植物抗寒性研究进展

低温是限制植物生长和分布的一种非生物胁迫因素。因此,提高植物的抗寒性对农业具有十分重要的意义。综述了植物抗寒性的最新进展,包括植物抗寒性机理研究,提高植物抗寒力的方法研究和应用情况;提出了在植物抗寒性研究中存在的问题,并对未来工作重点进行了展望。     

提高植物抗寒性的机理研究进展

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,Ca2+、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.农林技术对提高植物抗寒性有重大实用价值,其中的不少技术蕴涵着深刻的科学机理,重点评述了抗寒育种、抗砧嫁接、抗寒锻炼、水肥耦合及化学诱导五大技术提高植物抗寒性的作用机理.展望了提高植物抗寒性的研究.     

& 转录因子CBF在植物抗寒中的重要作用

低温能够诱导植物许多基因的表达,从而使植物具有抗寒性,这种现象称为冷驯化。对于植物冷驯化的分子机理,目前研究的最多的是CBF转录因子调控的信号转导途径,其作用途径可归纳为：CBF(C-repeat Binding Factor)转录因子→CRT/DRE(C-repeat /Dehydration Responsive Element)基序→COR基因表达→植物抗寒性增加。研究CBF转录因子在抗寒中的作用机制,能为提高植物的抗寒性,培育抗寒作物品种提供新方向。      

7种木莲属植物抗寒性评价及其生理机制

为建立木莲属(Manglietia)植物的抗寒性综合评价体系,对7种木莲属植物扦插苗进行低温胁迫处理,测定叶片的抗寒性关键生理指标,拟合Logistic方程计算低温半致死温度,隶属函数法筛选抗寒性关键指标并综合评价.结果表明,7种木莲属植物的低温半致死温度依次为木莲<红花木莲<荷花木莲<巴东木莲<球果木莲<锥花木莲<粗...     

植物抗寒基因工程的研究进展

植物在低温情况下一般会遭到不同程度的损伤,每年由于低温引起的作物损失巨大,人们寻找一种有效的方法来提高植物的抗寒性,其中最有效的方法之一是抗寒育种。随着生物技术的发展和广泛应用,利用基因工程使植物获得抗寒性成为最有效的途径。植物抗寒基因工程与其它抗性...     

植物抗寒指标的种类及其应用

植物的低温危害包括冷害和冻害,前者由0℃以上的低温引起,后者则由0℃以下的低温造成。植物种类繁多,分布区域广,以上两种低温危害都会出现。但是,不同种类的植物对低温表现出不同的抗性。通过抗寒性的鉴定可以确定不同植物的低温适应能力。鉴定植物的抗寒性既需要合适的研究     

植物的抗性生理（二）

2植物的抗寒性低温会使作物受到不同程度的伤害以至死亡,按照低温的不同程度,植物受到的伤害可分为冻害和冷害2大类。冻害是气温下降到冰点以下,植物体内结冰所致。我国北方地区晚秋和早春,寒流入侵,气温骤降,常常造成越冬作物和果木的严重冻害。冷害是零度以上低温对植物的伤害。常会引起喜温植物的生理障碍,代谢失调,受伤以至死亡。植物的抗寒性研究对于农林业生产十分重要。那么,具备抗寒性特点的植物是如何感知寒冷,又是如何产生对寒冷的适应性呢？2．1植物对寒冷信号的感受和传导抗寒基因表达为抗寒力的过程,也就是植物体内…     

微管的冷稳定性与植物抗寒性关系的研究

利用间接免疫荧光的细胞化学技术对番茄、黄瓜、菠菜、甜菜及小麦等不同抗寒性植物微管的冷稳性进行了比较研究。结果指出,不抗寒的喜温性植物番茄和黄瓜的气孔保卫细胞的微管在0℃—1℃冷处理3小时即解聚;属于中等抗寒性植物的菠菜和甜菜幼苗经秋季低温锻炼后,其气孔保卫细胞的微管在0℃和—5℃低温处理3小时,均不发生解聚;具有较强抗寒性的冬小麦品种农大139幼苗在2—3℃低温锻炼期间,微管结构保持完整,经过15天低温锻炼的幼苗在-8℃冰冻处理3小时,微管也不受破坏。这些结果表明,微管的冷稳性与植物的抗寒性成正相关。     

植物冷驯化的分子生物学机理

概述了植物冷激蛋白的生理作用及其基因表达的调控。阐释了植物冷驯化和抗寒性的分子机理。     

木本植物抗寒性概述(综述)

抗寒性是植物适应和忍耐低温胁迫的能力,是复杂的多基因特征,其研究历史悠久。近些年的研究为理解植物如何响应外界低温并获得抗寒性提供了重要线索。本文概述了低温下木本植物冰核及其传播、深度过冷却与玻璃化形成、低温锻炼的生理学与遗传调控、低温锻炼的分子生物学与遗传工程等方面的进展,以期为人们在维持重要作物高产的同时提高其抗寒性提供参考。     

自然越冬期姜花属植物生理指标变化及抗寒性评价

为了解姜花属(Hedychium)植物的抗寒性并筛选抗寒种质,测定了3种姜花属植物和11个品种在自然越冬过程中的相对电导率、可溶性蛋白质和MDA含量及SOD、POD活性的变化,采用主成分分析结合隶属函数法对姜花属植物抗寒性进行综合评价及聚类分析.结果表明,姜花属植物的5个生理指标随越冬时间的延长均呈先上升后下降的变化趋...     

过量表达叶绿体小分子热激蛋白提高番茄的抗寒性

小分子热激蛋白与植物耐寒性提高有相关性,但是没有直接的实验证据能证明小分子热激蛋白的存在增加植物抗寒性.我们克隆了番茄叶绿体(定位)小分子热激蛋白cDNA,并将35SCaMV启动子驱动的番茄叶绿体小分子热激蛋白cDNA植物表达构架导入番茄,测定转基因番茄和未转基因番茄的抗寒性水平.低温处理后,转基因番茄的冷害症状轻于未转基因的番茄;转基因番茄细胞电解质外渗较少、花青素和MDA累积量较低;净光合速率和叶绿体含量高于对照.这些实验结果说明叶绿体小分子热激蛋白的过量表达提高了植物抗寒性.     

植物COR抗寒基因的转入研究

温度是决定植物生长地理环境的关键因素,温度因素也决定着植物的周期性减产,COR作为植物的冷调节基因,其编码产物是一种亲水性多肽,该多肽二级结构为α-螺旋,该结构可以使脱水的细胞膜具有稳定性,有效保护植物细胞,从而得到了抗寒性。在现代生物技术中,常常将外源的COR基因导入到植物中,使植物有更强的抗寒性,其调控机制十分复杂,并且其编码产物具有很广阔的发展空间,所以本文对其进行综述。     

针叶福禄考(Phlox subulata)抗寒基因的克隆及分析

低温影响着植物的生长、发育并限制着农业生产,因此,植物抗寒性的提高与分子育种具有实际意义。抗寒性植物的基因资源发掘能够为非抗寒性植物的抗性分子育种提供帮助。针叶福禄考(Phlox subulata)作为多年生草本花卉,具有很强的抗寒性。本研究利用转录组测序方法从针叶福禄考中筛选获得了6个重要冷调控相关基因,包括冷相关转录因子Ps ICE1和Ps CBF/DREB基因;冷调控基因Ps COR413pm和Ps COR413im以及抗氧化酶基因Ps SOD和Ps POD。PCR扩增与测序显示实际克隆的基因序列与测序结果相似性高达99%以上,说明转录组测序作为基因资源发掘方法的可靠性。此外,不同低温处理下的差异基因表达显示6个基因的表达量都随温度的降低而增加,说明它们与低温胁迫存在直接的应答关系并在植物应对冷胁迫中发挥着重要的功能。     

植物抗寒性与抗寒基因的表达和调控

综合概述了国内外有关植物抗寒机理的研究动态,主要讨论了抗寒基因的表达与调控在植物抗寒性中的反应。此外,亦提出了有关植物抗寒机制研究领域值得深入研讨的问题。     

6种含笑属植物抗寒性分析与综合评价

以6种含笑属植物为试材,进行田间冻害调查,拟合Logistic方程计算其低温半致死温度,采用石蜡切片技术,测定9项叶片解剖结构指标,运用隶属函数法对各树种的抗寒性进行综合分析与评价.结果表明: 6种含笑属植物叶片的相对电导率与0～25 ℃低温处理3 h的半致死温度之间呈显著正相关.6种含笑属植物低温半致死温度在-20.48～-8.67 ℃,高低顺序为深山含笑>红花深山含笑>峨眉含笑>杂交11-8>阔瓣含笑>六瓣含笑;叶片表皮细胞1～2层,垂周壁略呈波浪状,栅栏组织细胞1～3层,9项叶片解剖结构指标差异显著,栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度是影响抗寒性的主要叶片解剖结构指标.电导法和隶属函数法对6种含笑属植物的抗寒性评价结果与田间调查结果基本一致.6种含笑属植物抗寒性强弱顺序为:六瓣含笑>阔瓣含笑>杂交11-8>峨眉含笑>红花深山含笑>深山含笑.     

拟南芥中CBF对COR基因表达的调控

拟南芥中COR基因的启动子含有CRT／DRE元件,转录激活因子CBF蛋白与之结合,促进COR基因的表达,CBF基因超表达不需要低温刺激就能促进COR基因的表达而增加植物的抗寒性,显示其调节COR基因表达的能力,作者对CBF基因和CBF蛋白的特性,CBF基因表达与植物抗寒性之间的关系以及CBF调节COR基因表达的机理进行了介绍。     

拟南芥中CBF对COR基因表达的调控1

拟南芥中COR基因的启动子含有CRT/DRE元件,转录激活因子CBF蛋白与之结合,促进COR基因的表达.CBF基因超表达不需要低温刺激就能促进COR基因的表达而增加植物的抗寒性,显示其调节COR基因表达的能力.作者对CBF基因和CBF蛋白的特性、CBF基因表达与植物抗寒性之间的关系以及CBF调节COR基因表达的机理进行了介绍.     

八种引种草坪植物的抗寒性比较研究

通过测定引种的八种草坪植物越冬存活率以及叶和越冬器官(根、根茎及分蘖节)质膜透性的变化、可溶性糖积累量、脯氨酸积累量等指标,得出:可溶性糖积累量是比较越冬器官抗寒性的有效生理生化指标,质膜透性的变化是比较叶器官抗寒性的有效生理生化指标;对八种引种草坪植物叶片进行过氧化物同工酶分析,得出过氧化物同工酶区带条数只能在一定程度上反映草坪植物抗寒性的大小,用其作为比较植物抗寒性的参照指标。     

植物抗寒机理研究进展

本文综合概述了国内外有关植物抗寒机理研究的动态,主要讨论了植物抗寒性与细胞膜系、酶系多态性及抗寒基因表达与调控之间的相关性。此外,亦提出了有关植物抗寒机制研究领域值得深入研讨的问题。