综述：褪黑素在增强植物耐涝性中的作用：当前认识与未来方向

这篇综述系统阐述了褪黑素（Melatonin）作为多功能信号分子，通过调控厌氧呼吸（Anaerobic Respiration）、糖代谢（Sugar Metabolism）、抗氧化防御系统（Antioxidant Defense System）及根际微生物组（Rhizosphere Microbiome）等机制，缓解涝渍胁迫（Waterlogging Stress）导致的氧匮乏（Oxygen Deprivation）和氧化损伤（Oxidative Damage），为开发抗涝作物提供了新视角。

　　

ABSTRACT

涝渍胁迫因气候变化加剧，导致根区缺氧（Oxygen Deprivation），扰乱碳和糖代谢（Carbon and Sugar Metabolism），引发能量亏缺（Energy Deficit）与氧化应激（Oxidative Stress），最终抑制植物生长。褪黑素通过三重机制发挥保护作用：

1. 1.

   能量代谢重塑：上调厌氧呼吸关键酶（如ADH₁和PDC₁）和发酵途径（Fermentation Pathway），维持ATP供应；

2. 2.

   氧化还原平衡：激活超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT），清除活性氧（ROS）；

3. 3.

   生态互作调控：通过调节生长素（Auxin）和乙烯（Ethylene）信号，改善根系构型（Root Architecture），并招募有益微生物（如^PGPR）增强抗性。

未探索的分子机制

尽管褪黑素在其他非生物胁迫中的作用已被广泛研究，但其在涝渍胁迫中的表观遗传调控（如DNA甲基化修饰）和转录重编程（如HY5^转录因子的激活）仍属空白领域。此外，褪黑素如何通过调控_miRNA影响植物-微生物互作（Plant-Microbe Interaction）尚需深入解析。

未来方向

优先研究褪黑素介导的跨代记忆（Transgenerational Memory）和合成生物学应用（如设计Melatonin-Biofortified作物），并开发基于褪黑素的叶面喷施（Foliar Spray）或种子处理技术，以提升低洼地区作物的抗涝能力。