植物进化出了极其复杂的代谢网络。多年来，科学家们一直关注植物如何产生次生代谢物，即植物产生的增强其防御和生存机制的化合物。

　　普渡大学(Purdue University)园艺和景观建筑学副教授李颖(Ying Li)说:“直到最近，我们才开始意识到，参与制造这些专门的次级代谢物的基因正在受到调控。”“当植物需要产生次生代谢物时，它们就会被激活。当植物不再需要它们时，它们就会被关闭。”

　　普渡大学生物化学、园艺和景观建筑学杰出教授Natalia Dudareva说:“此外，当次级代谢物积累到很高水平时，它们通常对细胞有毒，正如我们在操纵挥发性次级代谢物必须通过释放到大气中的屏障时所看到的那样。然而，细胞感知到这些有毒化合物的积累，并下调负责形成这些挥发物前体的基因。”

　　在《植物科学趋势》杂志的一期特刊中，Li和Dudavera强调了特殊代谢物在调节植物用来形成化合物的基因中的重要性。Dudareva指导，Li是普渡大学植物生物学中心的成员，该中心旨在更清楚地了解影响植物生物学的过程。

　　李说:“我们初步发现，次生代谢物本身可能是信号，告诉我们，‘好吧，现在我们需要打开和关闭这些基因。’”“我们几乎不知道植物是如何感知代谢物，然后导致基因开启和关闭的。”

　　整理次生代谢的复杂性带来了挑战，因为这个过程对每个不同的植物谱系都是高度特异性的。有时，特定的细胞在特定的时间为特定的植物类型产生次生代谢物。这些植物通常产生少量的代谢物，这使得它们很难被检测到。

　　研究人员还需要分析代谢物是如何与蛋白质相互作用的。李说:“这让你可以判断哪种蛋白质可以感知并与这些代谢物结合。”基因调控也参与其中。“你必须能够检测基因表达。而这是由下一代测序工具包实现的。”

　　她说，尽管一种特定的植物会产生自己独特的代谢物，“过去20年里的下一代基因测序使我们能够看到任何植物的基因组活性。”

　　和许多植物科学家一样，李的研究主要集中在初级代谢方面，尤其是植物生长所依赖的氮代谢。二级代谢的专业化程度让她感到惊讶。她说，尽管初级和次级代谢之间存在差异，但它们似乎在分子水平上遵循相似的规则。

　　“次生代谢物对植物适应压力环境很重要。例如，在干旱或病原体袭击期间，次生代谢物有助于抵抗这些压力，”李说。次生代谢对授粉成功也很重要。花朵吸引昆虫，但气候变化带来了人们对传粉者-植物关系能否继续运转的担忧。

　　她说:“由于这些原因，人们一直梦想着能够进行代谢工程，使植物产生更多有利于植物生存的特殊代谢物，更好地抵抗压力条件，制造药物，或更好地吸引传粉者。”

　　研究人员需要更好地了解产生过多代谢物是如何扰乱基因调控的。但是如果这个过程可以在适当的地方被打乱，“那么我们就可以安全地产生很多代谢物，因为它不会触发反馈调节，”李说。