本文關(guān)鍵詞：油菜抗寒性生理生化機(jī)制及基因工程研究進(jìn)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

2012 年 10 月 2012 ， 34 （ 5 ） ： 556 － 561

中國(guó)油料作物學(xué)報(bào) Chinese journal of oil crop sciences

油菜抗寒性生理生化機(jī)制及基因工程研究進(jìn)展
賈明珍， 官春云
*

（ 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)油料作物研究所 ； 國(guó)家油料作物改良中心湖南

分中心 ， 410128 ） 湖南 長(zhǎng)沙， 摘要： 低溫是限制油菜生長(zhǎng)和分布的一種非生物脅迫因素 。 在國(guó)內(nèi)外大量研究結(jié)果的基礎(chǔ)上 ， 系統(tǒng)闡述了油 菜在低溫脅迫下生物膜 、 酶活性、 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)等生理生化方面的適應(yīng)性變化及其與抗寒性的關(guān)系 ， 綜述了油菜抗 寒基因工程方面的研究進(jìn)展 ； 提出了在油菜抗寒性研究中存在的問(wèn)題 ， 并對(duì)未來(lái)工作重點(diǎn)進(jìn)行了展望 。 關(guān)鍵詞： 油菜； 低溫； 抗寒性； 生理生化； 基因工程 中圖分類(lèi)號(hào)： S565． 403 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1007 － 9084 （ 2012 ） 05 － 0556 － 06

Review of physiology，biochemistry and gene engineering on cold resistance of rapeseed JIA Ming － zhen，GUAN Chun － yun * （ Oil Crops Institute / National Oil Crops Improvement Center， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China） Abstract： Low temperature is one of the abiotic inhibitors limiting the growth and distribution of rapeseed． Recent research was systematically reviewed on regulative response in physiology and biochemistry at low temperature，such as membrane and enzyme activity，osmotic regulation substances and their relationship with freezing resistance． Research progress in gene engineering of rapeseed cold resistance was also described． Current problems and potential solutions in cold resistance research were discussed． Key words： Rapeseed （ Brassica ssp． ） ； Low temperature； Cold tolerance； Physiology and biochemistry； Gene engineering 油菜是我國(guó)第一大油料作物， 近 5 年來(lái)， 年均種 年均總產(chǎn)量 1 200 萬(wàn)噸， 平 植面積約為 730 萬(wàn)公頃， 均產(chǎn)量約每公頃 1 695kg， 面積和總產(chǎn)均位居世界第 一。隨著全球氣候變化， 特別是在全球氣候趨暖的 背景下， 冬油菜北移趨勢(shì)加強(qiáng)。冬油菜北移栽培后， 容易受到不定期寒流的低溫傷害， 導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕 收； 另外， 氣候變暖的同時(shí)， 極端氣候事件頻繁發(fā)生， 雨雪、 冰凍天氣使得我國(guó)南方油菜主產(chǎn)區(qū)單產(chǎn)明顯 ， 減少 這勢(shì)必影響到油菜的分布與推廣 。所以， 有關(guān) 油菜的抗寒性已成為油菜研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一 ， 并 逐漸從形態(tài)水平發(fā)展到生理生化水平及分子生物學(xué) 取得了很多有價(jià)值的研究成果。 水平， 個(gè)界面結(jié)構(gòu)， 它既能接受和傳遞環(huán)境信息， 又能對(duì)環(huán) ［1 ］ 境脅迫作出反應(yīng)。1973 年 Lyons 根據(jù)生物膜結(jié)構(gòu) 功能與抗冷性的關(guān)系提出“膜脂相變 ” 假說(shuō)， 認(rèn)為低 溫冷害時(shí)， 生物膜發(fā)生膜相變化， 膜上出現(xiàn)裂縫或孔 道， 從而使膜通透性增大， 進(jìn)而引發(fā)植物代謝失調(diào)。 許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行大量研究后， 結(jié)果也支持了這一 ［2 ～ 4 ］ ［5 ］ 。蓋玥 等對(duì)白菜型油菜抗寒性研究中發(fā) 假說(shuō) ， 10℃ 現(xiàn) 在 以上低溫時(shí)各品種葉片細(xì)胞膜相對(duì)透性 較低， 品種間差異不明顯， 降溫至 5℃ 后， 細(xì)胞膜相 品種間變化有差異。 對(duì)透性較 10℃ 增加明顯， 與敏感性植物相比， 低溫非敏感性植物線(xiàn)粒體 的膜脂質(zhì)中不飽和度高的脂肪酸 （ 亞麻酸 ） 比率要 高一些。膜脂不飽和度增加可提高細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性， 尤其是葉綠體和線(xiàn)粒體膜的穩(wěn)定性。 歐洲油菜 膜脂質(zhì)脂肪酸飽和度就 的葉片在降低生育溫度時(shí)， ［6 ， 7 ］ 。 增加 葉綠體膜中磷脂酰甘油的不飽和度高

1
1． 1

油菜抗寒性生理生化研究概況
油菜抗寒性與生物膜 生物膜是植物細(xì)胞及細(xì)胞器與周?chē)h(huán)境間的一

0104 收稿日期： 2012基金項(xiàng)目： 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng) （ NYCY05009 ） 作者簡(jiǎn)介： 賈明珍（ 1987 － ） ， 女， 陜西省寶雞市人， 碩士研究生， 主要從事油菜栽培生理研究 * 通訊作者： 官春云（ 1938 － ） ， E － mail： guancy2011@ yahoo． com． cn 男， 湖北荊州人， 中國(guó)工程院院士， 教授， 博士生導(dǎo)師，

賈明珍等： 油菜抗寒性生理生化機(jī)制及基因工程研究進(jìn)展 （ 約占 10% ） ， 是決定該植物低溫抗性的重要原 ［8 ］ ［9 ］ 。 因 夏明 等對(duì) 20 種苜蓿葉片膜脂脂肪酸組分 5℃ 低溫狀態(tài)下， 苜蓿品種間葉片膜 的分析中發(fā)現(xiàn)， 脂棕櫚烯酸和亞麻酸含量高、 變化率大， 表現(xiàn)出對(duì)低 為苜蓿的抗寒指示性脂肪酸。 膜脂 溫環(huán)境的敏感， 脂肪酸的去飽和作用是調(diào)節(jié)植物抗冷性的重要機(jī) 制。因此， 通過(guò)研究與植物細(xì)胞膜脂不飽和性相關(guān) 的基因及脂肪酸脫飽和酶的表達(dá)調(diào)控， 將為改良植 物抗冷性提供研究方向。 1． 2 油菜抗寒性與酶活性變化 植物體內(nèi)的自由基與活性氧具有很強(qiáng)的氧化能 力， 低溫脅迫下， 活性氧、 自由基明顯增加。 當(dāng)積累 超常時(shí)， 則會(huì)引起膜脂過(guò)氧化和蛋白質(zhì)破壞 ， 導(dǎo)致低 ［10 ， 11 ］ 。 溫傷害 植物體內(nèi)超氧化物歧化酶 （ SOD ） 、 過(guò)氧化物酶 （ POD） 、 （ CAT ） 過(guò)氧化氫酶 等保護(hù)酶系統(tǒng)具有清除 ， 活性氧自 由 基 的 功 能 可 減 輕 活 性 氧 對(duì) 植 物 的 傷 害
［12 ， 13 ］

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性有一定作用， 還有待進(jìn)一步研究。 1 ． 3 油菜抗寒性與細(xì)胞中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì) 1． 3． 1 可溶性蛋白 植物體內(nèi)可溶性蛋白含量與
［22 ］ 其抗寒性密切相關(guān)。研究表明 ， 植物低溫鍛煉期 抗寒性強(qiáng)的品種通過(guò)產(chǎn)生更多的可溶性蛋白來(lái) 間，

從而削弱低溫對(duì)細(xì)胞造成的傷害 。 減少細(xì)胞失水， Kacperska 等在低溫處理的冬油菜葉片內(nèi)發(fā)現(xiàn)了兩 種可溶性蛋白質(zhì)的增加， 其分子量約為 25． 5kD ～ ［23 ］ 30kD， 并存在于細(xì)胞質(zhì)中。Heber 認(rèn)為， 冬小麥抗 寒的原因主要依賴(lài)于比較穩(wěn)定的可溶性蛋白質(zhì)的增 ［24 ］ 加。何若韞 等指出， 植物在寒冷馴化期間合成了 新的蛋白質(zhì)， 它們參與抗凍反應(yīng)。 1． 3． 2 可溶性糖 可溶性糖是低溫脅迫下細(xì)胞內(nèi) 的保護(hù)物質(zhì)， 其含量與多數(shù)植物的抗寒性成正相關(guān) 。 ［5 ］ 蓋玥 等研究發(fā)現(xiàn)， 低溫處理后， 植株體內(nèi)可溶性 尤其在 5℃ 低溫下抗寒品種的糖 糖含量逐漸增加， 且積累量大于不抗寒品種。 低溫誘導(dǎo) 分急劇增加， 水解酶活性增強(qiáng)， 使淀粉分解速度加快， 從而增加了 可溶性糖的含量， 使細(xì)胞液濃度增大， 最終提高了植 ［25 ］ 株抗寒性。 張東昱等 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 自然越冬過(guò)程 中， 隨著葉片含水量下降， 不同甘藍(lán)型油菜葉片可溶 性糖含量呈增加趨勢(shì)， 當(dāng)含水量降到最低時(shí)， 葉片和 根系的可溶性糖含量均達(dá)到最高， 且抗寒性越強(qiáng)積 ［26 ］ 累得越多。蓋玥 在冬油菜越冬前生理指標(biāo)與抗 寒性的關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)， 在 10 月 31 日到 11 月 7 876 葉片中可溶性糖含量增幅高達(dá) 23． 8% ， 日， 而 986 只有 9． 1% ， 813 只有 12． 1% ； 在 11 月 21 日到 12 月 5 日， 876 和天油 2 號(hào)的含糖量增幅雖然只有 13． 0% ， 但仍是 813 （ 1． 7% ） 的 7． 8 倍， 而且 876 葉 片內(nèi)可溶性糖含量達(dá)到 23． 72% ， 極顯著高于 813 和 986 。結(jié)果說(shuō)明， 隨著溫度的降低， 油菜葉片中可 ， （ 溶性糖含量升高 抗寒性強(qiáng)的品種 系） （ 876 和天油 2 號(hào)） 增加幅度較大， 抗寒性較弱 （ 813 和 986 ） 的品 種（ 系） 增加幅度較小。 瑞典 Torssell 等對(duì)越冬期間油菜不同器官含糖 量的測(cè)定發(fā)現(xiàn)， 還原糖越到植株上部就越高， 抗寒能 力的強(qiáng)弱是葉片 ＞ 上胚軸 ＞ 根， 可見(jiàn)抗寒性與器官 ［27 ］ 的化學(xué)成分有關(guān) 。 但也有研究 發(fā) 現(xiàn)， 有些植物 （ 如甘蔗莖稈和紅薯塊根 ） 的可溶性糖含量與其抗 ［28 ］ 。 Levitt 也認(rèn)為糖分含量與植物的抗 寒性無(wú)關(guān) 寒性的關(guān)系并非完全一致， 許多植物的糖分含量與 其抗寒性之間不顯示平行關(guān)系， 少數(shù)品種甚至呈負(fù)
［29 ］ 相關(guān) 。 1． 3． 3 脯氨酸

。蒲媛媛［14］等研究發(fā)現(xiàn)， 隨著處理溫度的降

低， 所有品種葉片中 SOD 活性均急劇上升， 但抗寒 性 強(qiáng) 的 品 種 比 抗 寒 性 弱 的 品 種 上 升 的 幅 度 大。 － 5℃ 后隨溫度的繼續(xù)下降， SOD 活性開(kāi)始呈下降 趨勢(shì)。CAT 活性也呈現(xiàn)先升后降的變化， 酶活性的 高低基本反映了品種間抗寒性的差異 。朱慧霞對(duì)白 菜型冬油菜的研究發(fā)現(xiàn)， 越冬期間葉片 SOD 活性基 本呈先升后降的趨勢(shì)， 當(dāng)最低氣溫從 14℃ 降到 6℃ MXW － 1 的 SOD 活 過(guò)程中， 各品種 SOD 急劇上升， 9852 活性最低， 為 358． 6U， 僅為 253． 2U。 性最大， 降溫至 1℃ 時(shí)各品種 SOD 活性均達(dá)峰值。當(dāng)最低氣 溫為 － 4℃ 時(shí)， 各品種 SOD 活性開(kāi)始降低， 但越冬率 DQW － 1 的 SOD 活性仍高于越冬率 高的 MXW － 1 、
［15 ］ ［16 ］ 9852 、 9889 、 低的 02C 雜、 天油 2 號(hào) 。 宋良圖 通過(guò)對(duì)油菜抗寒性的研究結(jié)果表明， 抗寒性強(qiáng)的品

種， 其過(guò)氧化物酶 （ POD ） 同工酶和酯酶同工酶活性 較強(qiáng)， 且同工酶在冰凍條件下表現(xiàn)較為穩(wěn)定 。 殼聚糖除作為天然保鮮劑外， 還作為抗逆劑廣 ［17 ］ 泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。孫巧峰 等研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)濃 度的殼聚糖能維持黃瓜幼苗在低溫下具有較高的 ［19 ］ SOD、 POD 和 CAT 活性。薛國(guó)希［18］、 劉曉宇 等隨 后的研究也證實(shí)了這一結(jié)論。殼聚糖能提高逆境下 植物的抗氧化酶活性， 減輕膜脂過(guò)氧化程度， 對(duì)提高
［20 ］ ［21 ］ 植物抗性具有重要作用 。 研究發(fā)現(xiàn) ， 殼聚糖 包衣處理過(guò)的油菜種子， 過(guò)氧化物酶、 淀粉酶活性均

有不同程度的提高， 幼苗葉綠素含量和蛋白質(zhì)含量 也增加。而過(guò)氧化物酶、 葉綠素和蛋白質(zhì)含量均與 植物抗寒性有關(guān)， 因此， 殼聚糖是否對(duì)提高油菜抗寒

逆境 （ 低溫、 鹽漬、 干旱 ） 條件下， 。 植物組織中脯氨酸含量增加 植物受低溫脅迫時(shí)，

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34 （ 5 ） 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào) 2012 ， 5℃ 時(shí)， Orkan 和 Parade － 2 低溫適應(yīng)性強(qiáng)的 Alice、 15℃ 5． 5 和 油菜品種游離脯氨酸分別是 時(shí)的 9． 2 、 5． 1 倍， Ryder 和 Slm046 增幅較小， 而 Olsen、 分別為 15℃ 時(shí)的 1． 8 、 2． 0 和 2． 7 倍， 抗寒性相對(duì)較弱。 胡 勝武等 研究表明， 在越冬過(guò)程中， 無(wú)論是抗寒性 還是抗寒性弱的油研 2 號(hào)， 其葉片中 強(qiáng)的甘白油菜，
［33 ］

細(xì)胞失水， 游離脯氨酸的積累增加了細(xì)胞液的濃度 ， 能緩解因低溫脫水造成的滲透脅迫，， 對(duì)細(xì)胞起保護(hù) 作用
［30 ］

。同時(shí)脯氨酸還可作為活性氧清除劑 、 能源

物質(zhì)和氮源。 脯氨酸這種提高植株耐受脅迫的功 可能是通過(guò)植物中線(xiàn)粒體電子傳遞鏈 ， 誘導(dǎo)保護(hù) 能， 泛素、 抗氧化酶和脫水素等保護(hù)物質(zhì)的含量增 蛋白、 ［31 ］ 加， 啟動(dòng)相應(yīng)的抗脅迫代謝途徑而實(shí)現(xiàn)的 。 李世成等 在不同品種甘藍(lán)型油菜抗寒性研 究中發(fā)現(xiàn)， 抗寒性越強(qiáng)， 脯氨酸含量越高。 降溫至
Table 1
抗寒性 Cold resistant 強(qiáng) Strong 弱 Weak 強(qiáng) Strong 弱 Weak 強(qiáng) Strong 弱 Weak
［32 ］

Pro 含量均隨溫度下降而上升， 抗寒性強(qiáng)的甘白油 菜增加 7 倍多， 抗寒性弱的油研 2 號(hào)增幅較小。 類(lèi) ［26 ］ 似的研究在白菜型油菜中也得到證實(shí) （ 表 1 ） 。

表 1 不同抗寒性油菜品種在降溫過(guò)程中葉片內(nèi)游離脯氨酸含量變化 Different cold resistant varieties of rape in cooling process of free proline content in leaves
油菜品種 Rapeseed varieties Alice、 Orkan、 Parade － 2 脯氨酸含量變化比（ 5℃ /15℃ ） Proline content ratio 9． 2 、 5． 5 、 5． 1 1． 8 、 2． 0 、 2． 7 7． 2 、 5． 2 、 5． 7 增幅變化 Growth change 大 Large 小 Small 大 Large 小 Small 7． 0 2． 0 大 Large 小 Small ［ 33］ ［ 5］ 、 ［ 26］ 文獻(xiàn) Reference ［ 32］

Olsen、 Ryder、 Slm046 Line876 、 天油 2 號(hào) Tianyou 2 、 渭原冬油菜 Weiyuan winter turnip rape Line964 、 東泉油菜 Dongquan winter turnip rape、 陳家咀油菜 Chenjiazui winter turnip rape 甘白油菜 Ganbai turnip rape 油研 2 號(hào) Youyan2

1． 4

ABA 在油菜抗冷中的作用

“逆境激素 ” 脫落酸有 之稱(chēng)， 這是因?yàn)槊撀渌崴?而且在低溫脅迫、 鹽 平不僅在水分脅迫條件下升高， 脅迫、 甚至高溫脅迫等逆境條件下都會(huì)升高。 ABA 參與低溫響應(yīng)得到以下幾個(gè)方面的支持 ： （ 1 ） 在低溫期間植物體內(nèi)的內(nèi)源 ABA 含量增 加。ABA 與植 物 抗 冷 性 的 關(guān) 系 研 究 中 發(fā) 現(xiàn)， 在油 菜、 煙草、 玉米、 番茄、 馬鈴薯、 水稻等植物低溫鍛煉 ［34 ］ ， ABA 含量明顯增加 。 過(guò)程中 游離 （ 2 ） 缺乏 ABA 合成的擬南芥突變體 abi － 1 在 低溫處理期間會(huì)受到冷的傷害， 但當(dāng)加入外源 ABA
［35 ］ 時(shí)這種缺陷可被彌補(bǔ) 。 （ 3 ） 外源 ABA 低溫條件下能誘導(dǎo)幾種植物體

占有重要地位。植物抗寒性涉及的基因根據(jù)其作用 方式可簡(jiǎn)單歸為兩類(lèi)： 一是調(diào)控基因， 調(diào)控抗寒基因 的表達(dá)、 寒冷信號(hào)傳導(dǎo)等提高植物的耐寒性 ； 二是保 護(hù)基因， 直接起抗寒保護(hù)作用。 目前所開(kāi)展的植物 抗寒基因工程研究也主要圍繞這兩類(lèi)基因展開(kāi) 。 Chen 等［41］從甘藍(lán)型油菜 cDNA 文庫(kù)中分離出 RT － PCR 檢測(cè)分 編碼 25kDa 蛋白的 COR25 基因， 析表明 BnCOR25 在下胚軸、 子葉、 莖和花中大量表 結(jié)果顯示 BnCOR25 達(dá)。運(yùn)用 Northern 印記法分析， 基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物受低溫和滲透脅迫影響顯著 ， 將該基 因分別轉(zhuǎn)入酵母菌及擬南芥中， 在 4℃ 低溫下轉(zhuǎn)基 因酵母菌存活明顯多于非轉(zhuǎn)基因酵母， 轉(zhuǎn)基因擬南 ［42 ］ 芥的生根明顯快于野生植株。 劉錦學(xué) 等對(duì)甘藍(lán) 該基因常溫下僅 型油菜 BnFAD8 基因的研究發(fā)現(xiàn)， 存在痕量表達(dá)， 而低溫條件下葉片中表達(dá)量大幅度 升高， 直接表現(xiàn)在增強(qiáng)植物多不飽和脂肪酸的合成 ， 增加了油菜對(duì)極端溫度的耐受力， 推測(cè) BnFAD8 基 因和 油 菜 的 低 溫 調(diào) 控 存 在 聯(lián) 系。 北 京 大 學(xué) 甄 偉 ［43 ］ 等 將擬南芥中作為冷調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄因子的 CBF1 基因轉(zhuǎn)入油菜及煙草中， 用電解質(zhì)滲漏法分別檢測(cè) 其抗寒性后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因油菜和煙草的抗寒性均不同 程度提高了， 且 Southern 雜交檢測(cè)發(fā)現(xiàn)未轉(zhuǎn)基因油 菜植株也有 CBF1 探針的雜交信號(hào)。是否在油菜中 含有與 CBF1 基因同源性很高的基因， 或存在類(lèi)似 的抗寒機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。 啟動(dòng)子是調(diào)控基因表達(dá)的重要順式作用元件， 在植物基因表達(dá)調(diào)控過(guò)程中起著重要作用 ， 目前植
［40 ］

內(nèi)與抗寒力相關(guān)的物質(zhì)的合成。 冬油菜幼苗在 4℃ 低溫馴化過(guò)程中， 培養(yǎng)基中添加外源 ABA 可引起脯 氨酸和可溶性糖含量顯著增加， 電解質(zhì)滲漏減少， 油 ［36 ］ 菜的 抗 寒 性 明 顯 增 強(qiáng) 。 油 菜 受 凍 害 后， 噴施 ABA， 通過(guò)誘導(dǎo)增加葉綠素含量和可溶性蛋白含量 來(lái)促進(jìn)油菜光合功能的恢復(fù)， 從而有效緩解凍害對(duì) ［37 ］ 油菜的影響 。外源 ABA 還可通過(guò)增強(qiáng)膜的穩(wěn)定 誘導(dǎo)甜菜堿及抗壞血酸等 性和過(guò)氧化氫酶的活性， ［38 ， 39 ］ 。 的合成， 使植株產(chǎn)生抗寒性

2

油菜抗寒基因工程研究進(jìn)展
近 10 年來(lái)， 隨著對(duì)抗寒分子機(jī)理認(rèn)識(shí)的不斷深

入， 采用基因工程手段培育抗寒新品種的方法正以 其周期短、 見(jiàn)效快的優(yōu)點(diǎn)而逐漸在植物遺傳育種中

賈明珍等： 油菜抗寒性生理生化機(jī)制及基因工程研究進(jìn)展 物抗逆基因工程研究中， 人們大多使用組成型表達(dá) 啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)目的基因的表達(dá)。 在轉(zhuǎn)基因植物中， 組 成型啟動(dòng)子持續(xù)過(guò)量表達(dá)轉(zhuǎn)化的外源基因會(huì)阻礙植 ［44 ， 45 ］ 。 因?yàn)橥庠椿虻倪^(guò) 物的生長(zhǎng)并減少其產(chǎn)量

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量表達(dá)會(huì)競(jìng)爭(zhēng)植物在正常生長(zhǎng)條件下需要的能源并 ［46 ］ 且阻礙蛋白質(zhì)或者 RNA 的合成 。 因此， 使外源 基因只有在脅迫條件下才能表達(dá)的植物逆境誘導(dǎo)啟 動(dòng)子， 逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)（ 表 2 ） 。

表 2 已獲得的低溫誘導(dǎo)基因啟動(dòng)子 Fig． 2 Acquired cold － induced gene promoter
來(lái)源 Origin 擬南芥 Arabidopsis thaliana 根癌農(nóng)桿菌 Agrobacterium tumefaciens 擬南芥 Arabidopsis thaliana 小麥 Triticum aestivum 模式植物 Model plant 煙草 Nicotiana tabacum 煙草 Nicotiana tabacum 馬鈴薯 Solanum tuberosum 玉米 Zea mays 煙草 Nicotiana tabacum 低溫誘導(dǎo)基因啟動(dòng)子 Cold － induced gene promoter rd29A rd29A cor15a wcs120 驅(qū)動(dòng)基因 Drive genes CBF GUS ipt GUS GUS 參考文獻(xiàn) Reference ［ 47］ ［ 48］ ［ 49］ ［ 50］ ［ 51］

3

小結(jié)與展望
隨著對(duì)油菜抗寒性研究的逐步深入， 對(duì)油菜適

DREB 類(lèi) 轉(zhuǎn) 錄 因 子， ERF 徑。關(guān)于 CBF 轉(zhuǎn) 錄 因 子、 類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子的功能及與低溫逆境的關(guān)系的深入研 究， 將對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。 為確保油菜高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)， 應(yīng)在油菜生產(chǎn)的各有關(guān) 環(huán)節(jié)采取相應(yīng)預(yù)防措施， 從而將冷害凍害的危害降 到最低。同時(shí)致力于綜合運(yùn)用植物轉(zhuǎn)基因、 遺傳育 種、 化學(xué)調(diào)控等方法， 配合科學(xué)的栽培管理， 以最終 達(dá)到防止寒害， 提高農(nóng)作物產(chǎn)量的實(shí)際應(yīng)用目的 。 參考文獻(xiàn)：
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應(yīng)低溫脅迫的機(jī)理也越來(lái)越清楚， 特別是近年來(lái)迅 分子遺傳學(xué)為抗寒性的遺傳 速發(fā)展的分子生物學(xué)、 研究提供了技術(shù)支持， 為生產(chǎn)提供了理論指導(dǎo)。 但 油菜抗寒性的研究中 由于植物抗寒機(jī)制的復(fù)雜性， 仍有很多問(wèn)題尚待解決。 （ 1 ） 迄今為止還未形成一個(gè)快速、 簡(jiǎn)潔、 準(zhǔn)確的 抗寒鑒定指標(biāo)體系�？寡趸富钚院蜐B透調(diào)節(jié)物質(zhì) 含量等指標(biāo)在一定程度上雖能作為比較和鑒定低溫 條件下油菜品種抗寒性強(qiáng)弱的依據(jù)， 但這些指標(biāo)只 并不能作為鑒定標(biāo) 能比較品種抗寒性的相對(duì)強(qiáng)弱， 準(zhǔn)。另外， 品種抗寒性的強(qiáng)弱是植物體內(nèi)一系列生 任何單一指標(biāo)均不能 理生化變化的綜合作用結(jié)果， 作為抗寒鑒定的標(biāo)準(zhǔn)， 只有根據(jù)多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合 評(píng)定才能得到較為可靠的結(jié)果。 （ 2 ） 油菜內(nèi)源激素的研究還停留在內(nèi)源激素對(duì) 油菜生長(zhǎng)發(fā)育影響等方面， 而關(guān)于低溫與油菜花芽 分化， 內(nèi)源激素與油菜抗寒性的信號(hào)傳導(dǎo)途徑之間 的關(guān)系及不同基因型油菜內(nèi)源激素的遺傳差異性研 究等還未十分清楚。 （ 3 ） 此外， 植物的抗寒性是由多基因控制和調(diào) 節(jié)的數(shù)量性狀， 應(yīng)該從對(duì)單個(gè)基因的研究轉(zhuǎn)向?qū)Χ?個(gè)相關(guān)基因進(jìn)行系統(tǒng)的研究， 以期獲得理想的抗寒 植株。但目前同時(shí)轉(zhuǎn)化多個(gè)基因的技術(shù)還不成熟 。 （ 4 ） 近幾年來(lái)在植物轉(zhuǎn)錄因子的基因克隆和功 通過(guò)操縱一個(gè)轉(zhuǎn)錄因 能研究方面取得了很大進(jìn)展， 子促使多個(gè)功能基因發(fā)揮作用， 從而達(dá)到使植株性 狀獲得綜合改良的效果。 因此在植物抗性育種中， 與導(dǎo)入或改良個(gè)別功能基因相比， 導(dǎo)入或改良一個(gè) 轉(zhuǎn)錄因子是提高作物抗逆性更為有效的方法和途

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（ 責(zé)任編輯： 郭學(xué)蘭）



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