1、在自然界中，植物不可避免地遭受各種環(huán)境因子的刺激，例如低溫，干旱和鹽漬脅迫。在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中植物形成了響應(yīng)脅迫信號(hào)和提高自身抗性的應(yīng)變機(jī)制，它們通過調(diào)節(jié)抗性基因的表達(dá)來引起生理生化反應(yīng)，在體內(nèi)建立新的物質(zhì)和能量代謝平衡，從而在環(huán)境改變后得以存活。
　　 低溫冷害作為一種常見的非生物脅迫，它影響植物的生長(zhǎng)，生存和時(shí)空分布。經(jīng)常會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來負(fù)面的影響。低溫冷害對(duì)于植物細(xì)胞的直接影響是使之代謝緩慢，間接影響是引起滲透脅

2、迫和氧化脅迫等。溫帶植物在遭受嚴(yán)寒時(shí)，自身會(huì)主動(dòng)引起生理生化反應(yīng)，這一過程稱為冷馴化或冷鍛煉，進(jìn)而提高其耐冷性。ICE轉(zhuǎn)錄因子是植物冷馴化過程中的一個(gè)關(guān)鍵“開關(guān)”，它響應(yīng)低溫信號(hào)，并通過調(diào)控CBF/DREB1轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)而激活下游COR(cold-regulated)基因的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)植物的耐低溫能力。
　　 目前關(guān)于ICE基因的研究多集中在擬南芥，小麥等耐冷植物中，對(duì)于冷敏感植物番茄的研究較少。番茄是重要的蔬菜作物，分布廣泛，

3、具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本研究從番茄葉片中克隆到一個(gè)新的ICE1基因，對(duì)其進(jìn)行了表達(dá)和功能分析，具體結(jié)果如下:
　　 (1)利用同源克隆的方法分離了番茄中一個(gè)新的MYC類的bHLH轉(zhuǎn)錄因子，并命名為SlICE1a，GenBank注冊(cè)號(hào)為JX625139。該基因ORF為1596bp，編碼一條531個(gè)氨基酸的多肽，預(yù)測(cè)分子量為58.3kDa。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中包含了保守的bHLH和ACT-Like結(jié)構(gòu)域，以及絲氨酸富集區(qū)和潛在的SUMO

4、結(jié)合位點(diǎn)。
　　 (2)將SlICE1a與GFP融合后在洋蔥表皮細(xì)胞瞬時(shí)表達(dá)發(fā)現(xiàn)，SlICE1a蛋白定位于細(xì)胞核中;通過與GAL4-BD融合后在酵母中表達(dá)發(fā)現(xiàn)，SlICE1a具有轉(zhuǎn)錄激活能力，且激活結(jié)構(gòu)域位于蛋白的N末端。
　　 (3)利用熒光定量PCR的方法對(duì)SlICE1α基因在番茄中的表達(dá)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，SlICE1α基因在葉片中表達(dá)量高于其它器官;轉(zhuǎn)錄水平受到低溫、氧化、干旱以及高鹽等非生物脅迫和ABA等

5、信號(hào)分子的誘導(dǎo)表達(dá)，所以我們認(rèn)為SlICE1a可能在植物響應(yīng)脅迫信號(hào)過程中起重要作用。
　　 (4)構(gòu)建由35S啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)SlICE1α的植物表達(dá)載體，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法轉(zhuǎn)化煙草，轉(zhuǎn)基因煙草經(jīng)卡那霉素篩選后進(jìn)一步RT-qPCR分析，選取了表達(dá)量不同的三個(gè)株系(L8，10，26) T3代植株進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。在正常生長(zhǎng)條件下，轉(zhuǎn)基因植株表型沒有發(fā)生改變。
　　 (5)與野生型植株相比，過表達(dá)SlICE1a一定程度上提高了煙草

6、的冷馴化能力，并且顯著提高了抵御滲透脅迫，鹽脅迫和氧化脅迫的能力。過表達(dá)SlICE1a基因煙草在脅迫處理時(shí)可以激活并提高下游CBF/DREB以及多個(gè)逆境響應(yīng)基因的表達(dá)，尤其是與滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)合成相關(guān)的基因。轉(zhuǎn)基因植株積累了更多的游離型脯氨酸和可溶性糖，來維持細(xì)胞滲透平衡和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，清除了更多的活性氧物質(zhì)，有利于維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，進(jìn)而降低了環(huán)境劇變引起的滲透和氧化傷害，提高了其抗逆性。
　　 (6)分析發(fā)現(xiàn)Sl0CE1a可以結(jié)合

7、下游SlCBF1和SlCBF3的啟動(dòng)子上的MYC特異序列，說明在冷敏感作物番茄中，同樣存在重要的ICE-CBF低溫信號(hào)通路。由于過表達(dá)番茄ICE1和CBF轉(zhuǎn)錄因子都能夠提高轉(zhuǎn)基因植物的耐低溫能力，我們認(rèn)為位于番茄CBF下游的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的基因可能是導(dǎo)致番茄對(duì)低溫敏感的決定性因素。
　　 這些研究結(jié)果，不僅使我們進(jìn)一步的了解了ICE轉(zhuǎn)錄因子在植物應(yīng)答非生物脅迫中的重要作用，并且對(duì)于通過基因工程手段改良植物的抗逆性具有一定的理論和實(shí)踐