绿色荧光蛋白GFP细胞表面展示体系的构建(5)
1.4 植物霜冻的危害
植物霜冻一直是一种严重的自然灾害，它能在一夜之间亦或是短短几个小时内摧毁大片农作物，危害植物种类之多，造成经济损失之大，致使对霜冻的防治研究成为国内外研究者的热门探讨课题。我国平均每年受霜冻损害面积为3万平方公里，最终年份达77万平方公里，平均每年因霜冻造成的损失约7亿美元[17]。
1.4.1 对园林植物的危害
霜冻对园林植物的危害，主要是使植物组织细胞中的水分结冰，导致生理干旱，而使其受到损伤或死亡，给园林生产造成巨大损失。
1.4.2 对农作物的危害
玉米、大豆、棉花等秋收作物在成熟前对霜冻非常敏感。以玉米为例，如果在灌浆期遭受早霜冻，不仅影响品质，还会造成减产。当气温降至0℃时，玉米发生轻度霜冻，叶片最先受害。玉米灌浆的养料主要是叶片通过光合作用产生的，受冻后的叶片变得枯黄，影响植株的光合作用，产生的营养物质减少。由于养料减少，玉米灌浆缓慢，粒重降低。如果气温降至零下3℃，就会发生严重霜冻，除了大量叶片受害外，穗颈也会受冻死亡。这样不仅严重影响玉米植株的光合作用，而且还切断了茎秆向籽粒传输养料的通道，灌浆被迫停止，常常造成大幅减产。
1.5 冰核细菌与植物霜冻的关系
在冰核细菌被发现和研究之前，植物霜冻一直被认为是由霜冻敏感作物不耐低温的生理特性和低温强度两方面因素决定的[18]。一般植物可耐-7℃到-8℃的低温而不发生霜冻，但自然界中广泛存在的冰核活性细菌可以在环境温度较高时（-2℃到-5℃）诱发植物细胞内水分形成冰晶，破坏植物细胞膜，导致细胞死亡，引发或加重植物霜冻害[19]。
1.6 冰核细菌诱发霜冻的机理
农作物发生霜冻一般认为是由以下两点造成：①温度下降到0℃以下时，细胞间隙间的水分形成冰晶，细胞内原生质与液泡逐渐脱水和凝固，使细胞致死。②解冻时细胞间隙中的冰融化成水很快蒸发，原生质因失水使植物干死。以上两点并未包括冰核基因的存在诱发和加重了霜冻的产生。研究者们[20-24]对玉米、大豆、番茄、黄瓜和菜豆等植物，喷洒INA细菌（一种冰核细菌）后，发现在叶温达-2.5℃到-3℃时就发生严重霜冻，而对照无菌苗则在-6℃到-7℃时才发生霜冻，两者相差3-4℃。这充分证明了冰核细菌是诱发和加重农作物霜冻的重要因素。
1.7 冰核细菌与防霜应用
在农业生产中，人们对初霜冻的防御措施一般为灌水法、遮盖法、熏烟法和施肥法等方法，但这些方法投资大，耗能多，费事费力，而且效果不明显。随着生物界对冰核细菌和冰核基因的研究，在弄清了冰核细菌是诱发和加重霜冻敏感作物霜冻的主要因素之后，探索出了一系列有效的科学防霜技术，用物理、化学和生物等防治方法防御冰核细菌来减轻农作物霜冻危害，已成为防御霜冻研究的重要组成部分，并且已取得成效。