冷应激对植物的生长,发育和产量产生不利影响。此外,植物物种的空间和地理分布也受到低温的影响。冷应力包括寒冷和/或冷冻温度,这会触发完全不同的植物反应。冻结耐受性是通过冷适应过程获得的,该过程涉及事先暴露于非致命的低温下,然后在细胞膜刚度,转录组,兼容溶质,颜料,色素和冷反应性蛋白(例如抗冻蛋白)中进行了深刻改变。此外,表观遗传机制,例如DNA甲基化,组蛋白修饰,染色质动力学和小型非编码RNA在冷应激适应中起着至关重要的作用。在这里,我们提供了有关冷诱导的信号传导和调节机制的最新更新。重点是表观遗传机制和抗冻蛋白在植物赋予冷应激耐受性中的作用。最后,我们讨论了提高冷容忍和发展冷植物的基因操纵策略。
一个典型的例子是联合利华开发的冰结构蛋白,这项技术在 21 世纪中期彻底改变了冰淇淋的生产方式。这些蛋白质可以与冰晶结合,保护生物体免受冰冻条件下的伤害,因此也被称为抗冻蛋白 [6] 。它们在冻融循环中会改变冰晶的生长、形态和稳定性 [7] 。这使得生产出的冰淇淋含有更少的脂肪、糖和卡路里,同时包含更多的水果 [8] ,并从根本上减少了冰棍在炎热气候下的融化时间。冰结构蛋白的商业化利用只有通过精准发酵才有可能,因为它们在植物中的含量极少。这项发明的成功归功于透明的沟通,解决了人们对安全的担忧,以及使用转基因酵母生产蛋白质,吸引了注重健康的顾客。
一个典型的例子是联合利华开发冰结构蛋白,该蛋白质在2000年代中期彻底改变了冰淇淋生产。这些蛋白质与冰晶结合并保护生物在冰冻条件下免受损伤,因此也称为抗冻蛋白[6]。进行冰冻循环时会改变冰晶生长,形态和稳定性[7]。这可以使冰淇淋含量更少,糖和卡路里的冰淇淋,同时包括更多的水果[8],从而从炎热的气候中降低了冰棒的融化时间。冰结构蛋白的商业利用仅通过精确发酵才成为可能,因为它们仅存在于植物中的微小量。本发明的成功归因于透明的沟通涉及对安全性的担忧以及对蛋白质生产的转基因酵母的使用,从而吸引了健康意识的客户。