光合作用稳定化作为核心因素

热首先影响的过程之一是光合作用。高温破坏光系统II，减少二氧化碳同化，导致：

• 糖生产减少
• 生长抑制
• 产量损失

因此，光合作用稳定化的生物刺激素在热峰期间保持生产力方面至关重要。

氧化应激和ROS中和

高温几乎总是导致活性氧（ROS）的增加。当不及时中和时，ROS会损害脂质、蛋白质和DNA。

因此，强大的生物刺激素策略会增强抗氧化酶的活性，例如：

• 超氧化物歧化酶（SOD）
• 过氧化氢酶
• 抗坏血酸过氧化物酶

这些酶支持ROS缓冲，保护膜和叶绿体结构。

渗透调节和热诱导的干旱

热应激通常伴随着蒸发增加。植物关闭气孔以限制水分损失，但也降低了二氧化碳吸收。

渗透保护剂如甜菜碱和脯氨酸支持：

• 膨压保持
• 膜稳定性
• 代谢过程的连续性

植物启动作为预防性热缓冲

植物启动在热应激中也发挥了核心作用。生物刺激素可以预先为植物做好准备，以便在高温袭来时应激反应更快。

预启动的植物表现出：

• 更快的抗氧化反应
• 更有效的渗透调节
• 光系统损伤较少

自由氨基酸作为热应激的核心应激分子

热耐性中一个重要但常被低估的组成部分是自由氨基酸的作用。氨基酸不仅是蛋白质的构建块，还是植物应对压力的基本代谢工具包。

重要的是，植物不仅仅使用一种氨基酸。为了最佳的应激适应需要所有20种氨基酸，因为每种氨基酸在生长、恢复和保护中都起着独特的生理作用。

• 脯氨酸和甜菜碱支持渗透缓冲
• 半胱氨酸和蛋氨酸提供抗氧化途径的硫
• 色氨酸和苯丙氨酸是酚类和防御素的前体
• 谷氨酰胺和精氨酸作为氮储备和修复来源
• 甘氨酸对于叶绿素形成和光合作用至关重要

广泛的氨基酸谱系防止植物必须将能量投入到内部合成中，从而加快应激修复。

氨基酸与Krebs循环：应激恢复的能量

热应激意味着巨大的能量需求。植物必须积极稳定膜、产生抗氧化剂和修复受损的蛋白质。这需要大量的ATP。

这里的中心能量来源是柠檬酸循环（Krebs循环）。自由氨基酸为该循环提供直接中间体，从而支持能量平衡。

当氨基酸外源可用时，植物可以更快地生成ATP，并将这种能量用于：

• 光系统修复
• 应激后更快的再生长
• 开花和结果的连续性
• 应激保护代谢物的积累

肽和蛋白质水解物作为精细生物刺激

除了自由氨基酸外，肽也起着作用。这些短链作为信号分子，调节应激路径，并在热峰后更快地让根和叶质量恢复。

因此，蛋白质水解物和植物肽在高质量热应激配方中越来越多地应用。

对抗热应激的重要生物刺激素原料

海藻提取物

海藻提取物含有多糖和酚类，可支持启动和抗氧化保护。在气候极端中被大量应用。

硅

硅加强细胞结构，通过更好的水管理和膜保护减少热损害。

渗透保护剂

脯氨酸和甜菜碱通过渗透溶质积累和膜稳定剂作为直接的热缓冲。

氨基酸和肽

自由氨基酸支持渗透调节、抗氧化能力和通过Krebs循环提供能量。在热应激中，具有广泛氨基酸谱系的产品至关重要。

富含抗氧化剂的代谢物

酚类和其他次级代谢物有助于对抗ROS的保护机制。

从热应激到产量保障

生物刺激素在热应激中的商业目标是在关键阶段限制损害。有效应用的结果是：

• 保持光合作用活动
• 减少结果损失
• 热峰后的更快恢复
• 更稳定的产量和质量

概述：热应激中的生物刺激素策略