生物通报道：传说一年冬天，武则天游览花园，看到只有花苞没有花开，便下令要求各类花在三日内全部开放，但冬日寒冷，花朵如何开放呢，花匠与太监只好将花苞包起来连续三天捧着暖炉烘，没想到三日后竟真有百花齐放。虽然这只是传说，但冬日令花朵绽放一直也是植物学家们研究的焦点之一。

近日来自香港大学生命科学系的研究人员发表了题为“Transgenic Arabidopsis Flowers Overexpressing Acyl-CoA-Binding Protein ACBP6 are Freezing Tolerant”的文章，利用一种关键蛋白，令花朵在摄氏零下7度环境中存活率大幅提高，这将有助于农作物抗冻培养研究。

这一研究成果公布在Plant&Cell Physiology（PCP）杂志上，领导这一研究的是香港大学蔡美莲教授，其他研究人员包括廖攀和陈琴芳。

低温胁迫是影响作物产量和地理分布的重要环境因子之一。自然环境下温度是决定植物地域分布的主要限制因子，在栽培条件下更影响着农作物的产量和品质，低温对植物的影响尤为突出。低温胁迫常使某些起源于热带、亚热带地区的植物因冷敏感性而无法在温带以北地区露地安全越冬，这就给引种带来不利，因此，探明植物抗寒性形成的生理机制和遗传因素，不仅在理论上具有重要的科学意义，在解决生产实际问题上也具有广泛的应用价值。

为了解决这一问题，研究人员培育了一种关键蛋白：ACBP6增强表达的转基因拟南芥，从中选择30个花朵完整的花，与普通的拟南芥一起放入摄氏零下7度环境，这些普通的拟南芥通常只能在摄氏23度环境下才能开花。

结果发现冷冻一小时后，野生型花朵只有54%存活，而转基因花朵的存活率却高达86%。

ACBP全称为酰基辅酶A结合蛋白(acyl-CoA-binding protein，生物通译），普遍存在于植物花朵中，2008年陈琴芳博士研究发现拟南芥中的ACBP6基因过表达可以显著提高植物的耐寒性，在此基础上，研究人员选择了生长周期较短的转基因植物研究常用的植物拟南芥，通过植物转基因方法，增强其中ACBP6的表达。

研究人员先后进行了多次研究，总共培育使用了上千朵花，而且研究试验最困难的在于拟南芥花朵仅一粒米大小，试验后需剪开花朵才能观察其是否存活，耗时耗力。

这项研究从应用上来说有助于增强农作物对冬季寒冷天气的抵抗力，研究人员表示特别是针对柑橘的生产有很大的帮助，不过他们也提出目前这一研究还处于基础研究阶段，应用到实际中还有待进一步研究。

除了ACBP6以外，近期国内的学者还通过基因功能分析手段证实了AtHAP5A 基因在冷冻害胁迫应答中的作用。体内实验证明AtHAP5A可以直接结合CCAAT元件并调控其表达，同时染色质免疫共沉淀ChIP-PCR和遗传分析研究表明AtXTH21 是一个直接受AtHAP5A调控的下游基因；它们的过表达植株可以增强植物对冷冻害胁迫的抗性，而T-DNA插入突变体则对冷冻害胁迫更加敏感。进一步研究表明AtHAP5A 可以通过调控活性氧代谢和脱落酸(ABA)的敏感性参与植物对冷冻害胁迫应答。

原文摘要：

Transgenic Arabidopsis Flowers Overexpressing Acyl-CoA-Binding Protein ACBP6 are Freezing Tolerant

Small 10-kD acyl-coenzyme A-binding proteins (ACBPs) are highly conserved proteins that are prevalent in eukaryotes. In Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), other than the 10-kD ACBP homolog (designated Arabidopsis ACBP6), there are five larger forms of ACBPs ranging from 37.5 to 73.1 kD. In this study, the cytosolic subcellular localization of Arabidopsis ACBP6 was confirmed by analyses of transgenic Arabidopsis expressing autofluorescence-tagged ACBP6 and western-blot analysis of subcellular fractions using ACBP6-specific antibodies. The expression of Arabidopsis ACBP6 was noticeably induced at 48 h after 4°C treatment by northern-blot analysis and western-blot analysis. Furthermore, an acbp6 T-DNA insertional mutant that lacked ACBP6 mRNA and protein displayed increased sensitivity to freezing temperature (−8°C), while ACBP6-overexpressing transgenic Arabidopsis plants were conferred enhanced freezing tolerance. Northern-blot analysis indicated that ACBP6-associated freezing tolerance was not dependent on the induction of cold-regulated COLD-RESPONSIVE gene expression. Instead, ACBP6 overexpressors showed increased expression of mRNA encoding phospholipase Dδ. Lipid profiling analyses of rosettes from cold-acclimated, freezing-treated (−8°C) transgenic Arabidopsis plants overexpressing ACBP6 showed a decline in phosphatidylcholine (−36% and −46%) and an elevation of phosphatidic acid (73% and 67%) in comparison with wild-type plants. From our comparison, the gain in freezing tolerance in ACBP6 overexpressors that was accompanied by decreases in phosphatidylcholine and an accumulation of phosphatidic acid is consistent with previous findings on phospholipase Dδ-overexpressing transgenic Arabidopsis. In vitro filter-binding assays indicating that histidine-tagged ACBP6 binds phosphatidylcholine, but not phosphatidic acid or lysophosphatidylcholine, further imply a role for ACBP6 in phospholipid metabolism in Arabidopsis, including the possibility of ACBP6 in the cytosolic trafficking of phosphatidylcholine.
 

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