综述：分子炼金术：通过水稻中的次生代谢物和钙信号将胁迫转化为抗逆性

本文聚焦水稻应对盐胁迫机制，阐述了次生代谢物（SMs）和钙信号（Ca2+）在其中的关键作用。SMs 参与渗透调节、离子稳态维持和氧化应激管理，Ca2+信号激活相关通路。二者相互作用提升水稻耐盐性，为培育耐盐品种提供理论依据。

　　

盐胁迫对水稻的影响及应对机制

土壤盐渍化严重限制水稻（Oryza sativa）生产力，影响全球粮食安全。盐胁迫会干扰水稻的离子平衡、诱导氧化应激，阻碍其生长。水稻通过合成抗氧化剂、调节离子稳态、积累渗透调节物质和激活程序性细胞死亡等机制来应对盐胁迫。在这个过程中，转录因子发挥着重要作用，如 WRKY、OsCOIN 等，它们对水稻的盐胁迫耐受性有不同影响。同时，离子转运蛋白参与离子运输和稳态调节，有助于维持细胞内的离子平衡。

植物次生代谢物在增强水稻耐盐性中的作用机制

植物次生代谢物（SMs）在水稻应对盐胁迫中扮演关键角色。酚类化合物如水杨酸（SA）可清除活性氧（ROS），减少氧化损伤，还能激活抗氧化酶，稳定细胞膜和改善离子稳态。黄酮类化合物通过调节离子转运体活性，维持钠（Na⁺）和钾（K⁺）平衡，增强抗氧化防御。萜类化合物稳定细胞膜、调节渗透调节，减少水分流失。生物碱调节离子运输和应激信号通路，减轻钠离子毒性。糖苷类参与解毒过程并激活应激防御途径。

芥子油苷（GSLs）相关研究

芥子油苷（GSLs）是一类重要的次生代谢物，在植物防御中发挥重要作用。miRNA 参与调节 GSLs 的生物合成和代谢途径。盐胁迫会影响 GSLs 的合成和降解，改变其在植物体内的含量和分布。一些基因如 OsTGG1、OsCYP79D2 等参与 GSLs 的代谢过程，它们的表达变化影响水稻对盐胁迫的耐受性。

激素在调节水稻耐盐性中的相互作用

植物激素在水稻适应盐胁迫过程中起关键作用。生长素（Auxin）可调节水稻生长发育，影响盐胁迫下的根和芽发育、水分平衡及抗氧化防御。脱落酸（ABA）作为信号介质，参与调节植物对多种胁迫的响应，盐胁迫下，其生物合成基因的表达受 Ca²⁺依赖的磷酸化事件调控，进而影响水稻的生长和耐盐性。细胞分裂素（CKs）的信号通路调节植物生长和应激反应，但其在盐胁迫耐受性中的作用较为复杂。赤霉素（GAs）通过 DELLA 蛋白调节植物生长，乙烯参与调节应激相关基因的表达，二者都对水稻的盐胁迫耐受性有影响。

盐胁迫下水稻的次生代谢物与钙信号

盐胁迫下，水稻通过复杂的离子运输机制和钙（Ca²⁺）信号通路来应对。Ca²⁺通道如 OsCNGC14 和钙依赖蛋白激酶（CDPKs）如 OsCDPK7 在维持离子稳态和激活应激反应中起重要作用。次生代谢物的产生受 Ca²⁺信号调节，它们与 Ca²⁺信号相互作用，共同增强水稻对盐胁迫的耐受性。Ca²⁺信号影响次生代谢物的生物合成，次生代谢物也对 Ca²⁺信号进行反馈调节，二者协同调节激素通路，提高水稻的耐盐性。

研究结论与展望

次生代谢物在增强植物对盐胁迫的耐受性方面至关重要，它们通过调节多种生理过程来减轻盐胁迫对植物的伤害。未来研究可从多个方向展开，如深入探究盐胁迫下 SMs 生物合成的调控网络，研究转录因子在调节 SMs 途径中的作用，整合多组学方法深入理解 SMs 与胁迫反应机制的相互作用，利用先进育种技术提高作物中 SMs 的产量以增强耐盐性，开展田间研究评估 SMs 对作物在盐渍环境中性能的实际影响，以及关注代谢工程策略优化 SMs 途径，探索利用基因盒增强作物对环境胁迫的免疫力等。