植物低温胁迫响应及研究方法进展

丁红映，王　明，谢　洁，等．植物低温胁迫响应及研究方法进展［Ｊ］．江苏农业科学，２０１９，４７（１４）：３１－３６．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１９．１４．００７

—３１—

植物低温胁迫响应及研究方法进展

，２，２

丁红映１，王　明１，谢　洁１，熊兴耀３，胡新喜１，秦玉芝１

（１．湖南农业大学园艺园林学院，湖南长沙４１０１２８；２．湖南农业大学南方粮油作物协同创新中心，湖南长沙４１０１２８；

３．中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京１０００８１）

　　摘要：低温是植物生长过程中面临的主要非生物胁迫之一，植物的生长发育与生理代谢直接受到低温的影响。低温胁迫下，植物从内源激素、膜质组成、抗氧化成分及基因转录水平等多个方面做出复杂而剧烈的响应，因此，植物抗寒性研究是农业和植物领域研究的热点之一。本文从植物形态特征、生理生化变化、分子水平响应等方面系统论述植物低温胁迫响应机制；比较了直接、间接和综合评价植物耐低温性的研究方法；分析了植物抗冻锻炼、外源生长调节剂调控、基因工程等途径提升植物耐低温性的效果，并对以后的研究方向进行展望。　　关键词：低温胁迫；响应机制；研究方法；耐低温性

　　中图分类号：Ｑ９４５．７８；Ｓ１８４　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１９）１４－００３１－０５

　　霜冻、寒潮及低温冷害是出现于早秋和晚春时节的主要农业气象灾害。在全球气温变暖的大环境下，由于低温灾害２０１８年４月份中频繁发生，严重影响到我国农林业的发展（国西北、华北等地遭受严重低温冻害，其中甘肃省蔬菜、果树、

２２

花椒等农作物受灾３３．５８３万ｈｍ，绝收１０．１７４万ｈｍ）。关

度较小，角质层和上下表皮比较厚，叶肉细胞排列紧密，叶片

５］

，细胞间空隙小，枝条木组织结构也比较紧密，根冠比较大［６］７］，有的具有冬芽结构［。质部、韧皮部和髓的褐变程度较小［

杨宁宁等对北方油菜抗寒性研究结果表明，抗寒性强的冬油菜苗期表现匍匐生长，栅海比小，气孔面积小，地下部干

５］

质量大［。田雪飞研究发现，植物遭受一定低温后引起了叶

于植物低温胁迫机制的研究主要从外观形态和生理生化变化以及分子应答等方面展开，随着研究的深入，重点趋向于低温ｉＲＮＡ响应关键基因的信号调控网络研究，其中转录因子和ｍ成为研究热点。由于低温胁迫类型复杂，植物对低温的适应性受多基因调控，不同作物低温评价指标和标准难以统一，在植物抗寒评价方法方面进展缓慢，制约了植物耐寒资源的鉴定和机制研究工作的深入开展。本文主要从植物低温胁迫响应的机制、植物耐低温性研究方法和提高植物耐低温性途径等方面展开综述，旨在为植物抗寒性研究提供理论参考。１　植物低温胁迫响应机制１．１　植物低温胁迫下的形态特征

在低温胁迫下，形态特征变化是植物受到胁迫最直观的体现，轻而长期低温会使植株生长迟缓、苗弱、萎蔫、黄化、坐

１－２］

果率低、产量降低和品质下降［；重而短时低温下植株叶片

片叶缘失绿，根系受损甚至枯死，开花结实率下降，果实畸形，

８］

。许瑛等对菊花叶片解剖结构紧密度指标甚至植株死亡［

的分析表明，抗寒性强的菊花品种叶片和上表皮较厚，栅栏组织发达，叶肉细胞排列紧密，胞间空隙小，抗寒性差的品种则表现为叶片上表皮较薄，栅栏组织层数少、厚度薄，叶肉细胞

９］

。何煜明等研究表明，在水稻幼苗排列疏松，细胞间隙大［

期进行低温胁迫，因其叶片受到低温冷害，会使其半饱和光强降低，对光能利用率产生影响，同时，水稻叶片对于光强的耐

１０］

受程度也大幅下降［。姚利晓等在研究中表明，低温条件

下，转基因甜橙的叶片伤害率随温度梯度在一定范围内呈

１１］Ｓ”形变化［。曹红星等解剖低温处理下椰树叶片的结构“

发现，随着温度的下降，细胞间隙越大，海绵组织和栅栏组织

１２］结构愈发不规则［。

１．２　植物在低温胁迫下的生理生化变化

植物在低温胁迫下的生理生化变化主要体现在：叶绿素合成受阻，各种光合酶活性受到抑制，故而使光合速率下

１３］１４］降［；光合作用减弱；呼吸代谢失调［；细胞膜系统受损，体

明显褐变，叶片叶柄软化，透明，呈水渍状，出现脱水现象，组织柔软并萎蔫皱缩，冻害斑点明显

［３］

。研究发现，植物的组

织结构特点与抗寒性具有密切相关性，包括植物的叶片厚度、气孔密度、鳞芽有无、根冠比大小、花器官大小以及厚度、栅栏组织／海绵组织大小等

［４］

内的各种代谢发生紊乱；植物体内的渗透物质和水含量也会有改变。

低温条件下，植物的呼吸作用在冷害初期短时加强后随

１５］

。孙双印对低温（２５℃为对照、１０、５、温度的下降而下降［

。抗寒性较强的植物的叶片气孔密

收稿日期：２０１８－０６－３０

基金项目：国家重点研发计划（编号：２０１７ＹＦＤ０１０１９０５）；国家马铃薯产业技术体系－长沙综合试验站（编号：ＣＡＲＳ－０９－ＥＳ１６）。作者简介：丁红映（１９９４—），女，甘肃甘谷人，硕士研究生，研究方向ＮＰ分子标记。Ｅ－ｍａｉｌ：１８４９７９１４５４＠为马铃薯抗寒性及相关Ｓｑｑ．ｃｏｍ。

通信作者：秦玉芝，博士，副教授，研究方向为逆境生理与蔬菜遗传育ｍａｉｌ：ｑｙｕｚ＠１６３．ｃｏｍ。种。Ｅ－

０℃为处理，处理时间为１ｄ）胁迫下白玉兰与紫叶李光合生理特征研究显示，温度通过影响核酮糖－１，５－二磷酸羧化酶／加氧酶（Ｒｕｂｉｓｃｏ）活性限制和ＲｕＢＰ再生速率来控制叶绿体的光合速率，与正常温度相比，低温处理下的羧化效率总体

１６］

较低［。我们发现马铃薯在同等光合有效辐射下，净光合速

率随环境温度的下降而降低，不同基因型马铃薯对１０℃温度

—３２—江苏农业科学　２０１９年第４７卷第１４期

２９］

。中发挥着重要作用，其数量众多，广泛分布于陆生植物中［

的适应性有差异，１０℃条件下的马铃薯净光合速率与基因型

１７］

耐寒性呈正相关［。低温逆境下植物细胞出现收缩，细胞膜

ＮＡＣ蛋白的Ｎ端含有较为保守的ＤＮＡ结合域，Ｃ端有的是序列高度可变的与转录激活活性调控多样性有关的ＴＲＲ区域，有的是负责与质膜或内质网膜锚定的α螺旋跨膜基序

［３０］

（ＴＭ）。边境等利用ＩｌｌｕｍｉｎａＨｉＳｅｑ技术，分别构建了５℃和２２℃处理下的２个玉米叶组织转录组。从转录组数据中共分离出３０条上调和８条下调的低温响应ＮＡＣ基因，这些ＮＡＣ被分为１２个亚族（ＮＡＣａ－１），其中７条上调低温响应

［３１］ＮＡＣｓ属于逆境相关亚家族（Ｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｔｅｄ／ＮＡＣ－ｈ）。黄

的形态和结构发生改变，膜脂从液晶态变成凝胶态，细胞膜一旦受损，离子发生外渗，细胞导电性就会相应发生变化。植物在代谢过程中会产生活性氧（ＲＯＳ），活性氧参与细胞内的生理生化反应，在植物正常生长的情况下，ＲＯＳ分子能够被氧化防御机制清除，即植物的保护性应急反应

［１８－１９］

。但是，在

低温、干旱或者盐等逆境胁迫环境中，活性氧的动态平衡会被打破，且ＲＯＳ含量急剧󰀡加，从而对植物造成伤害，产生伤害的可能原因是低温胁迫超出了植物承受的极限，酶的结构发生了改变

［２０］

荣峰等研究表明，低温锻炼是提高植物对低温的抗性并诱导ＯＲ（ｃｏｌｄ－产生冷反应基因的途径之一。拟南芥的Ｃ

ｒｅｇｕｌａｔｅｄ）基因是冷反应基因之一，冷反应基因编码的多肽产。刘贝贝等研究表明，在低温胁迫下，不同石榴

品种的ＳＯＤ活性呈一直上升趋势或者先上升后下降趋势，并

且不同品种增加的幅度不同，到达峰值的温度也不同［２１］

。

植物组织中自由水含量、结合水含量、总含水量以及自由

水与结合水含量的比值可以作为评价植物抗寒性的指标［

２２］

。吴飞等研究显示，随着处理温度的下降，总含水量逐渐降低。在一定的范围内，随处理温度的降低，自由水／束缚水比值逐渐下降；超过一定的范围，虽然自由水和束缚水含量缓慢下降，但比值几乎不再有变化。自由水／束缚水比值较低，说明

细胞液浓度高，保水能力强，抗寒能力较强［

２３］

。渗透调节物质的变化与植物的低温胁迫也有联系，可溶性蛋白和脯氨酸的研究较多。可溶性蛋白是一种能够提高植物保水能力和降低细胞组织间结冰可能性的亲水性较强的渗透调节物质。王卓敏等研究发现，抗寒性较强品种的可溶性蛋白含量随着低温胁迫时间的延长呈上升的趋势，但是不同品种间存在差异，有些品种则先上升后趋于平缓，还有一些品

种可溶性蛋白含量变动不显著［

２４］

。脯氨酸是一种亲水性有机溶剂，与细胞水势呈负相关。有学者研究发现马铃薯植株脯氨酸含量与抗寒性之间具有高度相关性，抗寒性越强的植

株脯氨酸含量越高［

２５］

。１．３　植物低温胁迫下的分子响应

目前，低温信号途径研究得比较清楚的是ＣＢＦ［Ｃ－ｒｅｐｅａｔ（ＣＲＴ）－ｂｉｎｄｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ］依赖的信号途径，该途径属ＡＢＡ非依赖性，在ＣＢＦ途径中，ＣＢＦ１、ＣＢＦ２和ＣＢＦ３是目前研究热点，ＣＢＦ１与ＣＢＦ２和ＣＢＦ３同属一小蛋白家族，且发现ＣＢＦ２对ＣＢＦ１、ＣＢＦ３负调控，即ＣＢＦ２能够阻遏调节ＣＢＦ１、ＣＢＦ３的表达

［２６］

。ＣＢＦ基因受到低温、光照、周期节律等的调

控，因此，ＣＢＦ信号途径是低温信号与其他信号相互作用的重要桥梁。研究显示，植物体内含有钙离子信号途径和ＩＣＥ１（ｉｎｄｕｃｅｒｏｆＣＢＦｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ１）－ＣＢＦ－寒冷响应途径调节ＣＢＦ基因的表达

［２７］

。质膜感受到冷信号，胞质中的三磷酸肌醇

（ＩＰ３）含量发生变化，胞质内钙离子的积累，并与钙调蛋白结合转录因子（ＣＡＭＴＡ３）形成复合物，ＣＡＭＴＡ３与ＣＢＦ２启动子上Ｃ

Ｇ－１元件结合，激活ＣＢＦ的表达。ＩＣＥ１是类似ＭＹＣ的ｂＨＬＨ转录因子，可特异地结合到ＣＢＦ３启动子的ＭＹＣ作用元件，激活ＣＢＦ３的表达，表达产物ＣＢＦ结合到多种寒冷和脱水应答基因，包括它们启动子的ＣＣＧＡＣ核心基序上，进而

诱导这些功能基因表达，最终使植物获得低温耐受能力［２８］

。

构建转录调控网络以及鉴定参与网络的转录因子对阐明植物逆境应答机制和挖掘抗逆分子改良有着重要的意义。ＮＡＣ转录因子是植物特有的一类转录因子，在抵御逆境反应

物均具有亲水特性、简单的氨基酸组成和重复的氨基酸序列，

且在水相缓冲液中呈可溶状［

３２］

。Ｃａｔａｌá等研究发现，１４－３－３基因的表达会使植物对各种逆境环境产生反应，罕见的冷诱导１Ａ（ＲＣＩ１Ａ）基因编码１４－３－３ｐｓｉ异构体，并通过控制冷诱导的基因表达对拟南芥的耐寒和冷驯化起负调控

的作用［

３３］

。ＳａｔｏｓｈｉＫｉｄｏｋｏｒｏ等研究发现，钙调蛋白结合转录ＡＣＴＩＶＡＴＯＲ３（ＣＡＭＴＡ３）和ＣＡＭＴＡ５会对迅速降低温度和诱导Ｄ

ＲＥＢ１ｓ的表达做出反应，但是这些蛋白质对温度逐渐降低不会做出反应［

３４］

。ｍｉＲＮＡｓ通过对靶基因ｍＲＮＡ进行切割或翻译抑制调节ｍＲＮＡ的表达，在植物生长发育和环境胁迫响应中起到重要

的作用［３５］

。安凤霞等在抗寒品种中检测到３４个上调表达，

４３个下调表达的ｍｉＲＮＡ，在低温敏感品种检测到５０个上调表达，４５个下调表达ｍｉＲＮＡ，这些保守或非保守ｍｉＲＮＡ在植

物的生长发育以及抵御低温逆境过程中起作用［３６］，笔者所在

课题组研究也发现经过冷驯化的马铃薯中其ｍｉＲ３９０通过负调控富含亮氨酸重复序列型类受体蛋白激酶基因（ＬＲＲ－ＲＬＫ）对低温产生响应（待发表）。肖仕等的研究揭示了冷害胁迫下拟南芥二酰甘油酰基转移酶ＤＧＡＴ１和二酰甘油激酶ＤＧＫ２、ＤＧＫ３和ＤＧＫ５调控二酰甘油（ＤＡＧ）、三酰甘油（ＴＡＧ）和磷脂酸（ＰＡ）的动态平衡，维持膜系统的完整性及细胞内氧还状态，从而影响植物对冷害的抗性反应。植物遭受低温逆境时，细胞内脂质代谢活动十分活跃，拟南芥细胞内的ＤＡＧ、ＴＡＧ和ＰＡ各组分的含量在低温胁迫下均显著升高。

植物在冷胁迫下，直接参与抗逆性反应的基因被诱导表达，这些基因的表达产物主要分为调控蛋白和功能蛋白。常见的调控蛋白包括钙调蛋白（

ｃａｌｍｏｄｕｌｉｎｓ，ＣａＭｓ）、钙依赖性蛋白激酶（ＣａＭｄｏｍａｉｎ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅｓ，ＣＤＰＫｓ）、类钙调磷酸酶Ｂ蛋白（ｃａｌｃｉｎｅｕｒｉｎＢ－ｌｉｋｅｐｒｏｔｅｉｎｓ，ＣＢＬｓ）、促分裂素原活化蛋白激酶（ｍｉｔｏｇｅｎ－ａｃｔｉｖａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅｓ，ＭＡＰＫ）和互作蛋白激酶（ＣＢＬ－ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅｓ，ＣＩＰＫｓ）等；常见的功能蛋白包括胚胎后期丰富蛋白（ＬＥＡ）、热休克蛋白（ＨＳＰｓ）、渗透调节物质的生物合成所需的酶、防冻剂和解毒蛋白质。

２　植物耐低温性研究常见的方法２．１　直接鉴定法

植物耐低温性大田直接鉴定法是应用最广泛的一种鉴定方法，包括田间自然鉴定法、生长恢复法、人工模拟气候室

江苏农业科学　２０１９年第４７卷第１４期

４］

法等［。

—３３—

等。主成分分析法是将多个具有一定相关性的评价指标，通过计算转化成个数较少且代表性彼此独立的抗逆性综合评价指标，以减少各指标间原有的相关性，提高评价指标的可靠性。隶属函数法是采用模糊数学的方法对植物抗寒性进行综合评价作为一种更为有效的方法，引用杨金红的隶属度计算

５０］

：公式［

田间鉴定法是根据季节温度的变化规律，按一定的标准比较植物的器官、组织的受冻情况，根据植物叶片的颜色、水渍斑以及茎杆的透明度来评价植物的抗冻性。植物受冻害程度越低，说明抗寒性越强，抗寒性强的品种，评分也就越低。田间鉴定法大多采用聚类分析法来分析，聚类分析法是将样品按相似程度划分类别，使得同一类中元素之间的相似性比其他类元素相似性更强的一种理想的多变量统计技术。刘艳等通过系统聚类和相关性系数法来探讨各植物间的亲缘关系。得出聚类分析法在植物物种分类及鉴别中是一种可行性手段，其结果与相关性分析结果相吻合

［３７］

正效应指标：Ｕ（ＸＸ）／（ＸＸ）；ｉｊ＝ｉｊ－ｊｍｉｎｊｍａｘ－ｊｍｉｎ负效应指标：Ｕ１－（ＸＸ）／（ＸＸ）。ｉｊ＝ｉｊ－ｊｍｉｎｊｍａｘ－ｊｍｉｎ

式中：Ｕ表示ｉ品种ｊ指标的抗寒隶属函数值；Ｘ表示ｉ品种ｊｉｊｉｊ指标的测定值；Ｘ表示所有品种ｊ指标的最小值；Ｘ表示ｊｍｉｎｊｍａｘ所有品种ｊ指标的最大值；目前隶属函数法已广泛应用于牧

５１］５２］５３］５４］５５］５６］

草［、杨树［、苹果［、小麦［、马铃薯［、胡枝子［、花。魏亮等的研究结

果显示，马铃薯材料损伤评分为２，损伤较轻，抗寒性较好；损

伤评分为６

，植株基本死亡，抗寒性最差［３８］

。田间自然霜冻法的分级细致合理，适合大批量的实验材料，但是同时，该方法周期性长，重复性差，受季节的限制。生长恢复法是将植物材料放在不同的温度梯度下进行处理，取出后放在适宜生长的条件下测定恢复生长的最低温度，确定它们抗寒性的一种比

较可靠并普遍应用的方法［

４］

。田娟等利用电导率对植物抗寒性进行比较，得出随着胁迫程度的加深和胁迫时间的持续延长，植物均呈现出膜相对透性逐渐增大的趋势，但不同品种

间的增幅却各不相同［３９］

。人工模拟气候室法是一种周期较

短、可重复性高、不受季节限制的方法，但是模拟人工气候室的成本较高，并且人工气候室的空间条件有限，难以进行大批量的材料处理。２．２　间接鉴定法

植物耐低温性间接鉴定法包含很多的鉴定指标，主要有细胞膜电解质的测定、氧化还原酶系统、可溶性糖含量的测定、脯氨酸的测定、叶绿素荧光的测定以及ＤＡＢ组织定位等。

细胞膜系统通常是最先受到低温伤害的部位，逆境导致细胞膜透性加大，细胞内物质向膜外渗透，电解质渗透增大。测定电解质渗漏一直被用作衡量细胞膜结构在逆境中稳定性的一项重要指标，通过定义电解质透出率达５０％时的温度为半致死温度［４０］

。进一步优化利用ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线描述低温对植

物细胞膜的伤害过程，Ｒａｊａｓｈｅｋａｒ等提出曲线拐点为ＬＴ５０的

观点

［４１］

并在我国得到了广泛认同。李飞等成功地运用该方

法对马铃薯资源进行了抗寒性鉴定［４２－４５］

。相对电导率法技

术完善，不受季节的限制应用广泛，不足之处是该方法比较繁琐、周期长、重复性不好，不适合大批量的材料的筛选。

林艳等探究了不同大叶女贞品种的抗寒性，随着幼苗叶片处理时间的延长，其丙二醛和可溶性糖含量逐渐上升

［４６］

。

刘贝贝等对６种石榴品种低温处理，发现抗寒性较强的材料脯氨酸含量先上升后下降，抗寒性较弱的品种随着冷胁迫的

处理脯氨酸含量不断上升［

２１］

。丁旭等研究发现，随冷冻胁迫加强，马铃薯叶片斑块越多，说明抗冻能力越差［４７］

。ＤＡＢ组

织定位操作比较简单，成本较小，结果明显，比较容易辨别，重复性强，但是容易受到人为操作的影响。２．３　综合鉴定法

植物抗寒性机理十分复杂，采用单一的指标难以反映其抗寒性本质

［４８－４９］

，因此在探究植物的耐低温性研究时，采用

多个生理生化指标去衡量的综合鉴定法，可增强准确性，常运用到的分析方法有主成分分析法，隶属函数法和聚类分析法

生［５７］、核桃［５８］、葡萄［５９］和火龙果［６０］等。

杨慧菊等利用主成分分析法比较了不同马铃薯品种在低

温胁迫下的抗寒性［

４９］

。许泳清等测定了马铃薯试管苗的细胞质膜透性、可溶性蛋白和脯氨酸含量及丙二酸含量，并以４项指标的平均隶属度综合评价了不同品种在低温胁迫下的抗

寒性［

６１］

。３　提高植物耐低温性的途径３．１　植物抗冻锻炼

将植物在非伤害性的零上低温条件下诱导其抗寒力逐渐增强的过程称之为抗寒锻炼，这个过程可以在人为设置的控

制低温下进行，也可以在自然越冬条件下进行［６２］

。植物抗冻

性是一个非常复杂的性状，包括抵抗低温对植物功能的直接影响和因冰晶形成造成的间接影响的能力。经过抗冻锻炼的植物有一定水平的抗冻性，而未经过抗冻锻炼的植物在严重低温胁迫下将会死亡，抗冻锻炼程度与植物生长阶段以及冬

季的休眠期密切相关，不同品种的植物抗冻性有区别［

３］

。逆境条件下，植物内源ＡＢＡ含量也上升，叶片含水量下降，束缚水比例上升，气孔阻力及可溶性糖含量增加，植株体内的一些酶活性（ＰＯＤ、ＳＯＤ、ＣＡＴ、ＡＴＰ酶）升高，特别是ＰＯＤ酶的活性

有了极显著的提高［６３］

。

Ｋａｚｕｏｋａ等发现，多种植物在低温锻炼期间，可溶性蛋白

含量随低温锻炼过程抗寒性的提高而增加［６４］

。但是Ｕｅｍｕｒａ

等得出不同的结论，即可溶性蛋白质含量在低温锻炼中并没

有实质性的改变［６５］。林善枝等发现，在不同低温锻炼期间，

毛白杨幼苗总可溶性蛋白质含量增加，抗冻性增强，可溶性蛋白质含量的增加有助于加强细胞的保水力，提高细胞内的束缚水，降低冰点。用环己亚胺处理幼苗，可溶性蛋白含量随时间的延长而下降，植物的抗寒性变弱，这种低温处理的结果与

逐渐缩短光照天数的结果是一致的［

６６］

。林善枝的研究结果与刘鸿等［６７］、简令成等［６８］

的研究一致，在低温和短日照这２

种特定条件下，植物这种潜在的抗冻基因才会表达，从而提高植物的抗冻力。笔者所在课题给研究发现１０℃冷驯化１０ｄ引起被驯化马铃薯材料３７８个基因显著上调表达；６９２个基因显著下调，９７个ｍｉＲＮＡ显著上调表达；２１个ｍｉＲＮＡ显著下调（待发表）。

３．２　外源生长调节剂的调控作用

植物外源生长调节剂是一种植物激素，在低浓度下对植

物的生长发育起促进或者抑制的作用［６９］

。外源生长调节剂

—３４—江苏农业科学　２０１９年第４７卷第１４期

使人们对于植物低温响应基因表达调控网络的理解提高到一个新的水平。

参考文献：

［１］王　毅，杨宏福，李树德．园艺植物冷害和抗冷性的研究（综述）

［Ｊ］．园艺学报，１９９４，２１（３）：２３９－２４４．

［２］乌凤章，王贺新，徐国辉，等．木本植物低温胁迫生理及分子机制

研究进展［Ｊ］．林业科学，２０１５，５１（７）：１１６－１２８．

［３］许　英，陈建华，朱爱国，等．低温胁迫下植物响应机理的研究进

展［Ｊ］．中国麻业科学，２０１５，３７（１）：４０－４９．

［４］李文明，辛建攀，魏驰宇，等．植物抗寒性研究进展［Ｊ］．江苏农

２０１７，４５（１２）：６－１１．业科学，

对植物耐低温性影响研究常在脱落酸（ＡＢＡ）、多效唑（ＰＰ）、油菜素内脂（ＢＲ）等中展开。外源生长调节剂的主３３３要功能是诱导植物产生对不良生长环境的抗性。在寒冷胁迫下，脱落酸启动细胞抗冷基因的表达，诱导植物产生抗寒能

７０］７１］７２］７３］力［。在水稻［、番茄［、辣椒［等植物上都已经证实，抗

寒性强的植物品种，其内源脱落酸含量高于抗寒性弱的品种，并且发现脱落酸可以减轻黄瓜、南瓜、水稻、柑橘的低温

６３］伤害［。

在未来的农业和生产当中，作物化控技术作为农业生产的新技术，是传统农艺技术的发展与补充，也是高产优质高效

７０］生产技术的重要配套技术［。当前阶段，关于植物生长调节

剂的应用是比较狭窄的，需要开发新的产品来与现代农业匹配，在今后的开发和创新过程中，品种种类多样、高效，以及多功能的混合制剂是主要方向。３．３　基因工程

基因工程一种是现代生物分子育种的技术手段。基因是编码遗传信息的基本遗传单位，基因工程育种具有高效、定向和不受植物世代影响等优点。基因工程育种与常规育种以及分子标记结合起来，加快了植物的育种进程。但由于植物基因工程是一个新兴研究领域，研究基础比较薄弱，还有许多问题有待进一步研究：（１）转移多个基因的技术不成熟。植物的抗寒性是由多个复杂基因控制的，但抗寒基因工程大多是围绕单个基因研究。（２）可利用的目的基因不多。植物的抗寒性受一个庞大的调控网络控制，涉及大量的基因，而目前分离的主要是一些保护类的基因，且多来自拟南芥等模式植物。要想植物的抗寒育种取得更大的突破，必须从不同的植物分离更多的基因，深入研究植物的抗寒分子机理。（３）转基因的表达系统不完善。目前，抗寒基因工程多采用ＣａＭＶ的３５Ｓ组成型强启动子来启动外源基因在植物体内的组成型表达，虽在逆境下能较好地提高植物抗寒水平，但在非逆境下，

这种不必要的高表达也给植物带来许多负面效应［７４］。利用

基因工程的手段，将ＤＲＥＢ转录因子和抗冻蛋白基因导入烟草、水稻、油菜等植物中，相信随着分子生物学技术和方法的不断发展，用基因工程方法提高农作物的抗寒性必将会取得可喜的进展，具有广泛的实际应用前景［７５］

。

４　结束语

植物对低温的适应性受多基因调控，会产生复杂的生理生化反应，采用综合鉴定法，能比较准确地鉴定植物的抗寒性。在众多的抗寒性指标中，相对电导率的测定应用最为广泛，过氧化物酶（ＰＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、丙二醛（ＭＤＡ）等研究的也颇多，在分析的过程中一般采用主成分分析法、隶属函数法和聚类分析法。

综合近几年的研究结果可以看出，植物低温响应机制研究重点已经从基本功能基因转向信号调控网路。转录因子处在低温信号响应的上游，在转录水平上主导着低温相关蛋白的级联反应，低温响应转录调控机制正被逐步阐明。另外，ｍｉＲＮＡ介导的转录后基因调节网络在低温响应中的作用机制也被逐步揭开面纱，随着对于ｍｉＲＮＡ作用机制进一步深入研究，以及利用最新的例如ｍｉＲＮＡ芯片等高通量的技术手段对于信号转导中ｍｉＲＮＡ和靶基因之间的关系进行研究，将会

５］杨宁宁，孙万仓，刘自刚，等．北方冬油菜抗寒性的形态与生理机

制［Ｊ］．中国农业科学，２０１４，４７（３）：４５２－４６１．

６］宋尚伟，刘程宏，张芳明，等．不同石榴品种抗寒性的研究［Ｊ］．

河南农业大学学报，２０１２，４６（２）：１４３－１４６．

７］谢晓金，郝日明．南京地区引种的６种常绿阔叶树种抗寒性测试

［Ｊ］．福建林业科技，２００７，３４（４）：６７－７０．

８］田雪飞．日光温室番茄冻害症状、发生原因及防治措施［Ｊ］．吉

林蔬菜，２０１０（３）：５０．

９］许　瑛，陈发棣．菊花８个品种的低温半致死温度及其抗寒适应

性［Ｊ］．园艺学报，２００８（４）：５５９－５６４．

１０］何煜明．低温胁迫对不同生长期水稻的影响及其机理的研究

［Ｊ］．中国农业信息，２０１６（１６）：１１２．

１１］姚利晓，何永睿，邹修平，等．柑橘基因工程育种研究策略及其

进展［Ｊ］．果树学报，２０１３，３０（６）：１０５６－１０６４．

１２］曹红星，孙程旭，冯美利，等．低温胁迫对海南本地种油棕幼苗

的生理生化响应［Ｊ］．西南农业学报，２０１１，２４（４）：１２８２－１２８５．１３］郁万文．银杏抗寒机理及种质资源抗寒性评定的初步研究

［

Ｄ］．南京：南京林业大学，２００８．１４］毕庆文，汪　健，杨志晓，等．成熟期大田渍水胁迫对烤烟叶片

生理特性的影响［Ｊ］．中国烟草学报，２００９，１５（２）：４６－４９，５４．１５］林梅馨，杨汉金．橡胶树低温伤害的生理反应［Ｊ］．热带作物学

报，１９９４，１５（２）：７－１１．

１６］孙双印，李晓靖．低温胁迫条件下白玉兰与紫叶李光合生理特

性研究［Ｊ］．林业与生态科学，２０１８，３３（２）：１９６－２０２．１７］秦玉芝，陈　珏，邢　铮，等．低温逆境对马铃薯叶片光合作用

的影响［Ｊ］．湖南农业大学学报（自然科学版），２０１３，３９（１）：２６－３０．　

１８］ＮｅｉｌｌＳ，ＤｅｓｉｋａｎＲ，ＨａｎｃｏｃｋＪ．Ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅｓｉｇｎａｌｉｎｇ［Ｊ］．

ＣｕｒｒｅｎｔＯｐｉｎｉｏｎＰｌａｎｔＢｉｏｌｏｇｙ，２００２，５（５）：３８８－３９５．

１９］ＣｈｒｉｓｔｅｌｌｅＤ，ＭａｒｉｅＧ，ＧｒａｈａｍＭ，ｅｔａｌ．Ｌｅａｆｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｍｏｄｕｌａｔｅ

ｗｈｏｌｅｃｅｌｌｒｅｄｏｘｈｏｍｅｏｓｔａｓｉｓ，ｓｅｔａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｃａｐａｃｉｔｙ，ａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｒｅｓｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｈｒｏｕｇｈａｌｔｅｒｅｄｓｉｇｎａｌｉｎｇａｎｄｄｉｕｒｎａｌｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＣｅｌｌ，２００３，１５（４）：１２１２－１２２６．

２０］ＦｏｙｅｒＣＨ，ＮｏｃｔｏｒＧ．Ｒｅｄｏｘｈｏｍｅｏｓｔｉｓａｎｄａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｓｉｇｎａｌｉｎｇ：ａ

ｍｅｔａｂｏｌｉｃｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｓｔｒｅｓｓｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｎｄｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉ－ｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓ

［Ｊ］．ＰｌａｎｔＣｅｌｌ，２００５，１７（７）：１８６６－１８７５．２１］刘贝贝，陈利娜，牛　娟，等．６个石榴品种抗寒性评价及方法筛

选［Ｊ］．果树学报，２０１８，３５（１）：６６－７３．

２２］黄　敏，陈杰忠．果树抗寒性研究进展（综述）［Ｊ］．亚热带植物

科学，２０１１，４０（１）：８０－８４．

２３］吴　飞，朱生秀，向江湖，等．低温胁迫对俄罗斯大果沙棘抗寒

生理指标的影响［Ｊ］．安徽农业科学，２０１７，４５（１０）：１３－１５．

［［［［［［［［［［［［［［［［［［［江苏农业科学　２０１９年第４７卷第１４期

［２４］王卓敏，周彤彤，薛　立，等．低温胁迫对４种绿化幼苗生理的

影响［Ｊ］．安徽农业大学学报，２０１６，４３（２）：２０９－２１４．

［２５］李　飞，金黎平．马铃薯耐霜冻研究进展［Ｊ］．贵州农业科学，

２００７，３５（４）：１４０－１４２，１４５．

［２６］郭子武，李宪利，高东升，等．植物低温胁迫响应的生化与分子

生物学机制研究进展［Ｊ］．中国生态农业学报，２００４，１２（２）：５９－６２．　

［２７］ＴｈｏｍａｓｈｏｗＭＦ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂａｓｉｓｏｆｐｌａｎｔｃｏｌｄａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎ：ｉｎｓｉｇｈｔｓ

ｇａｉｎｅｄｆｒｏｍｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅＣＢＦｃｏｌｄｒｅｓｐｏｎｓｅｐａｔｈｗａｙ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ，２０１０，１５４（２）：５７１－５７７．Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ

［２８］ＳｔｏｃｋｉｎｇｅｒＥＪ，ＳｋｉｎｎｅｒＪＳ，ＧａｒｄｎｅｒＫＧ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌｓｏｆ

ｂａｒｌｅｙＣｂｆｇｅｎｅｓａｔｔｈｅＦｒｏｓｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅＨ２ｌｏｃｕｓａｒｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔｕｐｏｎａｌｌｅｌｅｓａｔＦｒ－Ｈ１ａｎｄＦｒ－Ｈ２［Ｊ］．ＰｌａｎｔＪｏｕｒｎａｌ，２００７，５１（２）：Ｄ］．北京：中国农业科学院，２００８．［

—３５—

［４５］魏　亮．中国主要马铃薯品种抗寒性鉴定及抗寒相关基因表达

分析［Ｄ］．呼和浩特：内蒙古农业大学，２０１２．

［４６］林　艳，郭伟珍，徐振华，等．大叶女贞抗寒性及冬季叶片丙二

醛和可溶性糖含量的变化［Ｊ］．中国农学通报，２０１２，２８（２５）：６８－７２．　

［４７］丁　旭，潘　妃，谢　洁，等．几种马铃薯耐冻性分析方法比较

［Ｊ］．湖南农业科学，２０１７（６）：１４－１７．

［４８］杨慧菊，郭华春．马铃薯不同品种抗寒性综合评价［Ｊ］．分子植

２０１７，１５（２）：７１６－７２４．物育种，

［４９］杨慧菊，郭华春．马铃薯幼苗低温胁迫的生理响应及品种耐寒

Ｊ］．西南农业学报，２０１６，２９（１１）：２５６０－２５６６．性综合评价［

［５０］杨金红．山东地区引种石楠属植物苗期生长和抗寒性研究

３０８－１３２１．　

２９］ＯｏｋａＨ．ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆＮＡＣｆａｍｉｌｙｇｅｎｅｓｉｎＯｒｙｚａ

ｓａｔｉｖａａｎｄＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ［Ｊ］．ＤＮＡＲｅｓ，２００３，１０（６）：２３９－２４７．　

３０］ＳｅｏＰＪ，ＰａｒｋＣＭ．Ａｍｅｍｂｒａｎｅ－ｂｏｕｎｄＮＡＣｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒａｓ

ａｎｉｎｔｅｇｒａｔｏｒｏｆｂｉｏｔｉｃａｎｄａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｓｉｇｎａｌｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＳｉｇｎａｌＢｅｈａｖ，２０１０，５（５）：４８１－４８３．

３１］边　境，徐晶宇，赵长江，等．玉米低温响应ＮＡＣ转录因子的分

子特性分析［Ｊ］．玉米科学，２０１９，２７（２）：３６－４６．

３２］黄荣峰，杨宇红，王学臣．植物对低温胁迫响应的分子机理［Ｊ］．

农业生物技术学报，２００１，９（１）：９２－９６．

３３］ＣａｔａｌáＲ，Ｌóｐｅｚ－ＣｏｂｏｌｌｏＲ，ＭａｒＣａｓｔｅｌｌａｎｏＭ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅ

Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ１４－３－３ｐｒｏｔｅｉｎＲＡＲＥＣＯＬＤＩＮＤＵＣＩＢＬＥ１Ａｌｉｎｋｓｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｅｔｈｙｌｅｎｅｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｔｏｒｅｇｕｌａｔｅｆｒｅｅｚｉｎｇｔｏｌｅｒａｎｃｅａｎｄｃｏｌｄａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＣｅｌｌ，２０１４，２６（８）：３３２６－３３４２．

３４］ＫｉｄｏｋｏｒｏＳ，ＹｏｎｅｄａＫ，ＴａｋａｓａｋｉＨ，ｅｔａｌ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｌｄ－ｓｉｇｎａｌｉｎｇ

ｐａｔｈｗａｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｔｏｒａｐｉｄａｎｄｇｒａｄｕａｌｄｅｃｒｅａｓｅｓｉｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＣｅｌｌ，２０１７，２９（４）：７６０－７７４．

３５］王　明，谢　洁，熊兴耀，等．ｍｉＲＮＡｓ在园艺植物非生物胁迫响

应中的作用［Ｊ］．现代园艺，２０１７，９（１８）：１３－１４．

３６］安凤霞，梁　艳，曲彦婷，等．ＭｉｃｒｏＲＮＡ在调节植物生长发育和

逆境胁迫中的作用［Ｊ］．植物生理学报，２０１３，４９（４）：３１７－３２３．３７］刘　艳，司民真，李家旺，等．ＦＴＩＲ结合聚类分析法在姜科植物

物种分类及鉴别中的应用［Ｊ］．光散射学报，２０１６，２８（３）：２５２－２５８．　

３８］魏　亮，徐建飞，卞春松，等．中国主要马铃薯栽培品种抗寒性

的鉴定与评价［Ｊ］．植物生理学报，２０１７，５３（５）：８１５－８２３．３９］田　娟．２０个紫薇品种抗寒性比较研究［Ｄ］．北京：北京林业

大学，２００９．

４０］ＳｕｋｕｍａｒａｎＮＰ．Ａｎｅｘｃｉｓｅｌｅａｆｌｅｔｔｅｓｔｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｐｏｔａｔｏｆｒｏｓｔ

ｔｏｌｅｒａｎｃｅ［Ｊ］．Ｈｏｒｔｉｓｃｉ，１９７２（７）：４６７－４６８．

４１］ＲａｊａｓｈｅｋａｒＣ，ＧｕｓｔａＬＶ，ＢｕｒｋｅＭＪ．Ｍｅｍｂｒａｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ

ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ：ｐｒｏｂａｂｌｅｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｆｒｏｓｔｄａｍａｇｅｉｎｈａｒｄｙｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｓｐｅｃｉｅｓ［Ｍ］／／ＬｙｓｏｎｓＪＭ，ＧｒａｈａｍＤ，ＲａｉｓｏｎＪＫ．Ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｃｒｏｐｐｌａｎｔｓｔｈｅｒｏｌｅｏｆｍｅｍｂｒａｎｅ．ＮｅｗＹｏｒｋ：ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ

，１９７９：２５５－２７４．４２］李　飞，雷尊国，刘　杰．野生马铃薯材料苗期耐冻性鉴定［Ｊ］．

中国蔬菜，２００８（１２）：６－１０．

４３］吴能表，钟永达，肖文娟，等．零上低温对甘蓝幼苗逆境指标的

动态影响［Ｊ］．西南师范大学学报，２００５，３０（３）：５２５－５２８．４４］李　飞．野生马铃薯植株苗期耐冻性鉴定及耐冻机理研究

［Ｄ］．南京：南京林业大学，２００７．

５１］刘金荣，谢晓蓉．河西走廊足球场草坪适宜草种筛选及评价

［Ｊ］．草业科学，２００４，２１（１１）：７９－８３．

５２］史清华，󰀢建社，

王　军，等．５个杨树无性系抗寒性的测定与评价［Ｊ］．西北植物学报，２００３，２３（１１）：１９３７－１９４１．

５３］󰀢爱农，

姜淑荣，赵锡温，等．苹果品种抗寒性测定方法的研究［Ｊ］．果树科学，２０００，１７（１）：１７－２１．

５４］ＧｕａｎＬ，ＺｈａｎｇＺＭ，ＱｉＧＢ，ｅｔａｌ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ

ｍｅｔｈｏｄｏｆｇｒｅｙｍｕｈｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｍｅｍｂｅｒ？ｓｈｉｐｇｒａｄｅｉｎｅｖａｌｕａｔｉｎｇｗｈｅａｔｖａｒｉｅｔｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００６，４０（２）：１１７－１２１．

５５］王　谧，王　芳，王　舰．应用隶属函数法对马铃薯进行抗旱性

综合评价［Ｊ］．云南农业大学学报（自然科学），２０１４，２９（４）：４７６－４８１．

５６］王志泰，马　瑞，马彦军，等．利用隶属函数法分析胡枝子抗旱

性［Ｊ］．干旱区资源与环境，２０１３，２７（９）：１１９－１２３．

５７］张智猛，慈敦伟，丁　红，等．花生品种耐盐性指标筛选与综合

评价［Ｊ］．应用生态学报，２０１３，２４（１２）：３４８７－３４９４．５８］相　昆，张美勇，徐　颖，等．不同核桃品种耐寒特性综合评价

［

Ｊ］．应用生态学报，２０１１，２２（９）：２３２５－２３３０．５９］王雅琳，孙　萍，李　唯．８个葡萄品种抗寒性及生理指标相关

性分析［

Ｊ］．甘肃农业科技，２０１７（８）：３４－４０．６０］高国丽，张冰雪，乔　光，等．火龙果种质资源的耐寒性综合评

价［Ｊ］．华中农业大学学报，２０１４，３３（３）：２６－３２．

６１］许泳清．利用隶属函数法综合评价马铃薯品种资源试管苗的抗

寒性［Ｃ］／／中国作物学会马铃薯专业委员会，河北省农业厅，张家口市人民政府．２０１６年中国马铃薯大会论文集．中国作物学会马铃薯专业委员会，河北省农业厅，张家口市人民政府，２０１６：４．

６２］蔡庆生．抗寒锻炼下植物抗冻性的变化及其与碳水化合物和脯

氨酸含量的关系［Ｃ］／／中国植物生理学会．中国植物生理学会全国学术年会暨成立４０周年庆祝大会学术论文摘要汇编．中国植物生理学会，２００３：１．

６３］白　洁．外源生长调节物质对亚低温下番茄幼苗生理特性的影

响［Ｄ］．北京：中国农业科学院，２００７．

６４］ＫａｚｕｏｋａＴ，ＯｅｄａＫ．Ｈｅａｔ－ｓｔａｂｌｅＣＯＲ（ｃｏｌｄ－ｒｅｇｕｌａｔｅｄ）ｐｒｏｔｅｉｎｓ

ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｆｒｅｅｚｉｎｇｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｓｐｉｎａｃｈ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＣｅｌｌＰｈｙｓｉｏｌ，１９９２，３３（７）：１１０７－１１１４．

６５］ＵｅｍｕｒａＭ，ＧｉｌｍｏｕｒＳＪ，ＴｈｏｍａｓｈｏｗＭＦ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＣＯＲ６．６

ａｎｄＣＯＲ１５ａｍｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅｓｅｎｃｏｄｅｄｂｙＣＯＲ（ｃｏｌｄ－ｒｅｇｕｌａｔｅｄ）ｇｅｎｅｓｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａｏｎｔｈｅｆｒｅｅｚｅ－ｉｎｄｕｃｅｄｆｕｓｉｏｎａｎｄｌｅａｋａｇｅｏｆｌｉｐｏｓｏｍｅｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，１９９６，１１１（１）：３１３－３２７．

［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［［—３６—江苏农业科学　２０１９年第４７卷第１４期

王吉永，郭龙妹，高林怡，等．植物内生菌的侵染定殖研究概况［Ｊ］．江苏农业科学，２０１９，４７（１４）：３６－３９．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１９．１４．００８

植物内生菌的侵染定殖研究概况

王吉永，郭龙妹，高林怡，王莉莉，黎万奎

（上海中医药大学中药研究所，上海２０１２０３）

　　摘要：植物内生菌对宿主具有增强抗逆、促生以及产生与宿主植物相同或相似的次生代谢产物等作用。侵染定殖是人为利用植物内生菌的一个重要手段，对植物内生菌侵染定殖的研究近况进行分析，并综述内生菌侵染定殖涉及到的接种方式、侵染特性、定殖作用以及定殖能力的影响因素，并对内生菌在药用植物方面的应用发展趋势作出相关评价。

　　关键词：内生菌；侵染定殖；定殖能力

　　中图分类号：Ｓ１８２　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１９）１４－００３６－０４

　　植物内生菌是指在植物的部分或全部生活阶段、存活于健康植物体内、不使植物表现出明显病害症状的微生物类

１］群［。内生菌主要包括内生细菌、内生真菌和内生放线菌２－４］

，并与宿主长期协同进化，具有等，广泛存在于植物体内［５］

增强寄主抗逆性、促进生长、提高植物损伤后的修复效率［

银杏等。药用植物内生真菌的研究发展将成为解决中药材资源和品质的突破口之一。因此，研究植物内生菌的侵染定殖规律，将其对宿主的有益方面应用到植物的生产或栽培当中，无论对作物还是药用植物都具有较大的研究和应用价值。１　接种方法

人工接种植物内生菌是模拟自然界内生菌通过自然孔口和伤口侵染植物的方式，利用植物自然孔口（如气孔）或人工制造切口对植物进行内生菌接种。植物在生长过程中根系与土壤或其他培养基质摩擦形成的创口和植物茎干上的皮孔、蜜腺、胚根，以及叶片上的气孔、水孔等伤口和自然孔口或人工切口均可作为内生菌侵染植物的通道。

根部侵染常用方法有灌根法、蘸根法、由表１可以看出，

浸根法、伤根法等，茎干侵染的方法有针刺法、打孔法等，叶片侵染常用喷雾法、伤叶法等。部分研究将灌根法与喷雾法相结合对植物进行接种。根部定殖研究出现频率最高，这可能与植物主要通过根部从土壤或培养基质中吸收营养物质有关，植物根部在吸收营养物质的同时也更容易受到土壤或培养基质中内生菌的侵染。２　侵染特性２．１　定殖动态

内生菌侵染宿主植物后在宿主体内的定殖是一个动态过

［７１］曾韶西，王以柔，李美茹，等．冷驯化和ＡＢＡ诱导水稻幼苗提高

抗冷性期间膜保护系统的变化［Ｊ］．热带亚热带植物学报，１９９４，２（１）：４４－５０．

［７２］郭凤领，卢育华，李宝光．外源ＡＢＡ对番茄苗期和开花期抗冷

特性的影响［Ｊ］．山东农业大学学报（自然科学版），２０００，３１（４）：３５７－３６２．

［７３］邹志荣，陆帼一．外源ＡＢＡ对辣椒幼苗抗冷性的影响［Ｊ］．西北

农业大学学报，１９９６，２４（６）：６０－６４．

［７４］陈儒钢，巩振辉，逯明辉，等．植物抗寒基因工程研究进展［Ｊ］．

西北植物学报，２００８，２８（６）：１２７４－１２８０．

［７５］李　璨，杨天杰．植物抗寒基因工程研究进展［Ｊ］．吉林农业科

学，２０１１，３６（２）：１５－２０．

等作用，其促生长、抗逆等作用在生物菌肥、生物固氮方面已得到一定程度的应用。现代植物育种栽培会经历从快繁体系进入大田生产的过程，内生菌在此过程中参与并完成植株微生态体系的构建。人工干扰下内生菌参与构建微生态群落的过程涉及到侵染方式和定殖规律的影响，研究内生菌对宿主的侵染特性可为提高其定殖能力和效果提供一定指导性，在增强宿主抗逆性、提高植物产量等方面具有重要的研究价值。

６］

，许多研自１株能产紫杉醇的红豆杉内生真菌被发现以后［

究结果相继表明，药用植物内生真菌能产生与宿主植物相同

７］

或相似的次生代谢产物，并能提升药用植物品质［。目前已

对很多药用植物进行了内生真菌的研究，如重楼、山药、杜仲、

收稿日期：２０１８－０５－１０基金项目：国家自然科学基金（编号：８１１３００７０、８１６７３５４１）。作者简介：王吉永（１９９１—），女，贵州遵义人，硕士研究生，研究方向为中药现代生物技术与资源开发利用。Ｔｅｌ：（０２１）５１３２２５７４；Ｅ－ｍａｉｌ：１０９６２１６５８６＠ｑｑ．ｃｏｍ。通信作者：黎万奎，博士，副研究员，硕士生导师，研究方向为中药现代生物技术与资源开发利用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｉｏ５２１０＠１２６．ｃｏｍ。［６６］林善枝，李雪平，张志毅．低温锻炼对毛白杨幼苗抗冻性和总

可溶性蛋白质的影响［Ｊ］．林业科学，２００２，３８（６）：１３７－１４１．　　　

［６７］曾韶西，王以柔，刘鸿先．低温光照下与黄瓜子叶叶绿素降低有

关的酶促反应［Ｊ］．植物生理学报，１９９１，１７（２）：１７７－１８２．［６８］简令成，卢存福，李积宏，等．适宜低温锻炼提高冷敏感植物玉

米和番茄的抗冷性及其生理基础［Ｊ］．作物学报，２００５，３１（８）：９７１－９７６．

［６９］孙玉洁，王国槐．植物抗寒生理的研究进展［Ｊ］．作物研究，

２００９，２３（５）：２９３－２９７．

［７０］李光林，陈德万，左冰意，等．ＡＢＡ对杂交稻幼苗抗冷性机理的

研究［Ｊ］．西南农业大学学报，１９９９，１６（２）：１３８－１４３．

櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄