低溫是限制植物生長發(fā)育及地理分布的主要因素之一。近年來, 隨著全球氣候變暖, 極端天氣頻發(fā), 時有“倒春寒”等低溫氣候發(fā)生, 嚴(yán)重影響農(nóng)作物的播種及苗期生長, 進(jìn)而影響玉米、水稻和小麥等主要農(nóng)作物的產(chǎn)量。植物對低溫脅迫的抗性為數(shù)量性狀, 受多基因調(diào)控。因此, 了解植物響應(yīng)低溫脅迫的機(jī)制, 并探討農(nóng)作物低溫響應(yīng)基因的功能是通過基因工程和現(xiàn)代分子育種手段改良作物抗逆特性的重要手段。在低溫環(huán)境中, 植物細(xì)胞膜最先感知低溫刺激, 并將低溫信號由細(xì)胞質(zhì)中各蛋白因子通過級聯(lián)反應(yīng)傳遞至細(xì)胞核內(nèi), 引發(fā)一系列低溫響應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)與調(diào)控, 最終大量抗冷物質(zhì)在植物體內(nèi)積累, 共同起到抵御低溫的作用。這一過程中, 很多低溫響應(yīng)基因參與其中。本著作闡述了植物在低溫脅迫下的生理學(xué)變化, 包括相對含水量、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)變化、電解質(zhì)滲漏、活性氧清除系統(tǒng)、光合作用相關(guān)指標(biāo)、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛、多胺、黃酮類物質(zhì)和抗凍蛋白等物質(zhì)。詳細(xì)介紹了植物參與低溫脅迫的主要分子機(jī)制, 包括膜上信號感知系統(tǒng)G蛋白受體蛋白COLD1, 胞內(nèi)信號傳遞和放大系統(tǒng)MAPK級聯(lián)通路及核內(nèi)ICE-CBF-COR級聯(lián)通路。