综述:植物响应潜在有毒元素暴露的苯丙烷和萜类代谢及其调控:对植物修复的意义
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时间:2025年09月28日
来源:Plant and Soil 4.1
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本综述系统阐述了苯丙烷(Phenylpropanoid)和萜类(Terpenoid)代谢途径在植物应对镉(Cd)、锌(Zn)等潜在有毒元素(PTE)胁迫中的防御机制与调控网络,重点揭示了二者通过合成 flavonoids、lignin、防御物质及信号分子调控植物抗逆性的差异,为利用代谢工程提升植物修复(Phytoremediation)效率提供了新视角。
苯丙烷和萜类代谢作为植物重要的次生代谢途径,在植物应对潜在有毒元素(PTE)如镉(Cd)、锌(Zn)、铜(Cu)和铬(Cr)暴露的防御过程中发挥着关键作用。苯丙烷代谢包含多个由酶催化反应构成的分支途径,主要负责类黄酮(flavonoids)和木质素(lignin)的生物合成。萜类代谢途径则以三磷酸腺苷(ATP)和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)为原料,包括质体中的甲基赤藓醇磷酸(MEP)途径和细胞质中的甲羟戊酸/乙酸(MVA)途径,参与防御物质、信号分子以及植物激素等多种萜类化合物的生物合成。因此,苯丙烷和萜类代谢在植物响应PTE暴露中的重要作用值得重点关注。
本综述聚焦于PTE处理下植物中苯丙烷和萜类代谢的功能表现,同时探讨了二者的调控机制,并总结了苯丙烷类和萜类化合物在植物修复应用中的潜力。
本文总结了苯丙烷和萜类代谢在协调植物与PTE互作方面所取得的研究进展。总体而言,苯丙烷代谢代表了植物一种普遍适用的抗PTE策略,且其作用不受PTE浓度高低的限制;相反,萜类代谢在高浓度PTE胁迫下则不能充分发挥功能。
本综述为有效提高PTE污染环境中植物修复的效率提供了新的见解。
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