综述：植物生长调节剂作为涝害耐受性的核心驱动力：分子与代谢视角

《Biologia》：Plant growth regulators as central drivers of waterlogging tolerance: molecular and metabolic perspectives

　　

摘要

水涝正成为一种主要非生物胁迫，严重限制作物产量，且随着全球变暖，其发生频率和强度不断增加。长期土壤水涝对植物形态、生长和代谢产生不利影响，常导致乙烯过度积累并干扰关键生理过程。为应对水涝胁迫，植物在形态性状、能量代谢、激素合成和信号转导途径等方面发生深刻变化；然而，这些适应性反应往往不够充分，导致产量大幅降低。在水涝条件下，植物经历严重氧化胁迫，表现为细胞能量状态下降、色素含量减少、生长速率受抑制，最终导致生产力下降。根据物种和发育时期的不同，产量损失估计在40%至80%之间。水涝条件下光合作用的受损进一步加剧胁迫，促进致死水平活性氧的产生，包括超氧自由基、过氧化氢、单线态氧和羟基自由基。这些活性分子通过降解DNA和RNA、脂质过氧化、蛋白质氧化以及关键代谢酶失活等途径对细胞成分造成损害。植物激素在协调分子、形态、生化、解剖和信号反应中发挥核心作用，使植物能够在缺氧环境中生存。植物通过涉及激素合成、运输和交互作用的复杂激素信号网络来调节其对水涝的反应。这些内源信号是决定水涝胁迫耐受性的关键因素。本综述整理了先前研究的结果，系统分析水涝对作物产量、激素调节、信号转导和适应性反应的影响，并阐明耐性背后的机制。理解气候变化驱动极端事件下激素与水涝的相互作用，对于维持生产力、确保粮食安全（可持续发展目标2）以及支持气候变化适应和减缓策略（可持续发展目标13）至关重要，特别是在易受强降雨影响的地区。