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芸薹属作物，包括全球重要的蔬菜和油料作物，面临着多种生物和非生物胁迫的严重威胁。植物次生代谢物构成了防御的化学基础，代谢组学已作为一种有效的系统生物学工具，用于全面解析胁迫诱导的代谢变化。本文系统综述了应用代谢组学阐明芸薹属作物防御机制的最新进展。首先概述了芸
芸薹属作物，包括全球重要的蔬菜和油料作物，面临着多种生物和非生物胁迫的严重威胁。植物次生代谢物构成了防御的化学基础，代谢组学已作为一种有效的系统生物学工具，用于全面解析胁迫诱导的代谢变化。本文系统综述了应用代谢组学阐明芸薹属作物防御机制的最新进展。首先概述了芸薹属作物生产面临的主要胁迫及植物防御的代谢基础。对当前的分析平台，包括液相色谱-质谱联用（LC-MS）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）、离子迁移谱（IMS）和质谱成像（MSI），以及数据处理流程和多组学整合策略进行了批判性评估。综述了在芸薹属作物中鉴定的关键防御相关代谢物类别，特别是硫代葡萄糖苷（GSLs）及其水解产物、酚类化合物和脂质衍生信号分子，并强调了它们在生物和非生物胁迫响应中的各自功能。代谢组学在揭示由不同胁迫（包括病原菌感染、昆虫取食、干旱、盐碱、极端温度和重金属胁迫）触发的独特代谢重编程模式方面发挥了重要作用。讨论了基于代谢组学的作物改良策略，包括标记辅助育种、遗传和代谢工程以及精准农艺实践，以及当前的技术瓶颈和涉及人工智能、代谢建模和空间代谢组学的未来方向。这些综合知识为利用代谢组学增强芸薹属作物的胁迫抗性和可持续生产提供了全面参考。
1. 引言
芸薹属作物包括全球重要的蔬菜和油料作物，其中油菜（Brassica napus）是主要油料作物。其产量受到菌核病（Sclerotinia sclerotiorum）、根肿病（Plasmodiophora brassicae）等病害以及干旱、盐碱、重金属等非生物胁迫的严重制约。代谢组学作为系统生物学工具，在解析防御机制方面取得进展，但存在知识碎片化问题。本综述系统总结了代谢组学在芸薹属作物防御反应中的应用，包括关键防御代谢物、代谢重编程模式、作物改良策略及未来方向。
2. 代谢组学的方法学途径
2.1 主要分析平台的技术特征和适用性
代谢组学工作流程包括样品采集、代谢物提取、色谱分离、质谱检测、数据处理和差异代谢物筛选鉴定。主要平台包括液相色谱-质谱联用（LC-MS）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）、核磁共振（NMR）、离子迁移谱（IMS）、质谱成像（MSI）和毛细管
