综述：水分胁迫下植物碳水化合物代谢响应及其对产量和品质的影响

本综述系统探讨水分胁迫（干旱与涝渍）对作物产量及品质形成的碳水化合物代谢调控机制，重点解析糖类物质（如单糖、二糖、寡糖和多糖）的动态变化、酶促反应（如蔗糖合成酶）及信号通路（如ABA、WRKY转录因子），为抗逆作物育种和可持续生物制造提供理论框架。

　　

Abstract

水分胁迫（包括干旱和涝渍胁迫）导致作物产量显著下降。糖类作为必需的能量储备和结构成分，在决定作物品质属性方面起着关键作用。可溶性糖的组成和浓度不仅与经济产量相关，还 critically 调节食用作物的风味特征和药用物种中生物活性化合物的生物合成。理解碳水化合物代谢与水分胁迫之间的关系对于提高作物产量和品质至关重要。

碳水化合物化合物的变化

水分胁迫下植物体内四类碳水化合物化合物——单糖（如葡萄糖、果糖）、二糖（如蔗糖）、寡糖（如棉子糖系列）和多糖（如淀粉、纤维素）——含量发生显著变化。例如干旱胁迫常引起蔗糖和脯氨酸的积累，作为渗透调节剂；而涝渍胁迫则可能导致淀粉降解加速，促进糖酵解供能。这些变化直接影响作物的经济产量和抗逆性。

酶与转录调控机制

碳水化合物代谢的酶促调控（如蔗糖合成酶(Sucrose Synthase, SuSy)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)）在水分胁迫响应中发挥核心作用。SuSy活性变化影响蔗糖分解与再合成平衡，进而调控细胞渗透压和能量供应。同时，糖信号通路通过激素（如脱落酸ABA）和转录因子（如WRKY家族）实现转录级联调控：ABA介导的应激信号可激活WRKY基因表达，进而靶向调控糖代谢相关酶编码基因的转录，形成协同响应网络。

组学与合成生物学整合策略

近年来组学技术（转录组、代谢组）揭示了水分胁迫下糖代谢网络的动态重构规律，而合成生物学手段则通过工程化改造糖代谢通路（如异源引入海藻糖合成酶基因）显著增强植物的抗逆性。这些进展为双目标策略——提升作物胁迫抗性生产力及开发植物系统用于可持续碳水化合物生物制造——提供了理论依据与技术路径。