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植物耐热相关基因研究进展.pdf
植物遗传资源学报2015,16(1):127⁃132
Journal of Plant Genetic Resources DOI:10.13430/ j.cnki.jpgr.2015.01.018
植物耐热相关基因研究进展
刘克禄,陈卫国
(甘肃省农业科学院,兰州730070)
摘要:植物受到高温胁迫时,会激活某些特定基因的表达,从而增强植物的耐热性。 近年来,随着生物技术的不断发展,
植物耐热相关基因被相继克隆并转化植物体。 本文对植物耐热的分子机制、相关基因的克隆、耐热性基因工程研究进展进行
了综述,并提出了植物耐热基因工程的研究方向。
关键词:植物;耐热;基因;研究进展
Recent Advances in Plant Heat⁃related Genes
LIU Ke⁃lu,CHEN Wei⁃guo
(GansuAcademy of Agricultural Sciences,Lanzhou 730070)
Abstract:The expression of specific genes may be activated under high temperature,which enhances the heat
resistance of the plants.In recent years,with the continuous development of biotechnology,plant heat⁃related genes
have been cloned andtransferred into someplants.Thispaper reviewedthe cloning of heat⁃related genes,itsmolec⁃
ular mechanisms aswell as the advancements of genetic engineering in this area and its prospects.
Key words:plant;heat tolerance;genes;research advances
植物在生长发育的过程中常会受到各种逆境胁 在热激条件下可激活热激基因的表达。 此外,膜质
迫的危害,在诸多逆境因子中,高温胁迫可能导致植 脂肪酸的饱和度、抗氧化防卫机制及激素信号分子
物发育停滞甚至死亡。 在世界范围内,农业损失经 等等都在植物耐热性方面发挥着重要作用。
常是由热胁迫、干旱或其他胁迫共同引起的。 植物
1 植物耐热分子生物学基础
在进化过程中形成了许多应对高温逆境的机制,包
括基础耐热性和获得耐热性。 当植物受到高温胁迫 1.1 植物耐热性分子机制
时,一些基因被激活,从而导致一些代谢物和蛋白水 高温胁迫使植物受到热损伤,必然会导致植物
平的增加,这些基因中有些可能会保护植物免受高 应对这种危害,这时植物细胞中便会表达和积累热
温胁迫的伤害,有些可能会激活某些特定基因的表 激蛋白(HSPs),从而避免或减轻植物受到热损伤。
达从而增强植物的耐热性。 目前已经克隆的与植物 HSPs 的积累是由热激转录因子(HSFs)调控的,在
耐热性有关的基因主要分为热激蛋白(HSPs,heat 植物热激反应中或植物获得耐热性方面发挥着核心
shock proteins)、热激转录因子(HSFs,heat stress [1⁃3]
作用 。
transcription factors)、与膜稳定性、抗氧化和激素相 对高温压力的获得性耐热性,即热
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