亞里桑那大學(xué)的科學(xué)家在模式植物擬南芥中發(fā)現(xiàn)了一個至為重要的耐寒基因,。在發(fā)表在《基因與發(fā)育》的文章中，Jian-Kang Zhu博士（http://ag.arizona.edu/pls/zhulab/）和他的同事宣告這個叫做ICE1的基因的發(fā)現(xiàn)對于提高重要農(nóng)作物的抗寒性具有重要價值,。

低溫是影響溫帶地區(qū)作物產(chǎn)量的一個主要因素,，每年給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的損失達(dá)幾十億美元。許多研究都致力于找到提高作物耐低溫的方法,，目的主要是提高產(chǎn)量和擴(kuò)大作物種植的地理范圍,。

1988年，科學(xué)家識別出擬南芥的CEF基因家族的轉(zhuǎn)錄因子,。CBF蛋白調(diào)控著擬南芥中的低溫應(yīng)答基因,，使植物可以適應(yīng)從而幸存于寒冷的氣候。

在當(dāng)前這篇研究中,，Zhu博士和他的同事發(fā)現(xiàn)了CEF基因C的一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,，從而標(biāo)志著了解并最終提高植物耐寒性的研究取得了重大突破。

為識別出作用CBF基因家族,、影響植物耐寒性的基因,，Zhu博士和他的同事對經(jīng)遺傳改造后能夠在寒冷環(huán)境中生長的擬南芥進(jìn)行了遺傳篩選。研究人員插入一個熒光素酶/CBF3轉(zhuǎn)基因（一個含有受CBF3基因調(diào)控區(qū)控制的發(fā)光的熒光素酶基因的重組DNA分子）到擬南芥的基因組中,，目的是創(chuàng)造出能夠在寒冷環(huán)境下生物發(fā)光的植物,。對這些低溫應(yīng)答的生物發(fā)光植物進(jìn)行誘變，篩選出低溫中不再發(fā)光的植株,。

一個驚人的突變體處于0ºC12小時后發(fā)的光比野生型擬南芥少10倍,。Zhu博士和他的同事克隆出這株擬南芥中突變的基因，將其命名為ICE1（inducer of CBF expression,，CBF表達(dá)誘導(dǎo)劑）,。進(jìn)一步研究表明，ICE1也是一個轉(zhuǎn)錄因子：在低溫脅迫過程中,，ICE1與CBF3基因結(jié)合,，將其激活，從而誘導(dǎo)低溫應(yīng)答基因的表達(dá),。利用生物芯片分析,，Zhu博士和他的同事證明在ICE1突變擬南芥中,，超過70％的低溫應(yīng)答基因被錯誤調(diào)控，導(dǎo)致植物的耐寒性大大降低,。

Zhu博士和他的同事還證明,，擬南芥中ICE1表達(dá)的增強(qiáng)會導(dǎo)致耐寒性提高。這個結(jié)果很可能引起農(nóng)業(yè)工作者的密切關(guān)注,，因為ICE1在馴化的低溫敏感作物如大豆,、馬鈴薯、番茄,、水稻和大麥等中的轉(zhuǎn)基因表達(dá)可能為提高這些植物存活于低溫環(huán)境的能力開辟一條新途徑,。

Zhu博士解釋說，“我們這些發(fā)現(xiàn)的重要性可能是兩方面的,，一方面可能對提高植物的耐寒性有用,，另一方面ICE1的發(fā)現(xiàn)使我們距離回答植物如何感知和轉(zhuǎn)換寒冷信號的問題又近了一步。”