Relevance of seed priming in perspective of stress memory, metabolic modulation and climate resilience in growing plants

方法

文献综述，整合多组学、表观遗传与代谢调控证据。

发现

引发可建立可维持、可召回的记忆状态，但田间一致性与记忆稳定性仍受限。

机会点

可探索将引发方案与气候预测、精准农业决策模型耦合的田间尺度优化研究。

种子引发（seed priming）日益被视为一种基于诱导的方法，用于使作物具备抵御反复出现且不可预测的环境胁迫的能力。本综述综合了关于种子引发如何建立一种增强响应性的生理状态的现有知识，特别强调胁迫记忆、代谢重编程与表观遗传调控之间的相互作用。我们考察了抗氧化系统、渗透调节物质、植物激素、信号网络、转录调控、染色质修饰和代谢调整在引发状态的建立、维持和唤起中的作用。特别关注了代谢记忆和转录记忆、跨代遗传以及多组学方法在解析这些复杂响应中的贡献的证据。本综述进一步评估了新兴策略，包括营养引发（nutripriming）、生物引发（biopriming）、纳米引发（nanopriming）和集成的“引发组学”（primeomics）方法，并考量了它们在提高对多重和序贯胁迫耐受性方面的潜力。还讨论了与记忆稳定性、基因型依赖性、环境变异性、田间一致性以及种子贮藏相关的关键挑战。最后，我们强调了将优化的引发方案与育种、精准农业和气候预测相结合的机会，以开发实用、可扩展的方法，用于气候韧性作物生产和可持续粮食安全。