植物抗寒性基因研究综述

综述了在低温胁迫下,植物不饱和酶基因,脯氨酸和甜菜碱的调节及其基因表达,Ca2+及钙依赖的蛋白激酶对植物抗寒性反应中的调节,抗氧化酶,植物冷诱导基因,植物抗冻蛋白基因工程的研究进展。     

低温诱导湖北海棠病程相关蛋白基因家族MhPRs的表达

以湖北海棠组培苗为材料,利用半定量RT-PCR研究了低温4℃处理后湖北海棠MhNPR 1、MhT-GA2以及病程相关蛋白基因家族成员(MhPR 1、MhPR 5、MhPR8和Mhchit 1)基因的表达量。结果表明:低温处理可以诱导这些基因的表达,并且所有基因的表达量在48 h达到最大。可以推测:(1)低温作为一种逆境条件,可能使植物体内SA含量提高,诱导MhNPR1基因表达,使NPR1蛋白从细胞质进入细胞核,与TGA类转录因子相互作用,诱导下游病程相关蛋白基因表达;(2)低温可能直接诱导病程相关蛋白基因表达。     

植物低温逆境胁迫研究综述

低温逆境胁迫可以导致植物细胞水平功能的紊乱。论述了低温对植物生物膜系统、植物内含物和植物基因表达的影响,并阐明了低温诱导基因的调控与低温信号[包括Ca2+信号、ABA信号、蛋白激酶(PK)和蛋白磷酸化酶(PP)及可溶性糖]的传导及其调控。     

金边卫矛冷驯化期间SOD和POD同工酶及蛋白的研究

采用凝胶电泳技术比较观察了金边卫矛冷驯化期间叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）同工酶谱及总蛋白的动态变化，就其变化规律与抗寒性的关系作了探讨,并首次鉴定了叶片中SOD的类型.结果表明:冷驯化期间叶片SOD同工酶未发生谱带数目的变化，但有谱带的增强表达，其中Cu-ZnSOD的变化较FeSOD明显.POD同工酶不仅有酶带的增强表达，而且有一条新的弱酶带出现.SOD、POD同工酶谱带随着冷驯化时间的延长而增强表达，但到达一个高峰后逐渐回落到接近对照水平.这表明植株在冷驯化期间随着SOD、POD同工酶变化而形成的低温适应机制可能是提高植株抗寒力的一个重要原因.金边卫矛在冷驯化期间诱导出4种分子量分别为18.7、19.5、15.7和18 kD的酸性蛋白，脱锻炼后仍然存在，表达量基本维持在低温处理时的水平，推测它们可能是抗冻蛋白，与冷驯化后金边卫矛在冰冻温度下的抗冻性相关.同时发现，叶片中多种蛋白质的含量与未驯化苗相比都有所增加，其中分子量分别为17.7、15.8 kD的碱性蛋白B和C及分子量为15.5 kD的酸性蛋白D的增强表达趋势较为明显，这3种蛋白在脱锻炼后含量均下降到接近对照水平，推测与植物在低温条件下代谢途径的改变有关.      

耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展（英文）

低温是影响植物生长发育及作物产量最主要的环境胁迫因子之一。从合成渗透调节物质基因、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因、抗氧化酶类基因等全面系统地概述了耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展,以期为植物耐冷遗传改良及育种奠定基础。     

耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展

低温是影响植物生长发育及作物产量最主要的环境胁迫因子之一。从合成渗透调节物质基因、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因、抗氧化酶类基因等全面系统地概述了耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展,以期为植物耐冷遗传改良及育种奠定基础。     

水稻新型潜在冷调节蛋白的生物信息学预测与分析

冷调节蛋白是一类抗寒相关蛋白,其种类十分广泛。几种水稻冷调节蛋白也曾在水稻中被发现,但是目前深入了解的水稻冷调节蛋白种类较少。作者运用生物信息学方法,用已知的冷调节蛋白作为电子探针,预测出16种水稻新型潜在冷调节蛋白,并且使用NCBI-conserved domains、SWISS-MODEL和ExPASY ProtParam tool等在线软件预测它们的功能结构域和二、三级结构以及氨基酸组成,对其作为冷调节蛋白潜在家族成员的真实性、可靠性做出理论上的判断。分析表明,这16种水稻新型潜在冷调节蛋白,符合冷调节蛋白的一些基本的结构特征,具有其他冷调节蛋白相同的功能结构域,为这16种蛋白属于水稻冷调节蛋白家族提供了一些理论依据。     

保加利亚乳杆菌的冷适应性与冷应激蛋白的研究

几乎所有单细胞生物在外界环境急剧降温的条件下都会发生应激反应,产生的一系列蛋白质被称为冷应激蛋白。冷应激蛋白在乳酸菌适应低温环境和增强抗冻能力方面发挥着重要作用。本研究从冷应激蛋白着手,研究了保加利亚乳杆菌低温适应性及冷应激蛋白的抗冻保护作用。在冷冻前进行20℃预处理可以使保加利亚乳杆菌的存活率增加100倍,而低于最低生长温度时,与对照组的存活率相差不大。通过SDS-PAGE电泳,冷处理样泳道出现了两种7ku的冷应激蛋白。利用PCR技术进一步获得保加利亚乳杆菌中冷休克蛋白的基因片断,与L.delbrueckii subsp.bulgaricus ATCC11842中CspA序列同源性达到100%。低温预处理可以增强菌体抗冻能力,且可以产生3条6.3、6.7、7.0ku的冷应激蛋白,初步推测低温诱导冷应激蛋白的表达抵御了冷冻对保加利亚乳杆菌的伤害。     

脯氨酸与植物的抗寒的综述

脯氨酸是植物体内普遍存在的保护物质.作为一种有机溶剂,许多植物在低温胁迫下,体内的游离脯氨酸含量都增加.脯氨酸对植物抗寒的作用机理主要是:作为渗透调节物质、保护蛋白质分子、作为活性氧的清除剂、低温胁迫结束后可作为能源物质(或碳源)和氮源.笔者主要综述了低温胁迫下植物体内脯氨酸代谢的调节,脯氨酸积累作为抗寒指标的应用,转化脯氨酸代谢相关基因提高植物抗寒力方面取得的进展,以及脯氨酸类似物在抗寒育种中的作用.     

植物耐低温机制研究进展

低温是植物生命周期中极易遭受的主要非生物胁迫之一,而植物响应低温胁迫是一个多因素协同作用的过程,涉及到复杂的生理及基因表达调控网络。从生理生化和分子机制两个方面综述了低温胁迫对植物的影响,包括植物细胞膜、光合作用、渗透调节、抗氧化系统的改变,冷诱导的信号转导途径和冷响应相关基因的分子机制。提出低温信号的识别、转导、信号级联放大、响应等方面对植物低温信号传递网络进行更加深入的剖析和结合多组学联合分析等技术更全面解析调控机理是今后的研究方向。     

民猪BMP2基因的冷诱导研究

以75日龄民猪为试验材料,将骨形成蛋白2(BMP2)基因作为影响民猪抗寒特性的候选基因,对其在低温冷诱导后在民猪肌肉组织内的表达变化情况进行了分析。结果表明:BMP2基因在民猪冷诱导前后表达水平没有显著变化。     

采后黄瓜在冷驯化处理过程中的转录组变化

采后黄瓜是冷敏性果菜类蔬菜,在低温贮藏时易发生冷害。前期研究结果表明,冷驯化处理通过诱导采后黄瓜耐冷性,减少冷害发生。为探究冷驯化处理诱导的转录组学变化,以采后黄瓜为试材,分析冷驯化处理期间的转录组变化。与贮藏前（0 h）相比,在冷驯化处理12 h和72 h时,分别鉴定到1 870和3 550个差异表达基因。基因表达验证结果表明,RT-qPCR和转录组结果高度一致,证明转录组测序数据的准确性和可靠性。GO富集分析结果显示,冷驯化处理诱导的差异表达基因主要富集在氧化还原过程、细胞膜组分和转录因子活性3个GO途径中,表明冷驯化处理通过调节细胞膜组分、细胞内氧化还原状态,增强冷藏黄瓜耐冷性。进一步分析发现,104个转录因子基因响应冷驯化低温,差异表达的转录因子主要是ERF、bZIP、WRKY和HSF家族,表明转录因子介导的转录调控在冷驯化诱导的耐冷性中发挥重要作用。研究结果为采后黄瓜诱导耐冷性提供了新见解,有助于加深对冷驯化诱导耐冷性分子机理的认识,为耐冷黄瓜培育提供了重要基因资源。     

冷胁迫对锦葵科植物部分生理指标的影响研究（英文）

锦葵科植物研究正常温度和低温条件下锦葵科植物品种部分耐冷生理生化指标的变化趋势。结果表明锦葵科植物耐冷品种在冷胁迫条件下电导率上升明显小于不耐冷品种,而脯氨酸含量、可溶性蛋白含量均比不耐热品种高。上述生理指标均可作为锦葵科植物品种耐冷性筛选指标,也为其他园林植物的耐冷筛选提供理论指导。     

植物低温诱导蛋白的研究进展

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。     

ABA、MeJA和SA诱导下的荠菜CBF途径冷响应相关基因表达调控研究

植物在长期进化过程中对低温形成了一系列的适应能力和抵抗能力;CBF(CRT binding factor)途径是植物冷响应机制中重要的组成部分,该途径中一系列相关基因的级联调控网络与许多植物信号分子关系密切。为了阐明植物信号分子对荠菜CBF途径的调控模式,选用十字花科植物荠菜（Capsella bursa-pastoris）为材料,采用RT-PCR方法,研究了常温条件下三种信号分子（ABA、MeJA、SA）对荠菜CBF途径抗冷相关基因CbICE53、CbCBF、CbCOR15a、CbCOR15b、CbCAX51、CbRCI35的表达调控作用,结果显示各种基因在三种信号分子的诱导下其表达谱呈现不同的特点,这一结果对进一步阐明植物信号分子在CBF途径调控网络中的作用具有重要意义。     

褪黑素对低温胁迫下番茄多胺代谢及耐冷基因表达的影响

【目的】探讨低温胁迫下褪黑素如何调节番茄幼苗多胺代谢,以及对番茄耐冷基因表达的影响,揭示褪黑素缓解番茄低温胁迫的机制。【方法】以番茄东农708为试验材料,采用叶片喷施的方法,研究不同浓度（50、100、200、300μmol·L-1）褪黑素对番茄幼苗生长、多胺代谢以及耐冷基因表达的影响;并通过腐胺（Put）合成抑制剂与褪黑素联合预处理进行验证,分析抑制剂对低温胁迫下褪黑素诱导番茄多胺含量和抗氧化酶活性的影响。【结果】褪黑素预处理缓解了低温胁迫对番茄幼苗生长的抑制,显著提高了番茄株高、鲜/干质量及低温处理各时段番茄叶片中Put含量,而亚精胺（Spd）和精胺（Spm）含量仅在低温处理第2天显著增加,精氨酸（Arg）含量和精氨酸脱羧酶（ADC）活性及ADC合成相关基因表达水平也显著高于单独低温处理,Put分解酶二胺氧化酶（DAO）活性与基因表达水平显著降低,验证试验发现低温胁迫下Put的精氨酸途径抑制剂显著降低了褪黑素诱导的Put积累和抗氧化酶活性,阻碍了褪黑素对细胞膜的保护作用。同时,褪黑素提高了低温胁迫下番茄叶片内与Put相关的耐冷基因表达水平。【结论】褪黑素可正向调节精氨酸介导的Put...     

茶苗叶片低温诱导蛋白提取分离研究

本文研究冷驯化过程中茶苗叶片细胞膜相对透性和可溶性蛋白含量的变化,采用不同方法提取分离冷驯化茶苗叶片的低温诱导蛋白.结果表明:(①与高体叶片相比,冷驯化茶苗叶片更适宜用来分离茶树低温诱导蛋白,其表现为质膜相对透性变化不大,而且可溶性蛋白含量保持在较高水平.②与丙酮沉淀法、TCA/丙酮沉淀法、硫酸铵沉淀法和直接提取法相比,改良Tris-HCl法最适于冷驯化茶苗叶片低温诱导蛋白的分高提取,其特点是蛋白样品得率高、蛋白条带多且清晰、杂质干扰程度少、操作步骤简易.另外,在冷驯化蛋白提取样品中还发现了大小分别为25、35和90 KDa的蛋白差异条带.     

联合双基因表达载体的构建及其拟南芥转化

[目的]为了研究CBF3冷诱导转录因子和细胞渗透调节物质AtGloS3在抗寒中的相互作用,寻找理想的抗寒转基因方式。[方法]根据GenBank中拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组序列设计引物,通过PCR反应克隆包括CBF3(C-repeat Binding Factor 3)基因以及基因上游启动子的DNA序列:CP-CBF3,共2 075 bp。CP是CBF3基因的启动子,受低温诱导。用EcoRI和BamHI双酶切CP-CBF3并置于植物表达载体pCAMBIA1300中,构建CBF3基因冷诱导表达载体pCA-CP-CBF3。然后将带有组成型启动子的肌醇半乳糖苷酶基因AtG-loS3合并于pCA-CP-CBF3中,构建双基因植物表达载体pCA-CP-CBF3-35S-AtGloS3。用真空抽滤虑法将这两个表达载体转化到拟南芥中,并用潮霉素筛选出转基因植物苗。[结果]CBF3和AtGloS3基因均来自拟南芥,而CBF3不存在内含子,AtGloS3基因存在内含子,故以CB-1、CB-2为引物的非转基因植物中也能得到带,而以AT-1、AT-2为引物的非转基因植物不能得到带。[结论]该研究中pCA-CP-CBF3是1个对照,实验的后续工作需进一步进行。     

水杨酸诱导黄瓜幼苗抗冷性的基因表达

水杨酸(Salicylic acid,SA)能诱导植物提高抗生物胁迫和非生物胁迫(冷胁迫等)的能力.为研究SA对非生物胁迫下植物基因表达的影响;以黄瓜("新优30")幼苗为试材,用SA(3 mmol/L,pH6.0)溶液和蒸馏水处理后,经7℃冷胁迫48 h,提取叶片总RNA并反转录cDNA,利用mRNA差异显示技术分离出12个差异表达cDNA片段.经反向斑点杂交验证其中2个(SICCL 1和SICCL 2)为高差异表达片段.序列测定和Blast分析表明,SICCL 1与甜瓜中黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)相关基因AM734282有88%同源性;SICCL 2与毛柽柳中NaHCO,胁迫相关基因THL24h-106有86%同源性.由此推测,SA诱导植物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的能力可能是通过诱导植物某些相同基因的表达来实现的.