮，主茎和大蘖容易冻死；冬前积温不足，出苗晚，幼苗弱，冬前绿叶面积小，地表覆盖不足，地温变化剧烈，水分易流失，光合产物少，贮糖少，耐寒性差，易受病害冻害。

小麦适时播种，可以充分利用入冬前的有效生长积温，积累较好的养分，有利于壮苗和抗寒能力的形成，有利于小麦幼苗安全越冬和稳定生长。

春天过后。

电丰等人。

对区域性冬小麦品种京411进行了5个播期，结果与上述结论一致。

２００５年第９期植物抗冻蛋白研究新进展邵强，闫清华，徐存拴（河南师范大学生命科学学院，河南新乡４５３００７）摘要：低温寒害是限制农作物产量和分布的一种全球性的自然灾害，提高植物的抗寒性具有重要的现实意义。

植物抗冻蛋白自１９９２发现以来，逐渐成为研究的热点。

文中就近年来植物抗冻蛋白的生化特性，生理功能，抗冻机制，结构模型，抗冻蛋白基因工程及其应用前景等作了较为系统的综述。

关键词：植物抗冻蛋白；生化特性；结构模型；基因工程中图分类号：￥３３２．５文献标识码：Ａ文章编号：１００４—３２６８（２００５）０９—００１２—０４适宜的温度是植物生长所必需的环境条件，而低温会使植物受到不同程度的伤害以至死亡，是限制农作物分布与生长的重要因素。

全球每年因低温伤害造成农作物的损失高达数千亿美元【１Ｊ。

植物抗冻蛋白（ａｎｔｉｆｒｅｅｚｅｐｒｏｔｅｉｎ，ＡＦＰ）即是在适应低温过程中产生的抗寒功能蛋白之一，它能够非依数性地降低水溶液的冰点，但对熔点的影响甚微，从而导致水溶液的熔点和冰点之间出现差值，这种差值称为热滞活性。

抗冻蛋白包括不含糖基的ＡＦＰ和含糖基的ＡＦＰ（ａｎｔｉｆｒｅｅｚｅｇｌｙｃｏｐｒｏｔｅｉｎ，ＡＦＧＰ），其具有３个基本特征圳２：热滞效应、冰晶形态效应、重结晶抑制效应。

抗冻蛋白自２０世纪６０年代被发现以来，引起国内外学者的极大兴趣，至今，在鱼类、昆虫、真菌、细菌和植物中均发现有ＡＦＰ存在１３，４Ｊ。

鱼类抗冻蛋白的研究较为深入，尤其在结构和功能方面；昆虫抗冻蛋白的研究也可追溯到２０世纪６０年代；而植物抗冻蛋白的发现较晚，１９９２年，加拿大Ｇｒｉｆｆｉｔｈ等首先在冬黑麦中发现了植物ＡＦＰ［５｜，标志着植物抗冻蛋白研究的开始。

植物抗冻蛋白的发现和研究揭示了植物抵御低温的重要途径，为我们了解植物的抗冻作用原理提供了新的思路，同时也为生产实践提供了理论依据。

１植物抗冻蛋白的生化特性到目前为止，被研究的植物材料多达４０余种，现已陆续在冬小麦、燕麦、冬黑麦、黑麦草、冬麦草、欧白英、胡萝卜、沙冬青、桃树、唐古特红景天、甜杨等至少２６种高等植物中获得具有热滞活性的ＡＦＰ［４，６，７ｊ。