bHLH 转录因子在植物耐冷基因工程中的应用进展

齐学礼，李 莹，李春盈，韩留鹏，赵明忠，张建周

（1.河南省作物分子育种研究院，河南 郑州 450002；2.《河南农业大学学报》编辑部，河南 郑州 450002；3.河南省农业科学院 小麦研究所，河南 郑州 450002）

低温是植物生长过程中经常遭遇的主要非生物胁迫因子之一，影响植物的地理分布和生长发育，降低产量和品质[1-2]。植物在长期的进化过程中形成了复杂的低温胁迫应答保护机制，以降低低温胁迫造成的伤害。当植物遭遇低温胁迫时，首先感知低温信号，然后通过一系列的信号转导途径激活转录因子，转录因子与顺式作用元件结合，激活下游一系列低温响应基因的表达，进而产生大量的功能蛋白，从而提高植物的耐冷性。可见，转录因子在植物低温应答网络中起着分子开关的重要作用。目前，已发现的参与植物低温胁迫应答的转录因子主 要 有 MYB（v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog）、bHLH（Basic helix-loop-helix）、AP2/ERF（APETALA2/ethylene response factor）、NAC [NAM（No apical meristem）、ATAF1（Arabidopsistranscription activation factor 1）、ATAF2、CUC2（Cup-shaped cotyledon 2）]、WRKY 等[3-7]。 其 中，bHLH 转录因子家族是植物中仅次于MYB 的第二大转录因子家族，拟南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻（Oryza sativaL.）、小麦（Triticum aestivumL.）、甘薯[Ipomoea batatas（L.）Lam.]、辣 椒（Capsicum annuumL.）中 分 别 有162[8]、167[9]、159[10]、110[11]、107[12]个bHLH 基因。bHLH 转录因子功能多样，可以调控植物对低温、干旱等非生物胁迫和病虫害等生物胁迫的耐受性[4，13]。其中，在低温胁迫应答中研究最多的bHLH 转录因子是类似MYC（Avian myelocytoma virus） 的 ICE[Inducer of CBF（C-repeat binding factor）expression]，其可特异性结合 到CBF/DREB1（Dehydration-responsive element binding 1）基因启动子区的MYC 顺式作用元件上，激活CBF 基因，CBF 与冷调节基因COR（Cold-regulated）启动子区的CRT/DRE 元件特异结合，启动COR 基因的表达，提高植物的耐冷性[14]。ICE-CBF-COR 途径是目前研究较清晰的植物冷信号传递途径。阐述了bHLH 转录因子的基本结构特征，综述了ICE 转录因子和其他bHLH 转录因子在植物耐冷基因工程中的应用进展，以期为bHLH 转录因子在植物耐冷遗传改良、育种中的应用奠定基础。

1 bHLH转录因子的基本结构特征

bHLH 转录因子因含有bHLH 结构域而得名[15]。bHLH 结构域通常由约60 个氨基酸组成，包含碱性区域（DNA 结合域）和HLH 区域[16-18]。其中，碱性区域位于bHLH 结构域的N-末端，由10～15 个氨基酸组成，包含碱性氨基酸残基，该区可特异性地与靶基因启动子区中的E-box（5′-CANNTG-3′）顺式作用元件结合，E-box 中间的2 个核苷酸可变，最常见的形式是G-box（5′-CACGTG-3′）[17-19]；HLH 区域位于bHLH 结构域的C-末端，由约40 个氨基酸组成，依赖疏水氨基酸的相互作用，形成2 个bHLH 蛋白的同源或异源二聚体，然后调控下游靶基因的表达[20-21]。

2 ICE转录因子在植物耐冷基因工程中的应用进展

目前，已鉴定的调控植物耐冷性的bHLH 基因以ICE 居多，主要包括ICE1和ICE2，其中以ICE1基因居多，将这些基因转入模式植物拟南芥、烟草（Nicotiana tabacumL.）、水稻及其他植物，均提高了植物的耐冷性[1，22-51]。

2.1 拟南芥耐冷基因工程

前人研究发现，ICE1 可特异性地与CBF3基因启动子区的MYC 元件结合，超表达ICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株中CBF3基因及其下游低温响应基因[RD29A（Responsive to dehydration 29A）、COR15A、COR47]的表达量，增强了转基因植株的耐冷性，敲除该基因反之[1]。类似的，超表达玉米（Zea maysL.）ZmICE1基因降低了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株的离子渗漏率和丙二醛（MDA）含量，提高了CBF 基因（AtCBF1、AtCBF2、AtCBF3）、低 温 响 应 基 因[AtCOR15A、AtCOR47、AtKIN1（Kinesin-1）、AtRD29A]的表达量，增强了转基因拟南芥的耐冷性[22]。超表达马铃薯（Solanum tuberosumL.）StICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株的花青素含量、细胞膜稳定性（离子渗漏率和损伤程度降低）、活性氧清除能力[超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗环血酸过氧化物酶（APX）活性提高，O2-·和H2O2含量降低]及AtCBF1—AtCBF3、AtCOR15a基因的表达量，且StICE1 可与维持细胞膜稳定性的StLTI6A（Low-temperature induced 6A）基因启动子区结合，进而增强了拟南芥的耐冷性[23]。另有研究发现，葡萄（Vitis viniferaL.）VvICE1a和VvICE1b基因受低温、干旱、高盐、脱落酸（ABA）诱导表达，超表达VvICE1a、VvICE1b基因均提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株中胁迫响应基因（AtRD29A、AtCOR47）的表达量，增强了转基因植株的耐冷性，同时也提高了抗旱性和耐盐性[24]。同样的，龙眼（Dimocarpus longanLour.）DlICE1基 因、茄 子（Solanum melongenaL.）SmICE1a基因均受低温胁迫诱导表达，超表达DlICE1、SmICE1a基因均提高了转基因拟南芥植株的脯氨酸含量及低温响应基因 （AtCBF1—AtCBF3、AtCOR15A、AtCOR47、AtRD29A、AtKIN1）的表达量，降低了离子渗漏率、MDA 含量和活性氧积累量，增强了转基因植株的耐冷性[25-26]。另外，橡胶树（Hevea brasiliensis）HbICE1基因受低温、脱水、高盐、创伤诱导表达，超表达该基因提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株的脯氨酸含量及低温响应基因（COR15A、COR47、RD29A、KIN1）的表达量，降低了MDA、活性氧含量和离子渗漏率，增强了转基因植株的耐冷性[27]。此外，超表达结缕草（Zoysia japonica）ZjICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株的SOD、POD活性及脯氨酸含量，降低了MDA 含量，激活了低温响应基因（CBF1—CBF3、COR47A、RD29A、KIN1）的表达，增强了转基因植株的耐冷性，同时增强了抗旱性和耐盐性[28]。超表达柳杉（Cryptomeria fortunei）CfICE1基因也提高了转基因拟南芥植株的抗氧化酶（SOD、POD）活性，降低了MDA 含量，并促进了光合作用，增强了转基因植株的耐冷性[29]。

ICE2基因与ICE1基因关系密切，是ICE1基因的同源基因，超表达ICE2基因激活了转基因拟南芥植株中CBF1和CBF3基因的表达，提高了NCED3（9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase 3）基因的表达量，促进了ABA 合成，进而促进了气孔的形成，增强了转基因植株的耐冷性[30-31]。类似的，超表达极耐寒的野生山葡萄（Vitis amurensis）VaICE2基因也提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株的脯氨酸含量及低温胁迫响应基因（CBF1、COR15A、COR47、KIN1）的表达量，降低了MDA 含量和离子渗漏率，增强了转基因植株的耐冷性[32]。说明VaICE2 通过调控CBF 途径中低温胁迫响应基因的表达来提高拟南芥的耐冷性。同样的，超表达水稻OsICE2基因也提高了转基因拟南芥植株中耐冷基因（RD29A、COR15A、COR47）的表达量，并与冷适应关键转录因子OsMYBS3互作，增强了转基因植株在低温胁迫条件下的存活率[33]。另外，杭白菊（Chrysanthemum morifolium）CmICE2基因受低温和干旱诱导表达，超表达该基因提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株中耐冷相关基因（AtCBF1、AtCBF2、AtCBF4、AtCOR6.6A、AtCOR414、AtKIN1）的表达量、脯氨酸含量和SOD、POD、过氧化氢酶（CAT）活性，增强了转基因植株的耐冷性[34]。此外，在拟南芥中超表达ZjICE2基因提高了低温胁迫条件下转基因植株的SOD、POD 活性和脯氨酸含量及耐冷基因（CBF1—CBF3、COR47A、KIN1、RD29A）的表达量，降低了MDA 含量，增强了转基因植株的耐冷性，同时也提高了转基因植株的抗旱性和耐盐性，将ZjICE2基因转入结缕草也得到了类似的结果[35]。说明ZjICE2通过调节活性氧清除能力和耐冷基因的表达量来提高植物的耐冷性。

2.2 烟草耐冷基因工程

研 究 发 现，番 茄（Solanum lycopersicumL.）SlICE1a基因受低温、高盐诱导表达，在烟草中超表达该基因提高了低温、高盐胁迫条件下转基因植株的可溶性糖、脯氨酸、LEA（Late embryogenesis abundant）蛋白含量及胁迫响应基因[NtP5CS（Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase）、NtLEA5、NtDREB2、NtERD10B（Early responsive to dehydration 10 B）、NtERD10C、NtERD10D]的表达量，降低了离子渗漏率和MDA含量，增强了转基因植株的耐冷性和耐盐性[36]。类似的，芥菜（Capsella bursa-pastorisL.）CbICE53基因也受低温、高盐诱导表达，同时还受吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA3）、ABA、茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸（SA）诱导表达，超表达CbICE53基因提高了低温胁迫条件下转基因烟草植株叶片相对含水量、葡萄糖含量和低温响应基因（NtDREB1、NtDREB3、NtERD10a、NtERD10b）的表达量，降低了离子渗漏率，进而提高了转基因植株的存活率[37]。说明CbICE53 通过激活下游冷响应通路来提高烟草的耐冷性。同样的，枸桔（Poncirus trifoliateL.）PtrICE1基因也受低温、高盐诱导表达，尤其是低温，PtrICE1 与ADC（Arginine decarboxylase）互作，超表达PtrICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因烟草和柠檬（Citrus limonL.）植株的抗氧化酶（SOD、CAT）活性、叶绿素含量、多胺含量和ADC基因表达量，降低了离子渗漏率、活性氧含量[38]。说明PtrICE1 通过调节多胺含量来调控烟草的耐冷性。另外，超表达油菜（Brassica campestrisL.）BcICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因烟草植株的抗氧化酶（SOD、POD、CAT、APX）活性和细胞膜稳定性，激活活性氧清除基因（NtSOD、NtCAT、NtPOD）及其他低温响应基因（NtCBF1、NtDREB2B、NtERD10C等）的表达，增强了转基因植株的耐冷性，同时提高了抗旱性和耐盐性[39]。此外，超表达VaICE1基因通过提高活性氧清除能力来提高转基因烟草植株在低温胁迫条件下的存活率[40]；超表达蔷薇（Rosa multifloraThunb.）RmICE1基因通过提高转基因烟草植株的脯氨酸含量，降低离子渗漏率、MDA 含量、活性氧含量，激活活性氧清除基因（NtSOD、NtCAT、NtPOD）、胁 迫 响 应 基 因（NtDREB1—NtDREB3、NtERD10C、NtP5CS、NtLEA5）的表达来提高转基因烟草的耐冷性[41]，说明RmICE1 通过提高活性氧清除基因及胁迫响应基因的表达量来提高烟草的耐冷性。

2.3 水稻耐冷基因工程

研究发现，大白菜（Brassica campestrisL.ssp.PekinensisLour.Olsson）BcICE1基 因 受 低 温、ABA、高盐诱导表达，超表达BcICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因水稻植株的可溶性糖、脯氨酸和叶绿素含量，降低了MDA 含量和离子渗漏率，激活了胁迫相关基因[OsDREB1B、OsTPP1（Trehalose 6-phosphate phosphatase 1）]的表达量，说明BcICE1依赖于CBF/DREB1 冷响应通路来调控水稻的耐冷性[42]。类似的，萝卜（Raphanus sativusL.）RsICE1基因受高盐、低温、ABA诱导表达，超表达RsICE1基因提高了转基因水稻植株的可溶性糖、脯氨酸、叶绿素含量，降低了MDA 含量和离子渗漏率，激活了下游低温响应基因OsDREBL、OsTPP1的表达，增强了水稻的耐冷性和存活率[43]。有研究发现，OsICE1 可直接激活其靶基因OsTPP1，超表达OsICE1基因提高了转基因水稻的耐冷性，RNAi 植株反之，这是因为在低温胁迫条件下，OsICE1 可被OsMAPK3 磷酸化，进而促进OsTPP1基因的表达，提高海藻糖含量，增强水稻的耐冷性[44]。另外，超表达AtICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因水稻植株的膜稳定性，降低了MDA、H2O2含量，激活了胁迫响应基因（OsDREB1A、OsMYB3R2、OsTPP1）的表达，且增强了小穗育性，使籽粒产量提高0.6～2.1 倍，说明AtICE1 通过提高活性氧清除能力、膜稳定性及胁迫响应基因的表达量来提高水稻的耐冷性；同时，超表达AtICE1基因提高了转基因水稻的抗旱性和耐盐性[45]。此外，超表达板蓝根（Isatis tinctoriaL.）ItICE1基因也提高了低温胁迫条件下转基因水稻植株的脯氨酸和叶绿素含量，降低了MDA含量和离子渗漏率，激活了胁迫响应基因（OsDREB1A等）的表达，增强了水稻的耐冷性[46]。

2.4 其他植物耐冷基因工程

前人研究结果表明，超表达拟南芥ICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因黄瓜的SOD、POD 活性和可溶性糖、脯氨酸含量，抑制了MDA 的积累和离子渗漏，增强了黄瓜的耐冷性[47]。类似的，超表达拟南芥ICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因结缕草植株的脯氨酸含量和SOD、POD 活性，降低了MDA 含量，激活了ZjCBF、ZjDREB1基因的表达，进而提高了存活率[48]。说明ICE1 通过提高抗氧化能力来提高结缕草的耐冷性。同样的，超表达ZjICE1基因也提高了转基因结缕草的耐冷性和耐盐性，RNAi（RNA interference）植株反之[49]。另外，超表达菊花（Chrysanthemum dichrum）CdICE1基因提高了低温胁迫条件下转基因菊花植株的SOD、POD 活性及脯氨酸含量，使存活率提高了69.6%，同时还增强了菊花的抗旱性和耐盐性[50]。此外，芜菁（Brassica rapavar.rapa）BrrICE1.1可直接与BrrADC2.2基因启动子区结合，激活BrrADC2.2基因的表达，进而促进腐胺的积累，增强了芜菁的耐冷性[51]。

3 其他bHLH转录因子在植物耐冷基因工程中的应用进展

除了研究较多且较清晰的ICE 基因外，还发现很多其他的bHLH 基因也可以调控植物的耐冷性，大部分具有正调控作用，少部分具有负调控作用，在拟南芥、烟草、水稻及其他植物上超表达或者敲除这些基因均提高了植物的耐冷性[11，52-68]。

3.1 拟南芥耐冷基因工程

小麦是主要的粮食作物，关于小麦bHLH 基因的研究发现，TabHLH39基因受低温、干旱、高盐诱导表达，超表达该基因提高了低温、高盐、干旱胁迫条件下转基因拟南芥植株的脯氨酸含量和细胞膜稳定性及胁迫响应基因[AtGSTF6（Glutathione S-transferase F6）、AtSAG13（Senescence-associated gene 13）、AtERD6、AtICE1、AtRD29A、AtRD22、AtERD1]的表达量，增强了拟南芥的耐冷性、抗旱性和耐盐性[52]。另外，小麦bHLH 转录因子TaMYC2是JA 信号通路的主要调节因子，可与TaICE41 互作，超表达TaMYC2基因提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株的脯氨酸含量、抗氧化酶活性及ICE-CBF-COR 模块的表达量，降低了离子渗漏率和MDA 含量，增强了拟南芥的耐冷性[53]。说明TaMYC2 通过与TaICE41 互作来调控ICE-CBFCOR 耐冷通路，进而提高拟南芥的耐冷性。类似的，苦荞麦（Fagopyrum tataricumL.）FtbHLH2基因受低温诱导表达，超表达该基因提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株的光合效率、脯氨酸含量及抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性，降低了活性氧和MDA 含 量，激 活 了 低 温 响 应 基 因[CBF1、CBF3、DREB2A、COR15a、RD29A、RCI2A（Rare-cold-inducible 2A）]的表达，增强了拟南芥的耐冷性[54]。说明FtbHLH2 通过提高活性氧清除能力及低温响应基因的表达量来提高拟南芥的耐冷性。

关于其他作物bHLH 基因的研究发现，野生稻（Oryza rufipogonGriff.）OrbHLH001基因是类似ICE1的基因，超表达该基因提高了转基因拟南芥植株的耐冷性和耐盐性[55]。甘薯IbbHLH116基因在耐冷品种中的表达量高于冷敏感品种，超表达IbbHLH116基因提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株的POD、SOD 活性和脯氨酸、可溶性糖含量，降低了MDA含量，激活了CBF3基因的表达，增强了拟南芥的耐冷性[56]。另外，超表达VabHLH1、VvbHLH1基因均提高了低温胁迫条件下转基因拟南芥植株的脯氨酸含量，降低了MDA 含量和离子渗漏率，激活了CBF1、CBF2、CBF3、COR15、KIN1、RD29A基因的表达，增强了拟南芥的耐冷性[57]。说明VabHLH1、VvbHLH1 通过调控低温响应基因的表达来提高拟南芥的耐冷性。 此外，超表达苹果（Malus domestica）MdCIbHLH1（Cold-induced bHLH1）基 因也提高了转基因拟南芥植株的耐冷性，且在苹果和烟草上也得到了类似的结果[58]。

3.2 烟草耐冷基因工程

前人研究发现，PtrbHLH基因受低温诱导强烈上调表达，超表达该基因提高了低温胁迫条件下转基因烟草和柠檬植株的POD 活性，降低了H2O2含量，且PtrbHLH 与POD基因的E-box 元件结合激活了POD基因的表达，增强了烟草和柠檬的耐冷性，RNAi 植 株 反 之[59]。说 明PtrbHLH 通 过 调 控POD基因的表达来提高活性氧清除能力，进而提高烟草和柠檬的耐冷性。类似的，梨（Pyrus ussuriensis）PubHLH1基因受低温、高盐、脱水诱导表达，在烟草中超表达该基因提高了低温胁迫条件下转基因植株的脯氨酸含量和抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性，降低了MDA 含量和离子渗漏率，激活了胁迫响应 基 因（SOD、CAT、APX、DREB1、DREB3、LEA5、ERD10C、NCED1）的表达，进而提高了烟草的存活率[60]。同样的，烟草NtbHLH123基因也受低温胁迫诱导表达，超表达该基因降低了低温胁迫条件下转基因烟草植株的MDA、活性氧含量和离子渗漏率，激活了胁迫响应基因（NtSOD、NtCAT、NtPOD、NtLEA5、NtERD10C、NtERD10D）的 表 达 ，且NtbHLH123 可与NtCBF基因启动子区的G-box/Ebox 元件结合，直接正调控其表达，最终提高了烟草的存活率[61]。另外，甜橙（Citrus sinensis）CsbHLH18基因也受低温胁迫诱导表达，超表达CsbHLH18基因提高了低温胁迫条件下转基因烟草植株的抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性及抗氧化酶基因（SOD、POD、CAT）的表达量，且可特异性地与CsPOD基因启动子区结合，降低了活性氧含量，增强了烟草的耐 冷 性；敲 除CsbHLH18基 因 反 之[62]。 说 明CsbHLH18 通过提高活性氧清除能力来提高烟草的耐冷性。

3.3 其他植物耐冷基因工程

在果树上的研究发现，PtrbHLH 可与PtrCAT基因启动子区特异性结合，在柚子中超表达该基因提高了低温胁迫条件下转基因植株的抗氧化酶基因（SOD、POD、CAT）的表达量和抗氧化酶（SOD、POD、CAT）的活性，降低了离子渗漏率、MDA 及活性氧含量，增强了柚子的耐冷性[63]。说明，PtrbHLH 通过调控PtrCAT基因的表达来调控活性氧水平，进而提高柚子的耐冷性。另外，MdbHLH33 可与MdCBF2基因启动子区的LTR 顺式作用元件结合，进而调控其表达，超表达MdbHLH33基因提高了MdCBF2、MdCOR15A-1、MdCOR15A-2基因的表达量，增强了苹果的耐冷性；同时，超表达MdCBF2基因也提高了转基因苹果中MdCOR15A-1、MdCOR15A-2基因的表达量，增强了苹果的耐冷性，说明MdbHLH33 通过调控MdCBF2基因的表达来提高苹果的耐冷性[64]。相反的，超表达苹果bHLH 转录因子MdPIF3（Phytochrome interacting factor 3）基因降低了苹果和拟南芥的耐冷性，说明MdPIF3 负调控耐冷性，可以通过沉默表达的方式提高苹果的耐冷性[65]。

在粮食作物上的研究发现，水稻bHLH57 可调节活性氧代谢和植物主要的耐冷途径CBF/DREB，超表达水稻bHLH57基因促进了低温胁迫条件下转基因水稻植株中海藻糖的合成，增强了耐冷性，且提高了籽粒产量；CRISPR/Cas9 系统介导的突变植株反之，其对低温敏感，海藻糖含量、籽粒大小和结实率均降低，最终导致籽粒产量降低[66]。类似的，IbbHLH79 可激活CBF 通路，超表达IbbHLH79基因提高了转基因甘薯的耐冷性[11]。

在蔬菜上的研究发现，辣椒CabHLH79 可以与CaNAC035基因的启动子区直接结合，超表达CabHLH79基因提高了低温胁迫条件下转基因辣椒植株的耐冷基因（CaERD15、CaRD29A、CaCBF1A、CaPOD、CaCAT2）、活 性 氧 清 除 基 因（CaPOD、CaCAT2）的表达量和抗氧化酶（SOD、POD、CAT）的活性，降低了离子渗漏率和MDA 含量，增强了辣椒的耐冷性，RNAi 植株反之[67]。另外，CaPIF8基因受低温和高盐诱导表达，RNAi 辣椒植株中低温响应基因[CaRBOHA（Respiratory burst oxidase homologue A）、CaNCED1、CaCBF1]的表达量降低，对低温敏感性增强，同时对高盐的敏感性也增强[68]。说明CaPIF8 正调控辣椒的耐冷性和耐盐性，可以通过超表达的方式提高辣椒的耐冷性和耐盐性。

4 展望

低温是主要的环境胁迫之一，影响植物的生长发育，降低产量和品质，严重制约农业生产。因此，培育耐低温植物品种对稳定农业生产、保障国家粮食安全具有重要的作用。随着分子生物学的发展，挖掘并利用耐冷基因提高植物的耐冷性是一条行之有效的途径。转录因子在低温信号通路中起着承上启下的关键作用，其能调控下游一系列低温响应基因的表达，提高植物的耐冷性。bHLH 转录因子家族是植物中第二大转录因子家族，家族成员众多，功能多样，在植物抵御低温胁迫反应中具有重要的调控作用。目前，通过基因工程技术超量或抑制bHLH 基因的表达，获得了大量耐冷性提高的转基因植物。但由于不同bHLH 基因的功能不完全相同，甚至相反，获得的转bHLH 基因植物的耐冷性程度不同。有的转基因植物仅仅是苗期的耐冷性提高，有的转基因植物是苗期和生殖生长期的耐冷性均提高，甚至提高了产量。但是，目前已发现的能够提高低温胁迫条件下作物产量的bHLH 基因相对较少，今后应该继续加大力度通过各种组学（基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学等）技术挖掘更多的低温响应bHLH 基因，并对其进行功能鉴定，明确更多的能够提高植物生殖生长期耐冷性的bHLH 基因。另外，目前获得的耐冷性提高的转bHLH 基因植物中的bHLH 基因大多是组成型表达，有时会对植物的生长发育产生不利影响，例如：发育迟缓、开花推迟等。因此，今后应该尽量采用低温诱导型启动子驱动bHLH 基因以提高植物的耐冷性且尽量不影响其生长发育。此外，耐冷性是复杂的多基因控制的数量性状，单一基因的功能有限，可以通过同时转多个基因的方法增强植株的耐冷性，以获得耐冷性程度更高的转基因植物。