植物抗冻机理研究新进展：抗冻基因表达及其功能

综述了迄今业已分离和鉴定的低温诱导表达的抗冻基因,以及通过染色体基因制图方法揭示和证实的抗冻性基因。并着重地介绍了这些抗冻基因在提高植物抗冻能力上的功能。这些抗冻基因表达合成的新多肽具有高度的亲水性,起着保护和稳定细胞膜结构的作用,从而防止冰冻伤害、提高植物的抗冻能力。同时还介绍了抗冻基因表达中的某些调节因子,其中尤其值得注意的是,CBF基因似乎有可能作为抗冻基因表达的“主开关”,以及Ca2+作为植物细胞的第二信使在传递低温信号、启动和调节抗冻基因表达中可能的重要作用。这些研究结果,不仅为阐明植物的抗冻机理提供了新的证据,而且为改良农作物的抗寒性提供了新的启示。     

植物抗寒研究进展

随着拟南芥作为抗寒研究模型的发展 ,在抗寒中起作用的基因已经识别出来 ,并且已经了解这些基因的作用方式。植物在寒冷气候中作出反应的低温信号和调节途径开始研究 ,并且已经用于改良植物的耐胁迫能力。植物抗寒机制研究和在实际应用中如何提高农作物的耐寒性是今后研究的重点。1 .ＣＢＦ/ＤＲＥＢ1蛋白调节抗寒基因的表达Ｇｕｙ等[1] 认为 ,植物遇到冷胁迫时 ,基因表达会发生变化 ,通过研究这些基因的调节作用和功能 ,能进一步了解抗寒的过程。通过研究拟南芥中抗寒调节基因的表达 ,发现了转录活动因子家族 ,并且发现ＣＢＦ/ＤＲＥＢ1调…     

磷脂酶Dβ在拟南芥低温信号中的转导作用

磷脂酶D(PLD)不仅是植物中一类主要的磷脂水解酶,而且是一类重要的跨膜信号转导酶类.PLD的磷脂降解功能和信号转导功能均影响植物的抗冻性.本研究以PLDβ基因被敲除的拟南芥突变体及其野生型植株为材料,进行低温驯化和冻害胁迫处理,并分析其作用途径.结果表明,PLDβ基因介导低温信号转导作用,参与渗透调节途径中脯氨酸的调控和抗氧化系统中过氧化氢酶(CAT)活性的调控,并且与低温信号激素ABA不在同一条信号转导途径.本研究为探索通过调控PLD的活性提高植物抗冻性提供了新的途径,并为深入揭示植物的抗冻机理以及磷脂信号转导机制提供实验支持.     

植物抗冻基因研究进展

低温是作物生长一大限制因素,许多作物不能在低温下生长或者容易受到冻害,所以通过基因工程的方法,转入抗冻基因,是扩大作物生长区域,稳定作物产量的有效办法。目前通过对植物抗冻基因在抗冻机理、研究技术、应用等方面的研究,已经取得了一定的成果。综述抗冻基因的来源、抗冻机理、研究技术,并做适度的展望。     

植物抗冻基因工程研究进展

提高作物的抗冻性对于提高作物产量有着非常重要的意义。目前,对冷诱导基因、CBF、ICE、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和酶基因、脯氨酸基因、SOD基因与抗冻的关系进行了广泛的研究,研究表明对这些抗冻相关基因进行转基因,可以提高植物的抗冻性。而一些抗冻基因应用到作物上,也可以提高作物的抗冻性。     

植物抗冻基因

介绍植物抗寒冻基因研究中一些已分离和鉴定出的低温诱导表达基因及其抗寒功能、低温信号转导以及调控方式的研究进展.     

拟南芥CBF1与植物对低温和干旱的抗性

对冷驯化过程中基因表达差异的认识,使抗冻基因(COR)的克隆及其功能的分析成为研究冷驯化过程的主要目标。在拟南芥和其他抗冻植物中,分离了许多COR基因,这些基因对植物抗冻起着非常重要的作用。在拟南芥COR调控的研究中,发现了CBF转录因子的基因家族,其中CBF1能调控一组COR基因的表达。近年来,在冷敏植物如番茄和玉米中也发现了CBF类似基因,拟南芥CBF1基因在转基因番茄中的过量表达提高了植株的抗寒和抗旱性。这一研究结果展示了拟南芥CBF1类似基因的应用可能为冷敏植物抗寒和抗旱性的品种改良提供一条新的途径。     

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。     

昆虫抗冻耐寒能力的测定与分析方法

昆虫抗冻耐寒能力因其理论意义和实践价值成为当前生物学和生态学的重要研究内容。尤其昆虫抗冻耐寒能力的测定与分析是昆虫低温生物学的热点问题。本文从昆虫生态,及生理生化层面阐述了昆虫抗冻策略和耐寒机制类型。进一步介绍了昆虫抗冻耐寒能力的测定与分析方法:一方面,以昆虫种群为对象,分析低温对种群存活的胁迫作用,如低温实验中种群的存活率,致死中温度或致死中时间,冷伤害上限温度,冷害低温总和,以及低温冷伤害的死亡速率等。另一方面,以昆虫个体为对象,测定个体为适应低温环境而采取响应机制,如昆虫个体过冷却点、含水量、能量物质、抗冻小分子物质和抗冻蛋白含量等。在未来,从微观上看随着低温生物学拓展到基因组、转录组、蛋白质组及代谢组层次的研究,从宏观上看随着越冬代昆虫种群数量动态及其迁飞转移行为规律与栖息地微环境气候和区域性景观格局特征等的关系研究,有利于更全面地和深入地了解昆虫类群的抗冻策略或耐寒机制,从而为更系统地建立昆虫抗冻耐寒能力的测定与分析方法体系提供可靠指标。     

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.     

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。     

植物抗寒及其基因表达研究进展

植物经过逐渐降低的温度从而提高抗寒能力 ,这个过程被人们称为低温驯化。植物低温驯化过程是一个复杂的生理、生化和能量代谢变化过程 ,这些变化主要包括膜系统的稳定性、可溶性蛋白的积累和小分子渗透物质 ,比如脯氨酸、糖等 ,这些变化中的一些是植物抗寒必需的 ,而另外一些变化不是必需的。主要对冷害和低温生理生化变化、低温诱导表达基因的功能和作用、低温驯化的调节机制及其信号转导方面进行了综述。通过差别筛选 c DNA文库的方法已经鉴定了许多低温诱导表达、进而提高植物抗寒能力的基因 ,其中有脱水素、COR基因和 CBF1转录因子等。低温信号的感受、转导和调节表达是低温驯化的关键环节 ,低温信号的转导过程与干旱胁迫之间具有一定的交叉 ,这为利用 ABA等来提高植物抗寒能力成为可能 ,相信不久的将来人们可以通过提高植物抗寒能力从而增加经济产量成为现实。     

CBF:平衡植物低温应答与生长发育的关键

低温是影响植物生长发育以及植被分布的重要环境因子。目前,低温信号研究中比较清楚的是CBF依赖的低温信号途径。该文总结了近年来有关CBF的研究成果,详细介绍了CBF家族成员在植物耐寒性中的重要作用,着重分析与讨论CBF介导的低温调控网络及一系列复杂调控机制。理解CBF的复杂作用机制有助于了解植物中CBF介导的冷信号如何平衡耐寒性与生长发育,进而有助于耐寒作物的培育。