植物抗冻蛋白及其基因工程研究的新进展

抗冻蛋白 (Antifreezeproteins,AFPs)自 2 0世纪 6 0年代被发现以来 ,研究对象先后从极区鱼类、昆虫转移到植物材料上 .目前已有 6种植物的AFPs被提纯 ,即为欧白英中的 6 7kD(Sd6 7)的糖蛋白 ;冬黑麦中的 5条具有高抗冻活性的多肽 ,分别为 16 ,2 5 ,32 ,34,36kD ;沙冬青中 4 0kD的afp ;桃树中 5 0kD的PCA6 0 ;胡萝卜中的 36kD抗冻多肽及冬麦草中 11 77kD的热稳定抗冻蛋白 .这些AFPs在分子量、氨基酸组成及同源性上都不尽相同 .由于AFPs可以通过降低冰点、抑制重结晶等方式来提高植物的抗寒性 ,所以植物AFPs基因克隆及转化的成功 ,为提高冷敏感经济作物及农作物的抗寒性提供了新的技术途径 .

植物抗冻蛋白及抗冻性分子改良

概述了植物抗冻蛋白及其相关基因的研究现状,主要包括植物低温诱导蛋白、具有热滞活性的植物抗冻蛋白及其相关基因的分离、鉴定与表达调控,以及植物抗冻性基因工程研究动态。在此基础上,讨论了该领域研究中的主要问题、发展趋势及近期研究热点。

抗冻蛋白和冰核蛋白对植物抗冻性能的作用机制

植物抗冻蛋白是避免植物寒害冻害发生的重要物质,相对而言,极地的鱼类和昆虫的抗冻蛋白具有低热滞活性和高重结晶抑制活性的特征。冰核活性蛋白是由冰核活性细菌、真菌或昆虫合成的生物冰核剂,降温初期可提高水溶液的冰核形成的温度,温度过低时可降低水的过冷却点。比较分析了抗冻蛋白和冰核蛋白的生物学特性、蛋白特征及其对水分子固液两相间变化的调控机制,这对于揭示植物抗冻性能的复杂的作用机制和植物抗冻基因工程应用的研究有着重要的意义。

抗冻蛋白与植物低温胁迫反应

植物抗冻蛋白是从许多抗冻植物中分离的、参与植物抵御冻害反应的一类新型蛋白.这类抗冻蛋白具有多个亲水性缚冰域,能直接作用于冰晶,阻止冰晶在细胞间隙形成和再结晶.一些植物抗冻蛋白与致病相关蛋白有序列同源性,具有抗冻和抗病双重活性.植物抗冻蛋白的表达和积累,既受控于发育及转录因子调节,又受到低温、短日照、脱水及乙烯等因素的影响.异源超表达抗冻蛋白基因能赋予敏感宿主植物抗冻能力.文中论述了有关植物抗冻蛋白特性和鉴定,抗冻机制和表达调控,以及遗传转化等方面的研究进展.

植物抗冻蛋白分离纯化方法的研究进展

为植物抗冻蛋白是一类具有热滞活性的蛋白质,它能抑制冰晶的生长和重结晶。因其特殊的结构和功能,植物抗冻蛋白对延长冷冻食品的贮藏期和提高产品质量具有积极意义。从复杂提取液中高效分离纯化出抗冻蛋白已成为当前热点和难点问题,作者介绍了近年来植物抗冻蛋白分离纯化方法的基本原理和研究进展,主要有传统层析分离方法、SDS-PAGE电泳、冰特异吸附分离法和浊点萃取法,展望了抗冻蛋白分离纯化方法的未来发展方向。

植物抗冻蛋白及其高级结构研究进展

抗冻蛋白是一类能控制冰晶生长和抑制冰晶之间发生重结晶的蛋白质,并具有两种明显不同的活性——热滞活性和重结晶抑制活性.植物抗冻蛋白的抗冻特性是低热滞活性和高重结晶抑制活性.植物抗冻蛋白虽然在DNA和氨基酸水平上具有较大的差异,几乎没有同源性,但却拥有相似的高级结构,冰晶结合位点也有一定的相似性,而且都可以通过“表面互补”模型较好地解释它们与冰晶之间的相互作用.全面介绍了植物抗冻蛋白的种类及特性,以及它们的高级结构和冰晶结合位点.

植物抗冻蛋白研究新进展

低温寒害是限制农作物产量和分布的一种全球性的自然灾害,提高植物的抗寒性具有重要的现实意义。植物抗冻蛋白自1992发现以来,逐渐成为研究的热点。文中就近年来植物抗冻蛋白的生化特性,生理功能,抗冻机制,结构模型,抗冻蛋白基因工程及其应用前景等作了较为系统的综述。

植物抗冻性研究进展

在低温胁迫条件下,植物体的电解质透出率、电阻,植物体内抗冻性物质的积累水平、抗冻蛋白与冷激蛋白的诱导活性以及相关抗冻基因的响应机制等方面都将发生相应的适应性变化,就植物抗冻性在表型和基因型方面的研究进展作了较为详细的阐述.

添加植物抗冻蛋白提高猪胚胎冷冻保存成活率的初步试验

本试验采集7天猪扩张囊胚和孵化后囊胚,在1.5M甘油冷冻液中添加二种浓度(0.5mg/ml,5mg/ml)植物抗冻蛋白(AFGPs),用慢速降温方法冷冻。猪胚胎冷冻-解冻后,体外培养12小时,发育率分别为25％(1/4)和80％(4/5);24小时发育率分别为0％(0/4)和40％(2/5),孵化囊胚率分别为0％(0/5)和20％(1/5),而对照组冷冻-解冻后培养发育率12小时和24小时均为0％(0/4)。试验表明,在冷冻液中添加一定浓度的植物抗冻蛋白,可提高猪胚胎冷冻-解冻后的成活率。

低温诱导的植物抗冻基因研究进展

低温是影响植物生长、发育和地理分布的重要因素．近年来，有关植物抗冻性的分子生物学研究取得了长足的进步．大量研究发现低温诱导许多基因的表达，根据基因表达的蛋白产物，可分为编码功能蛋白基因和调节蛋白基因两大类．作者对这两类低温反应基因的表达与调控及在植物抗冻性中作用的最新研究进展进行了介绍．

植物抗冻蛋白特性及其在冷冻面团中应用研究进展

抗冻蛋白是一类能够与冰晶结合、修饰冰晶形态、降低溶液冰点、抑制冰晶重结晶的蛋白质。因其特殊的结构和功能,能够很好地缓解冷冻面团冻藏过程中因冰晶重结晶引起的品质劣变问题,特别是植物抗冻蛋白,抑制冰晶重结晶效果突出。综述了植物抗冻蛋白特性及其在冷冻面团中的应用研究进展,以期为植物抗冻蛋白在冷冻面制品中的应用提供理论基础。

植物源抗冻蛋白对面筋蛋白性质影响研究进展

抗冻蛋白(antifreeze proteins,AFPs)具有热滞活性,能抑制冰晶的重结晶,将其运用到冻藏和冻融的面筋蛋白中,可以在一定程度上抑制面筋蛋白劣变的发生。该文分类整理了不同来源植物抗冻蛋白的特性,逐一阐述了抗冻蛋白在冻藏冻融过程中对面筋蛋白的结构、功能和热力学主要性质的影响,并对其调控机理进行了概述。

植物抗冻蛋白的结构模型及应用

主要介绍植物抗冻蛋白(AFPs)的发现过程、结构模型及在基因工程中的应用。

中科院植物研究所研究员发现植物抗冻基因

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。研究并提高植物抗冻性具有重要理论和现实意义,目前,通过对冷诱导基因、CBF、ICE、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和酶基因、脯氨酸基因、SOD基因等与抗冻相关的基因的研究表明,将这些抗冻相关基因进行转基因,可以提高植物的抗冻性。现综述植物抗冻性基因的类型及其抗冻转基因植物最新研究进展。

应用植物抗冻剂冷冻牛和绵羊精液的效果

应用植物抗冻剂冷冻牛和绵羊精液的效果张振中陈秀英周亚惠（内蒙古乌盟畜牧科学研究所，集宁０１２０００）魏润元（内蒙古乌盟家畜冷冻精液站）许多植物能抵御冬寒保护自身的生存和繁衍。推测，具有抗冻能力的植物体内存在着特殊的抗冻物质，以防止体液冻结，伤害组织细...

拟南芥CBF/DREB途径的研究进展及其在植物基因工程中的应用

细胞膜感知低温环境信号,通过信号转导激活以CBF/DREB信号途径为主、兼与其他途径交谈和交叠所构成的信号网络,继而调控下游相应功能蛋白的表达,赋予植物低温抗性。文章重点介绍了拟南芥CBF/DREB信号传导途径的研究进展、CBF基因在高等植物中的保守性,以及构建CBF转基因抗冻植物所取得的成果,包括CBF的表达调控与作用的分子机制、影响CBF途径的一些重要蛋白和环境因子、组成性启动子以及冷诱导特异性启动子驱动CBF基因表达所获得的抗冻转基因植物的研究进展。同时,对该研究领域未来可能的发展方向进行了展望。

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。

植物寒冻抗性分子机理研究进展

耐冷植物的耐冷性是由未驯化时即拥有的"固有耐冷性"和"冷驯化后增加的抗冻性"两部分组成.固有耐冷性的形成主要是由于其细胞膜中含有较多的不饱和脂肪酸、细胞的抗氧化系统可满足其冷保护需求、细胞的骨架体系在低温胁迫时可进行适当的调整.而冷驯化后增加的抗冻性主要是由于启动了大量冷诱导基因的表达,合成了多种冷诱导蛋白,它们通过改善细胞的各种结构、调节细胞物质和能量代谢的平衡等过程使植物体的抗冻性得以大大提升.用50篇文献综述了植物抗冻性方面的研究成果,旨在为植物的防冻减灾以及抗冻育种提供理论指导.