植物抗寒性基因工程研究进展-植物抗寒性基因工程研究进展.PDF

第 l2卷 第 l期 中 国生 态 农 业 学 报 Voll2 No．1 2004年 1月 ChineseJournalofEco—Agriculture Jan ． 2004 植物抗寒性基因工程研究进展 王瑞云 贺润喜 岳文斌 任有蛇 (山西农业大学农学院 太谷 030801)(山西农业大学动物科技学院 太谷 030801) 摘 要 导入外源基 因提高植物抗逆胜 已成为现代植物 育种主要手段 ，阐述 了动物抗：东蛋 白及其转基 因植物 、植 物冷诱导基 因 、脂肪酸去饱和酶基 因、SOD基 因、脯氧酸基 因、植物抗 东蛋 白及 其转基 因植物抗 寒性基因工程 的研 究进展。 关键词 动物 植物 抗寒基 因 转基 因植 物 Advancesingeneengineeringofplantforcoldresistance．WAN(Rui—Yun，HERun—Xi(AgriculturalCollegeofShanxi AgriculturalUniversity，Taigu030801)，YUE Wen—Bin，REN YouShe(Animal~％ienceandTechnologyCollegeof ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu030801)，CJEA ，2004，12(1)：26～29 Abstract W iththedevelopmentofbiotechnology，theconductionofforeigngeneforplantbreedershasbecomeaprimary methodtoimprovetheplantstresstolerance．Thispaperreviewstherecentadvancesinplantcoldresistanceincludingan— tifreezegenesofanimalsanditstransgeneticplants，cold—regulatedgenes，fattyaciddesaturasegene，SOD gene，proline gene，antifreezegenesofplantandtheirtransgeneticplants． Keywords Animal，Plant，Antifreezegene，Transgeneticplants 低温冻害使许多植物生存受到严重危害 ，全球每年因低温冻害造成的农作物损失高达数千亿元。，研究 并提高植物抗寒力具有重要理论和现实意义 随着生物技术的发展 ，导入外源基因提高植物抗逆性已成为 现代植物育种的主要手段。近年来转基 因植物的研究取得巨大进展 ，已获得转基因植物百余种，涉及 50多 个物种 。本文综述 了国内外植物抗寒性基因工程及其转基因植物抗寒育种研究进展。 l 动物抗冻蛋 白(AFP)及其转基因植物 动物抗冻肽 (Antifreezepeptide，简称 AFP)是秋冬季节一些寒带鱼类和极地小动物体内产生的一类多肽 或糖肽物质 ，它能吸附于微小冰晶表面，在分子水平上抑制冰晶的形成 ，从而降低动物体液的冰点 ，使其能 在低于冰点 的环境生活。目前已发现的抗冻肽可分为4类 ：I富含丙氨酸重复序列，具有 a一螺旋结构的多 肽 ，以美洲拟鲽的AFP为代表 ；11富含胱氨酸具有 p一折叠结构的多肽，以绒杜父鱼的AFP为代表 ；Ⅲ氨基酸 组成无明显偏向性 ，无一定二级结构的多肽，以美洲大绵的AFP为代表 ；Ⅳ抗冻糖肽 (Antifreezeglycopep— tide，简称 AFGP)，主要代表为南极鳕鱼，可产生类似于糖三肽多聚体的AFGP。利用鱼类抗冻蛋 白基 因对 植物进行遗传转化的研究始于20世纪80年代末期 ，1987年Davies等将抗冻基因AFP整合到Ti质粒上，用 叶圆片法转化郁金香 、烟草和油菜等获得一定抗冻力。Curler等用冬比目鱼溶液处理植物组织 的研究表明， 用 AFP真空浸润马铃薯 、欧洲油菜和拟南芥叶片可使 叶片自发冰点显著降低 ，说 明AFP具有抗成核作用 ； 用 AFP处理雀麦草及其悬浮培养细胞 ，可降低任何给定温度下冰冻的可冻水量 ，表 明AFP有低温保护作 用