植物专门代谢的年龄驱动调节：转录、激素及表观遗传信号的整合

《Horticulture Research》：Age-driven regulation of plant specialized metabolism: integration of transcriptional, hormonal, and epigenetic signals

摘要

植物特异代谢物是决定营养品质、胁迫适应及药用价值的关键因素。尽管许多代谢物类别的生物合成途径已被广泛表征，但对其积累如何随时间受到调控的理解却少得多。越来越多的证据表明，代谢物谱系随植物年龄而变化，然而，这些变化发生在不同的时间背景下，应分别考虑。在本综述中，我们区分了发育阶段转换、器官发育进程和时序衰老，并讨论了每种情况如何影响黄酮类、萜类、生物碱及其他特异代谢物的积累。我们强调 miR156-SPL 通路作为被子植物中将发育阶段转换与特异代谢联系起来的良好表征机制。我们还讨论了裸子植物中 DAL1 介导的年龄调节，这是一个进化上独特的发育计时系统，其与特异代谢的直接联系正在显现。对于器官发育进程和时序衰老，我们强调表观遗传修饰作为驱动或重编程代谢途径的关键调节因子。特别地，DNA 甲基化不仅作为植物表观遗传时钟，而且在叶片衰老、果实成熟和时序衰老期间作为重要的调节机制。此外，我们考察了激素和环境信号如何与年龄途径相互作用以调节代谢输出。最后，我们讨论了该领域当前的概念和方法论挑战，并提出了利用年龄调节优化农作物和药用植物中高价值生物活性化合物生产的未来方向。