陳柳君

（重慶大學(xué) 生物工程學(xué)院，重慶 400044）

bHLH（basic helixloop-helix）家族轉(zhuǎn)錄因子是廣泛存在于真核生物中一類重要的轉(zhuǎn)錄因子家族，也是最大的幾個(gè)家族之一。bHLH蛋白首先被發(fā)現(xiàn)于小鼠肌肉發(fā)育的研究中［1］，隨后，在動(dòng)植物、真菌在內(nèi)的所有真核生物中被鑒定［2］。擬南芥作為開花植物的模式植物，已從基因組序列分析中鑒定出162個(gè)bHLH編碼基因，在水稻中則鑒定出167個(gè)［3-5］，在玉米中鑒定出208個(gè)可能的bHLH家族蛋白［6］。研究人員發(fā)現(xiàn)bHLH家族成員在動(dòng)植物的基本生理發(fā)育、次生代謝產(chǎn)物的合成調(diào)控、抗逆境等過(guò)程中具有越來(lái)越多的功能。

1 bHLH轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特征及分類

bHLH家族蛋白保守結(jié)構(gòu)域約含60個(gè)氨基酸，含有堿性區(qū)域 （basic region） 和α螺旋1-環(huán)-α螺旋2 （helix-loop-helix，HLH）兩個(gè)亞功能區(qū)［7］。HLH區(qū)含有兩個(gè)兩親性α螺旋，由一個(gè)長(zhǎng)度可變的連接環(huán)連接，兩個(gè)bHLH蛋白的兩親性α螺旋之間可以發(fā)生相互作用，形成同源二聚體或異源二聚體；堿性區(qū)域位于bHLH蛋白保守結(jié)構(gòu)域的N端，含有約15個(gè)氨基酸，其中約6個(gè)堿性殘基，其主要功能是識(shí)別和特異性結(jié)合靶基因啟動(dòng)子中的DNA基序，即能識(shí)別并結(jié)合E-box（5’-CANNTG-3’）、G-box（5’-CACGTG-3’）等順式作用元件［8-9］，這也是使bHLH蛋白具有轉(zhuǎn)錄因子功能的原因。在構(gòu)成bHLH蛋白保守結(jié)構(gòu)域的60個(gè)氨基酸中，有19個(gè)氨基酸是高度保守的，其中有5個(gè)位于第一螺旋區(qū)（helix），5個(gè)位于堿性區(qū)域（Basic），1個(gè)位于環(huán)區(qū)（loop），此外還有8個(gè)氨基酸位于第二螺旋區(qū)（helix）［10-11］。然而，高度保守的bHLH結(jié)構(gòu)域以外的序列并不保守，往往具有較大差異［12］。

Heim等對(duì)編碼擬南芥（Arabidopsis thaliana）bHLH家族蛋白的基因進(jìn)行整體研究，已鑒定出12個(gè)亞家族［4］，而Toeldo-Oritz等人根據(jù)親緣關(guān)系將把擬南芥的bHLH基因劃分為21個(gè)家族［11］。Li等［5］根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化關(guān)系、內(nèi)含子/外顯子結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)將水稻（Oryza sativa L.）bHLH基因劃分為22個(gè)家族，并且系統(tǒng)地將模式植物擬南芥和水稻中的bHLH基因歸類為25個(gè)家族，又根據(jù)bHLH結(jié)構(gòu)域的N端序列特征以及與DNA結(jié)合的不同特性，將水稻和擬南芥的bHLH基因分為4個(gè)亞組，如圖1所示。Pires N等［13］對(duì)9種陸地植物和藻類的全基因組序列進(jìn)行分析，系統(tǒng)發(fā)育分析表明，植物bHLH蛋白為單系，根據(jù)進(jìn)化樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分支支持值、分支長(zhǎng)度和對(duì)bHLH氨基酸序列的目測(cè)，定義了26個(gè)bHLH蛋白亞家族，每一個(gè)亞家族的代表蛋白結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖2所示。

圖1 OsbHLH和AtbHLH蛋白bHLH結(jié)構(gòu)域的DNA結(jié)合特性預(yù)測(cè)［5］

圖2 具有代表性的植物蛋白bHLH結(jié)構(gòu)域的比對(duì)［13］

2 與低溫脅迫有關(guān)的bHLH轉(zhuǎn)錄因子

持續(xù)低溫脅迫對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有不利影響。在低溫下，植物的光合作用效率降低，根、莖、葉的代謝被抑制，細(xì)胞結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致植物細(xì)胞的死亡［14］。轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)激活下游的寒冷和脫水反應(yīng)基因來(lái)賦予植物耐冷性，許多冷反應(yīng)和脫水反應(yīng)基因的啟動(dòng)子中有一個(gè)或多個(gè)DRE/CRT順式元件的拷貝，其核心序列為CCGAC，一個(gè)被稱為C-repeat/dehydration-responsive element Binding Factor（CBFs/DREB1s）的轉(zhuǎn)錄因子家族蛋白可以與該元件結(jié)合并激活下游低溫反應(yīng)基因（Cold-regulated genes，CORs）的轉(zhuǎn)錄［15-16］。Gilmour等［17］認(rèn)為，COR基因的誘導(dǎo)涉及兩步級(jí)聯(lián)的轉(zhuǎn)錄激活因子，COR受到CBF/DREB轉(zhuǎn)錄因子家族蛋白的直接激活，而CBF家族蛋白又由一種被低溫誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子激活，Gilmour將其命名為inducer of CBF expression（ICE）。

2003年，Chinnusamy等［18］在擬南芥中成功分離出轉(zhuǎn)錄因子ICE1，經(jīng)鑒定，ICE1轉(zhuǎn)錄因子具有bHLH結(jié)構(gòu)域，與CBF3基因啟動(dòng)子中的MYC識(shí)別位點(diǎn)具有特異性相互作用，過(guò)表達(dá)ICE1能夠增加CBF家族轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)水平，從而提高轉(zhuǎn)基因植物的抗凍性。2009年，F(xiàn)ursova等［19］在擬南芥中鑒定出與ICE1具有類似功能的ICE2，能夠激活CBF1基因的表達(dá)，過(guò)表達(dá)ICE2導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因擬南芥在冷馴化后對(duì)深度冷凍脅迫的耐受性增加。除了擬南芥之外，對(duì)CBF蛋白具有誘導(dǎo)表達(dá)作用的bHLH轉(zhuǎn)錄因子在許多植物中被陸續(xù)鑒定出來(lái)。Badawi等［20］從冷處理的小麥（Triticum aestivum L.）體內(nèi)分離了擬南芥AtICE蛋白的兩個(gè)同源物TaICE41和TaICE87，兩種TaICE蛋白都能激活TaCBFIVd-B9的轉(zhuǎn)錄，在冷馴化時(shí)能增強(qiáng)小麥的抗冷性。2012年，F(xiàn)eng等［21］從蘋果（Malus domestica）中克隆了MdCIbHLH1，發(fā)現(xiàn)MdCIbHLH1蛋白能與MdCBF2啟動(dòng)子結(jié)合并上調(diào)其表達(dá)水平，使得轉(zhuǎn)基因蘋果植株的抗寒性增加。2018年，與MdCIbHLH1功能相似的MdbHLH33被 發(fā) 現(xiàn)，MdbHLH33通 過(guò) 與MdbHLH308相 互 作用來(lái)增強(qiáng)對(duì)MdCBF2和MdDFR啟動(dòng)子的激活，調(diào)節(jié)MdCOR15A的表達(dá)，除了賦予植株耐寒性外還能增加寒冷條件下花青素的積累［22-23］。在番茄（Solanum lycopersicum）中也發(fā)現(xiàn)了擬南芥AtICE1的同源物SlICE1a和SlICE1，過(guò)度表達(dá)SlICE1和SlICE1a的轉(zhuǎn)基因植物表現(xiàn)出更高的SlCBF基因和SlDRCi7等冷反應(yīng)基因的表達(dá)水平，過(guò)表達(dá)SlICE1a的煙草（Nicotiana tabacum L.）表現(xiàn)出更高的脯氨酸、可溶性糖和晚期胚胎發(fā)生豐富蛋白（late embryogenesis abundant，LEA）的水平，植物的抗冷性得以增強(qiáng)［24-25］。在擬南芥中超表達(dá)從杭菊（Chrysanthemum morifolium）中分離的CmICE2后，CBF、COR基因的表達(dá)水平以及超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）等抗氧化酶活性提高，賦予了轉(zhuǎn)基因擬南芥抗凍性［26］。在梨（Pyrus ussuriensis）中，分離到與AtICE1高度同源的PuICE1基因，PuICE1蛋白與PuHHP1相互作用，調(diào)節(jié)PuDREBa轉(zhuǎn)錄水平，參與ABA獨(dú)立信號(hào)通路，以響應(yīng)低溫［27］。在異色菊（Chrysanthemum dichrum）中，CdICE1基因不僅能在4 ℃時(shí)促進(jìn)CBF基因的表達(dá)，在16 ℃時(shí)還能觸發(fā)MicroRNA 介導(dǎo)的另一條抗冷途徑：16 ℃下，超表達(dá)CdICE1的擬南芥在miR398下調(diào)，使超氧化物歧化酶1（Copper/zinc Superoxide Dismutase 1，CSD1）和超氧化物歧化酶2（Copper/zinc Superoxide Dismutase 2，CSD2）的積累增加，從而增加轉(zhuǎn)基因擬南芥的活性氧清除能力和抗冷能力［28］。

除了通過(guò)CBF途徑之外，許多bHLH蛋白也通過(guò)增加活性氧清除能力、多胺積累等方式參與植物抵抗低溫脅迫。Geng等［29］在橙子（Citrus sinensis）中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)bHLH家族蛋白CsbHLH18，其能直接特異性結(jié)合并激活CsPOD啟動(dòng)子，通過(guò)調(diào)節(jié)抗氧化基因來(lái)調(diào)節(jié)ROS內(nèi)穩(wěn)態(tài)，從而在抗寒性中發(fā)揮積極作用。Gao等［30］在香蕉（Musa acuminaa L.）中克隆了MaICE1基因，并發(fā)現(xiàn)MaICE1能促進(jìn)過(guò)氧化物酶基因MaPOD P7（peroxidase P7）的表達(dá)，正向調(diào)控了香蕉的抗寒性。在枸桔（Poncirus trifoliata）中，bHLH家族蛋白PtrICE1被發(fā)現(xiàn)能夠與枸桔精氨酸脫羧酶（ARGININE DECARBOXYLASE，PtADC）相互作用，促進(jìn)多胺水平的積累，在超表達(dá)PtrICE1的轉(zhuǎn)基因植株中，多胺水平增加，活性氧水平降低，并且表現(xiàn)出比野生型更強(qiáng)的寒冷耐受能力［31］。水稻OsbHLH002蛋白可直接靶向編碼關(guān)鍵海藻糖生物合成酶（trehalose-6-phosphate phosphatase）的OsTPP1基因，導(dǎo)致低溫脅迫下海藻糖的積累，在不改變生長(zhǎng)的情況下提高水稻對(duì)非生物脅迫的耐受性［32］。

最近的研究還發(fā)現(xiàn)，bHLH家族的光敏色素互作 因 子（phytochrome interacting factors， PIFs）除了參與光敏色的素信號(hào)途徑之外，還能夠?qū)庑盘?hào)和低溫信號(hào)進(jìn)行整合，從而使植物更好地適應(yīng)低溫脅迫。擬南芥AtPIF4和AtPIF7在長(zhǎng)日照的條件下下調(diào)CBF途徑并抑制其抗凍性，而在短日照條件下這種抑制被解除［33］。Jiang等［34-35］發(fā)現(xiàn)擬南芥的AtPIF3是一個(gè)低溫響應(yīng)的負(fù)調(diào)控因子，直接與CBF基因的啟動(dòng)子結(jié)合，并抑制其表達(dá)。而水稻中的OsPIL16與AtPIF3具有相反作用，其可以與OsDREB1B啟動(dòng)子的N-Box區(qū)域結(jié)合，在冷脅迫時(shí)上調(diào)OsDREB1B的表達(dá)［36］。橙子中的CsPIF8直接結(jié)合CsSOD啟動(dòng)子E-box區(qū)域（CANNTG），激活CsSOD的表達(dá)，通過(guò)提高SOD的活性和水平來(lái)抵抗低溫，異源表達(dá)CsPIF8提高了轉(zhuǎn)基因番茄植株和葡萄柚愈傷組織的耐寒性，而病毒介導(dǎo)的CsPIF8則抑制了柑橘幼苗的耐寒性［37］。而在番茄中，SlPIF4不僅直接與SlCBF基因的啟動(dòng)子結(jié)合并激活其表達(dá)，還調(diào)節(jié)植物激素的生物合成和信號(hào)，包括脫落酸（ABA）、茉莉酸（JA）和赤霉素（GA）對(duì)低溫的響應(yīng)，SlPIF4在低溫脅迫下直接激活對(duì)低溫耐受性有正向調(diào)節(jié)作用的SlDELLA基因（GA-INSENSITIVE 4，SlGAI4）［38］。

越來(lái)越多的bHLH家族轉(zhuǎn)錄因子在植物低溫脅迫方面的功能被鑒定，表1對(duì)這些轉(zhuǎn)錄因子作了一個(gè)匯總，并簡(jiǎn)要描述了它們的功能［39-56］。

表1 與低溫脅迫相關(guān)的bHLH家族基因

3 bHLH家族轉(zhuǎn)錄因子參與低溫脅迫的相關(guān)機(jī)制

3.1 ICE-CBF途徑

CBF是AP2/EREBP類結(jié)合蛋白（Apetala2/Ethylene-responsive element binding protein）的一種，通過(guò)AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，CBFs與冷調(diào)節(jié)基因COR啟動(dòng)子中的CRT/DRE（C repeat/Dehydration response element 1）元件結(jié)合并誘導(dǎo)其表達(dá)［57］。CBFs還能提高脯氨酸和總糖的水平以保護(hù)蛋白質(zhì)和膜免受冷凍損傷［58］。在正常溫度下CBFs的表達(dá)幾乎檢測(cè)不到，在低溫時(shí)CBF基因會(huì)受到誘導(dǎo)表達(dá)［57］。bHLH家族轉(zhuǎn)錄因子ICEs（inducer of CBF expression）被認(rèn)為是CBFs的誘導(dǎo)因子，已有許多研究證明當(dāng)植物處于低溫條件時(shí)，通過(guò)ICEs激活CBF基因的啟動(dòng)子，從而使下游的冷反應(yīng)基因比如COR15A、COR47、cold-inducible gene（KIN1）、responsive to desiccation 29a（RD29A）等表達(dá)水平上調(diào)，植物得以具有更高的低溫耐受力［18，19，22，26，54］。研究顯

示，ICE-CBF低溫脅迫的相應(yīng)途徑受到多種轉(zhuǎn)錄因子和蛋白的調(diào)控。在寒冷條件下ICE誘導(dǎo)的CBF大量表達(dá)具有時(shí)效性，一般持續(xù)幾日表達(dá)量便會(huì)下降到溫暖條件時(shí)的水平，這種機(jī)制是由于一種E3連接酶HOS1（HIGH EXPRESSION OF OSMOTICALLY RESPONSIVE GENE 1）對(duì)ICE的泛素化降解介導(dǎo)的，在hos1突變體中ICE1未被降解，CBFs的表達(dá)更加持久，而過(guò)表達(dá)HOS 1抑制CBFs及其下游基因的表達(dá)［59］。植物低溫反應(yīng)的早期，SIZ1（SAP AND MIZ1 DOMAIN- CONTAINING LIGASE 1）介導(dǎo)ICE1的 SUMO修飾，由低溫直接或間接誘導(dǎo)SIZ1的翻譯后修飾，進(jìn)而對(duì)ICE進(jìn)行SUMO修飾（sumoylation） 并誘導(dǎo)調(diào)控耐寒基因表達(dá)的信號(hào)級(jí)聯(lián)。另外，SIZ1介導(dǎo)的SUMO修飾和HOS1介導(dǎo)泛素化可以在同一底物上競(jìng)爭(zhēng)性地與底物相互作用，以調(diào)節(jié)ICE及CBFs途徑［60］。OST1（OPEN STOMATA 1）是ABA信號(hào)中一種眾所周知的Ser/Thr蛋白激酶，可被冷應(yīng)激激活，激活的OST1磷酸化ICE1并增強(qiáng)其穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)錄活性，同時(shí)，OST1還能夠干擾HOS1和ICE1之間的相互作用，從而抑制冷脅迫下HOS1介導(dǎo)的ICE1降解［61］。CBF啟動(dòng)子還具有MYB識(shí)別序列，MYB15（MYB DOMAIN PROTEIN 15）與CBF基因啟動(dòng)子中的MYB識(shí)別序列結(jié)合抑制其表達(dá)，另外，ICE1可直接（SUMO化后與MYB15啟動(dòng)子結(jié)合）或間接（即通過(guò)其下游基因）減弱MYB15在寒冷條件下的表達(dá)［62］。絲裂原激活蛋白激酶（MITOGENACTIVATED PROTEIN KINASE，MAP/MPK）級(jí)聯(lián)是將環(huán)境刺激轉(zhuǎn)化為細(xì)胞反應(yīng)的重要信號(hào)模塊。Zhao等［63］發(fā)現(xiàn)，冷激活的MPK3和MPK6 能夠?qū)CE1磷酸化并促進(jìn)其降解，從而負(fù)調(diào)節(jié)冷反應(yīng)，而MPK4通過(guò)組成性抑制MPK3和MPK6活性來(lái)正調(diào)節(jié)冷反應(yīng)。而Choudhury等［64］發(fā)現(xiàn)，MPK3/MPK6介導(dǎo)的ICE1磷酸化并不影響HOS1-ICE1的相互作用，它們對(duì)ICE磷酸化的位點(diǎn)不同，同時(shí)Li等提出一種模型：OST1在冷應(yīng)激的早期階段被激活，并磷酸化ICE1以抑制HOS1介導(dǎo)的降解，當(dāng)ICE1水平隨之累積時(shí)，ICE1被MPK3/MPK6磷酸化并通過(guò)某種機(jī)制降解。然而在水稻中，OsMAPK3對(duì)抵抗低溫脅迫有正向作用，Zhang等［32］發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)OsMAPK3磷酸化的OsbHLH002可以促進(jìn)OsTPP1的表達(dá)，增加海藻糖含量以提高抗冷害性；Xia等［44］則 發(fā) 現(xiàn)OsMAPL3及 其 靶 基 因OsbHLH002的磷酸化能夠被2C PROTEIN PHOSPHATASE

（OsPP2C27）去除，負(fù)調(diào)控OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1信號(hào)通路，阻止冷應(yīng)激正途徑的持續(xù)激活，當(dāng)冷信號(hào)延長(zhǎng)數(shù)小時(shí)后，OsPP2C27使磷酸化OsMAPK3去磷酸化以抑制冷信號(hào)。同樣，與擬南芥相反，人們發(fā)現(xiàn)在香蕉中MaMAPK3對(duì)提高抗寒性也有積極作用［30］。

3.2 清除活性氧以及聯(lián)合光信號(hào)、激素信號(hào)等其他機(jī)制

活性氧（ROS）導(dǎo)致氧化應(yīng)激，低溫脅迫通常會(huì)導(dǎo)致有毒分子ROS的過(guò)度積累，對(duì)細(xì)胞成分（包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA）造成氧化損傷，消除ROS積累可賦予植物對(duì)非生物脅迫的耐受性［64］。超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）是植物體內(nèi)重要的內(nèi)源性抗氧化酶。bHLH家族中有部分基因被證明在冷應(yīng)激中能提高SOD、POD或CAT的表達(dá)水平及活性使植物具有更強(qiáng)的冷適應(yīng)能力。香蕉MaMAPK3與bHLH蛋白MaICE1相互作用，活化的MAPK3促進(jìn)ICE1的表達(dá)，從而促進(jìn)了過(guò)氧化物酶基因MaPOD P7的表達(dá)［30］。在杭菊中，過(guò)表達(dá)CmICE2的植株脯氨酸含量、SOD、POD和CAT活性增加，通過(guò)這些基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和ROS清除機(jī)制，CmICE2賦予擬南芥自由耐受性［26］。在煙草中，NtbHLH123的過(guò)表達(dá)增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因煙草的耐寒性，研究發(fā)現(xiàn)NtbHLH123通過(guò)促進(jìn)NtCBF的表達(dá)，以及提高一些非生物脅迫應(yīng)答基因的表達(dá)來(lái)介導(dǎo)ROS清除能力和其他脅迫耐受途徑兩方面來(lái)提高脅迫耐受性［46］。枸桔的PtrbHLH與POD基因啟動(dòng)子區(qū)E-box順式作用元件結(jié)合，過(guò)表達(dá)PtrbHLH株系具有較高的POD活性，積累較少的過(guò)氧化氫（H2O2），對(duì)氧化脅迫表現(xiàn)出較好的耐受性，且增強(qiáng)了其在低溫或冷凍條件下的耐寒性；而RNA干擾（RNAi）株系在低溫脅迫下POD活性較低，H2O2含量較高，低溫的敏感性升高［50］。橙子CsbHLH18基因在煙草中過(guò)表達(dá)后，POD、SOD和CAT的活性與抗氧化基因Nt-SOD、NtPOD和NtCAT的表達(dá)水平均有明顯提高，然而有趣的是，CsbHLH18缺乏與CsSOD和CsCAT基因啟動(dòng)子之間的相互作用，只能夠與CsPOD啟動(dòng)子結(jié)合并激活［29］。He等［37］也發(fā)現(xiàn)了橙子CsPIF8與CsPOD基因啟動(dòng)子的結(jié)合作用，調(diào)節(jié)SOD的表達(dá)水平和活性以提高抗寒能力，并根據(jù)其N端的APB（active phytochrome-binding domain）基序猜測(cè)CsPIF8可能與PHY B相互作用來(lái)調(diào)控這一途徑。擬南芥中AtPIF3響應(yīng)低溫反應(yīng)的負(fù)調(diào)節(jié)因子，抑制CBF基因的表達(dá)，在低溫脅迫下，兩個(gè)能夠定向降解AtPIF3的F-box蛋白BINDING F BOX PROTEIN 1（EBF1） 和 BINDING F BOX PROTEIN 2（EBF2）自身被降解，增強(qiáng)了PIF3蛋白的穩(wěn)定性，對(duì)擬南芥的低溫耐受力產(chǎn)生抑制作用；另一方面，光敏色素B（phyB）通過(guò)感知光和環(huán)境溫度信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)，冷誘導(dǎo)的AtCBF蛋白通過(guò)與AtPIF3相互作用并抑制PIF3-phyB模塊的協(xié)同降解來(lái)減輕這種抑制［34-35］。水稻OsPIL16與OsDREB1B基因啟動(dòng)子的N-box區(qū)域結(jié)合，增加植株抗凍性，OsPIL16能夠被感受紅光的PHY B所抑制，因此PHY B突變體會(huì)表現(xiàn)出OsDREB1B水平上調(diào)、丙二醛濃度降低以及細(xì)胞膜完整性增加的冷耐受力增強(qiáng)的表型［36］。番茄中低紅光/遠(yuǎn)紅光（L-R/FR）和低溫通過(guò)PHY A誘導(dǎo)SlPIF4的積累，而PHY B抑制低溫脅迫下SlPIF4的積累，SlPIF4不僅直接激活CBF的表達(dá)，而且與SlGAI4基因的啟動(dòng)子結(jié)合并激活其轉(zhuǎn)錄物，從而促進(jìn)脫落酸（ABA）和茉莉酸（JA）的生物合成和CBF的表達(dá)，SlGAI4誘導(dǎo)的ABA和JA信號(hào)通過(guò)調(diào)節(jié)CBF依賴或CBF非依賴途徑增強(qiáng)植物的耐寒性，而當(dāng)大量的SlGAI4蛋白在冷應(yīng)激期間積累時(shí)，它會(huì)以負(fù)反饋的方式抑制SlPIF4的積累［38］。低溫可在儲(chǔ)存的植物產(chǎn)品中誘發(fā)其木質(zhì)化，對(duì)果實(shí)質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，Xu等［39］發(fā)現(xiàn)枇杷EjbHLH1表達(dá)與低溫誘導(dǎo)的果實(shí)木質(zhì)化呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，EjbHLH1與AP2/ERF蛋白 EjAP2-1、MYB家族蛋白EjMYB2形成三元復(fù)合物增強(qiáng)對(duì)木質(zhì)素生物合成相關(guān)基因4-coumarate：coa ligase 1（Ej4CL1）啟動(dòng)子的抑制。

4 小結(jié)

冷害、凍害給植物尤其是農(nóng)作物帶來(lái)許多不利的影響，如生長(zhǎng)發(fā)育緩慢、產(chǎn)量降低、形態(tài)改變，甚至導(dǎo)致植物死亡。眾多轉(zhuǎn)錄因子被證明參與植物對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)，隨著植物分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，bHLH家族轉(zhuǎn)錄因子不斷地被鑒定，它們?cè)谥参锓巧锩{迫方面的功能和機(jī)制越來(lái)越多地被發(fā)掘出來(lái)。近年來(lái)，許多作物和園藝植物參與低溫應(yīng)答的bHLH家族轉(zhuǎn)錄因子被鑒定，大部分通過(guò)CBF-COR途徑或是提高ROS清除能力來(lái)增強(qiáng)植物的低溫耐受力，有一部分bHLH轉(zhuǎn)錄因子能夠整合光信號(hào)、激素信號(hào)與低溫信號(hào)。雖然bHLH家族蛋白在植物低溫脅迫方面的研究已有較多成果，但對(duì)于多種植物來(lái)說(shuō)，該家族蛋白響應(yīng)低溫的機(jī)制仍舊不夠完善，與其他信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)機(jī)制還比較模糊，未來(lái)需更加深入地探索bHLH家族轉(zhuǎn)錄因子在低溫以及其他非生物脅迫方面的功能與機(jī)制。