综述：大麦黄酮类化合物：对疾病抗性和耐逆性的分子机制研究——为可持续农业提供科学依据

《Journal of Plant Growth Regulation》：Barley Flavonoids: Molecular Insights into Disease Resistance and Stress Tolerance for Sustainable Agriculture

大麦黄酮类化合物通过抗菌、抗氧化和信号传导增强抗病与抗逆性，分子技术（GWAS、QTL、CRISPR）及遗传多样性研究推动其育种创新，为应对气候变化提供可持续解决方案。

　　

摘要

大麦（Hordeum vulgare L.）是全球种植面积第四大的谷物，由于其适应边际环境的能力以及其营养价值和经济价值，成为粮食安全和农业可持续性的重要支柱。作为一种具有气候抗性的作物，大麦的防御机制受到黄酮类化合物的显著影响——黄酮类化合物是一类多样的多酚类物质，在抗病性和耐逆性方面发挥着多方面的作用。这些化合物具有抗菌作用，能够抑制病原体的活动、增强细胞壁的强度，并清除活性氧（ROS），从而维持氧化还原平衡和细胞完整性。黄酮类化合物还充当信号分子，协调免疫反应、调节激素通路，并促进有益微生物的相互作用。诸如皂苷元和二氢槲皮素等关键化合物对Fusarium graminearum等真菌病原体具有针对性的抑制作用。转录因子HvWRKY23以及细胞色素P450、HvCPS2、HvUGT-10W1、HvKSL4等基因，以及大麦突变体（ant 18–159），均参与调控黄酮类物质的生物合成，为通过遗传和生物技术手段提高抗病性提供了靶点。分子生物学的进步，包括全基因组关联研究（GWAS）、数量性状位点（QTL）定位和CRISPR/Cas9技术，使得对黄酮类代谢途径进行精确调控成为可能，进而增强了大麦的抗病性和逆境适应能力。遗传多样性，尤其是在黄酮类生物合成途径方面，是大麦品种间抗性差异的基础，野生种质资源为育种计划提供了宝贵的遗传特性。将传统育种与分子育种方法结合，并采用可持续的种植方式，可以减少化学投入并提升作物的抗逆性。本文强调了黄酮类化合物在大麦防御机制中的关键作用，并指出了其在应对气候变化时培育具有抗逆性和可持续性的大麦品种方面的潜力。