油菜抗寒性生理生化机制及基因工程研究进展.PDF

２０１２年１０月 中国油料作物学报 ２０１２，３４（５）：５５６－５６１ Ｃｈｉｎｅｓｅｊｏｕｒｎａｌｏｆｏｉｌｃｒｏｐｓｃｉｅｎｃｅｓ 油菜抗寒性生理生化机制及基因工程研究进展 贾明珍，官春云 （湖南农业大学油料作物研究所；国家油料作物改良中心湖南分中心，湖南 长沙，４１０１２８） 　　摘要：低温是限制油菜生长和分布的一种非生物胁迫因素。在国内外大量研究结果的基础上，系统阐述了油 菜在低温胁迫下生物膜、酶活性、渗透调节物质等生理生化方面的适应性变化及其与抗寒性的关系，综述了油菜抗 寒基因工程方面的研究进展；提出了在油菜抗寒性研究中存在的问题，并对未来工作重点进行了展望。 关键词：油菜；低温；抗寒性；生理生化；基因工程 中图分类号：Ｓ５６５．４０３　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００７－９０８４（２０１２）０５－０５５６－０６ Ｒｅｖｉｅｗｏｆｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｇｅｎｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｎｃｏｌｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｒａｐｅｓｅｅｄ  ＪＩＡＭｉｎｇ－ｚｈｅｎ，ＧＵＡＮＣｈｕｎ－ｙｕｎ （ＯｉｌＣｒｏｐｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ／ＮａｔｉｏｎａｌＯｉｌＣｒｏｐｓＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒ，ＨｕｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅａｂｉｏｔｉｃｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｌｉｍｉｔｉｎｇｔｈｅｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒａｐｅｓｅｅｄ． Ｒｅｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄｏｎｒｅｇｕｌａｔｉｖｅｒｅｓｐｏｎｓｅｉｎｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙａｎｄｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａ ｔｕｒｅ，ｓｕｃｈａｓｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙ，ｏｓｍｏｔｉｃｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｕｂｓｔａｎｃｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｆｒｅｅｚｉｎｇｒｅ ｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇｅｎｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆｒａｐｅｓｅｅｄｃｏｌｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｗａｓａｌｓｏｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｓｉｎｃｏｌｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒａｐｅｓｅｅｄ（Ｂｒａｓｓｉｃａｓｓｐ．）；Ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｃｏｌｄｔｏｌｅｒａｎｃｅ；Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙａｎｄｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；Ｇｅｎｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 　　油菜是我国第一大油料作物，近５年来，年均种 个界面结构，它既能接受和传递环境信息，又能对环 ［１］ 植面积约为７３０万公顷，年均总产量 １２００万吨，平 境胁迫作出反应。１９７３年Ｌｙｏｎｓ 根据生物膜结构 均产量约每公顷１６９５ｋｇ，面积和总产均位居世界第 功能与抗冷性的关系提出“膜脂相变”假说，认为低 一。随着全球气候变化，特别是在全球气候趋暖的 温冷害时，生物膜发生膜相变化，膜上出现裂缝或孔 背景下，冬油菜北移趋势加强。冬油菜北移栽培后， 道，从而使膜通透性增大，进而引发植物代谢失调。 容易受到不定期寒流的低温伤害，导致减产甚至绝 许多学者对此进行大量研究后，结果也支持了这一 ［２～４］ ［５］ 收；另外，气候变暖的同时，极端气候事件频繁发生， 假说 。盖癑 等对白菜型油菜抗寒性研究中发 雨雪、冰冻天气使得我国南方油菜主产区单产明显 现，在１０℃以上低温时各品种叶片细胞膜相对透性 减少，这势必影响到油