非生物胁迫对植物和代谢的影响

代谢对生物胁迫的适应包括氨基酸、糖和胺代谢途径的适应。早期代谢反应的适当激活可帮助由胁迫引起的化学和能量的不平衡，这对适应胁迫和生存是至关重要的。代谢组学是对大量代谢物的定量和定性的系统研究的方法，可了解复杂的代谢网络如何相互作用和它们怎么动态适应胁迫。

（一）植物对生物胁迫的反应 处于不利或限制生长的环境下，植物动员多个水平的代谢增强耐受性，通过调整膜系统和细胞壁结构，通过改变细胞循环和细胞分裂速度，通过代谢调节。在分子水平，许多基因被激发或抑制，涉及到大量胁迫有关基因的精确调控网络。有关渗透保护剂合成的蛋白质、解毒的酶系统、蛋白酶、运输者和分子伴侣是第一道防线。一些调控蛋白（转录因子、磷酸酯酶、激酶）和信号分子的激活是与信号转导和胁迫反应基因表达相伴随的。能量、渗透压和氧化还原失衡是植物对胁迫的最早的反应。

（二）在胁迫环境下的代谢适应：渗透物积累 处于胁迫环境下最平常的防御机制是产生和积累可共存的可溶物。这些可溶物的特征是在细胞环境中很高的溶解性，而且即使有很高的浓度也不抑制酶的活性。清除ROS以恢复氧化还原代谢，恢复身体平衡以维持细胞膨压，保护和稳定蛋白质及细胞结构是这些渗透保护剂的作用。 脯氨酸是一种渗透保护剂、抗冷剂、信号分子、蛋白质结构稳定剂、ROS清除剂，处于可引起缺水的胁迫时（盐、结冰、重金属、干旱）。 介绍了脯氨酸合成的2种途径及所需的原料和酶。从转录水平控制与脯氨酸合成有关的酶的表达，可调控植物对胁迫的抗逆性。