南方农业学报

作者：丰景, 梁真真, 黄桂媛, 林玲, 时晓芳, 张瑛, 郭荣荣,

关键词：β-酮脂酰-CoA合成酶（KCS）, 超长链脂肪酸（VLCFAs）, 非生物胁迫, 生长发育,

植物在生长过程中常遭受干旱、高盐、极端温度等多种非生物胁迫，严重影响作物产量和生态适应性。超长链脂肪酸（VLCFAs）是生物体内众多重要物质的合成底物，可以通过调节膜脂组成、增强膜系统稳定性，参与信号转导和能量代谢等途径调节植物正常生长和发育中的多种生理活动。β-酮脂酰-CoA合成酶（KCS）参与VLCFAs延伸的缩合反应，是VLCFAs合成的限速酶，对VLCFAs的碳链长度有着决定性的作用。近年来，随着多组学技术的融合应用，对KCS家族成员功能的研究已从模式植物扩展到非模式植物，文章综述了在拟南芥、棉花、番茄、水稻等植物中克隆到的部分KCS家族基因，分析其不同基因的调控功能，通过构建系统发育树，发现不同物种间KCS基因家族在进化上具有保守性。此外，文章还系统综述了KCS在植物生长发育中的作用，包括调控脂肪酸合成及细胞膜结构稳定性，调控植物细胞壁生长与组织发育，调控植物能量代谢与生长、促进种子生长发育、促进叶片生长和调控果实发育成熟等方面；KCS在植物抗非生物胁迫（干旱胁迫、盐胁迫和低温胁迫）中的作用。阐述了KCS基因家族的调控机制，KCS对植物的调节作用受转录因子（如KNOX4和MYB）、植物激素（如生长素、赤霉素和脱落酸等）和环境因子（如温度、盐分和水分等）协同作用，形成复杂的代谢网络。然而当前研究仍面临过度依赖模式植物，对经济作物中KCS的功能解析不足；KCS的动态调控网络高度复杂，对环境胁迫下KCS与其他代谢通路（如脂氧合酶途径和鞘脂代谢）的交叉调控机制研究不足；CRISPR/Cas9等基因编辑技术在KCS功能研究的实际应用中面临靶向效率低和脱靶效应等多方面亟待解决的问题。针对上述问题，提出下一步研究向多维度整合方向推进并通过构建KCS介导的VLCFAs代谢动态模型探索KCS在气候智能型农业中的规模化应用路径等方面。另外，需通过深化基础研究、革新技术工具及完善伦理框架，充分释放KCS在作物改良和绿色制造中的潜力，以期为应对全球气候变化和粮食安全挑战提供可持续解决方案。

来源：2026年第1期

《南方农业学报》期刊编辑部

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