全 文 ：植物生理学通讯 第43卷 第1期，2007年2月16
组成型表达的ClpB基因提高番茄植株的耐冷性
秦佳1，杨金莹2，伊淑莹1，赵春梅1，李明辉1，刘箭1,*
1 山东师范大学生命科学学院，济南 250014；2 中国石油大学(华东)生物工程与技术中心，山东青岛266555
提要：用农杆菌介导法将 CaMV35S 启动子驱动的 ClpB cDNA 导入番茄，并比较了转基因和未转基因番茄的抗冷能力。
当受冷胁迫后，转基因番茄比未转基因番茄表现出较轻的冷胁迫症状，并维持较高的 PSII 水平。
关键词：ClpB；耐冷性；转基因番茄；PSII
Improvement of Chilling Tolerance in Tomato (Lycopersicon esculentum Mill.)
Plant by Constitutive Expression of ClpB Gene
QIN Jia1, YANG Jin-Ying2, YI Shu-Ying1, ZHAO Chun-Mei1, LI Ming-Hui1, LIU Jian1,*
1College of Life Sciences, Shandong Normal University, Jinan 250014, China; 2Center for Bioengineering and Biotecnology
of China University of Petroleum, Qingdao, Shandong 266555, China
Abstract: ClpB cDNA under the control of CaMV35S promoter was introduced into tomato (Lycopersicon
esculentum) plants by Agrobacterium tumefactions-mediated. The chilling tolerances of transgenic and non-
transformed tomato lines were evaluated. After exposure to chilling stress, transgenic plants exhibited lighter
symptoms of chilling injury and kept higher values of Fv/Fm in PSII than those of non-transformed plants. All
results indicated that the chilling tolerance in transgenic tomato plants was improved.
Key words: ClpB; chilling tolerance; transgenic tomato (Lycopersicon esculentum); PSII
收稿 2006-08-25 修定 2006-12-31
资助 国家自然科学基金(30270132)和山东省青年科学基金。
*通讯作者(E-mail：ljlsd@beelink.com；Tel：0531-
86180797)。
热激蛋白(heat shock protein，HSP)不但受高
温诱导，而且也受低温胁迫诱导。受低温诱导的
热激蛋白包括大豆(Glycine max)、菠菜(Spinacia
oleracea)和拟南芥(Arabidopsis thaliana) (Sung等
2001)中的 Hsp70，水稻(Oryza sativa)、芸苔
(Brassica campestris)和洋葱(Allium cepa) (Giménez-
Abián 等2004)中的 Hsp90，以及马铃薯(Solanum
t u b e r o s u m )、桑树(M o r u s A l b a )和番茄
(Lycopersicon esculentum) (Liu和Shono 2001)中的
小分子热激蛋白。根据热激蛋白受低温诱导的现
象，有人推测，低温诱导的热激蛋白可能与植物
抗冷性有一定的关系(Sung 等 2001)。
李筱媛等(2003)用基因工程方法，在番茄中
组 成 型 地 表 达 拟 南 芥 热 激 蛋 白 转 录 因 子
(AtHsf1b)，导致高温诱导的热激蛋白可在常温和
低温条件下表达，转基因番茄的耐冷性也得到相
应的提高。Wang等(2005)和Neta-Sharir等(2005)
也分别用基因工程方法证明，组成型表达的叶绿
体小分子热激蛋白可保护叶绿体PSII，从而提高
番茄的耐冷性。这些结果说明，热激蛋白确实可
以提高植物的抗冷性。
在庞大的植物热激蛋白家族中，ClpB是分子
量最大的热激蛋白(分子量约100 kDa)，是微生物
和植物获得耐热性的重要因子。蓝藻ClpB是高等
植物ClpB的近源基因，此基因的突变会增加其对
高温和低温的敏感性(Porankiewicz 和 Clarke
1997)，但目前还不清楚的是高等植物叶绿体ClpB
是否也对植物的抗冷性有影响。我们实验室从番
茄的cDNA 文库中克隆到一个属于 ClpB 家族、由
核基因编码、表达蛋白定位于叶绿体基质的热诱
导型ClpB 基因(Yang 等 2006)。采用反义RNA 技
术，Yang等(2006)证明此叶绿体型ClpB是植物获
得耐热性的必须基因。本文用基因工程方法，将
叶绿体型ClpB导入番茄并在叶绿体中呈组成型表
研究报告 Original Papers
植物生理学通讯 第43卷 第1期，2007年2月20
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