植物抵御冷胁迫的分子机制研究进展

摘要

冷胁迫是一种普遍存在的非生物胁迫因子，严重制约植物的生长发育与全球粮食安全。系统综述了冷胁迫（0～15℃）引发的关键生理生化损伤（包括电解质渗漏、光合与呼吸抑制、活性氧（ROS）爆发及水分调节失衡）；深入探讨了植物感知低温信号的分子机制（涉及COLD1/RGA1、Ca2+通道、RLKs等关键感受器）及其信号转导通路（如Ca2+信号流、MAPK级联反应和ICE1-CBF-COR核心模块）；并详细阐述了植物抵御低温的多种分子策略，涵盖渗透保护系统、ROS清除机制、海藻糖信号传导、S-酰基化翻译后修饰以及低温保护蛋白（LEA、AFP、CSPs）的诱导表达。最后，展望了植物耐冷性研究的未来方向，强调深化冷感受器结构与功能解析、揭示物种间调控网络差异、探索新型调控机制（如相分离、表观遗传）以及推动多基因协同编辑育种的重要性，为作物耐冷性遗传改良提供理论基础与创新思路。

关键词

植物 / 生理生化 / 冷胁迫 / 信号转导 / 分子机制