类胡萝卜素是植物体内重要的萜类化合物，对园艺作物外观、风味和营养品质形成具有重要作用。八氢番茄红素合成酶（PSY）作为类胡萝卜素合成通路的限速酶，其编码基因PSY的表达水平直接调控园艺作物中类胡萝卜素的积累。本文系统梳理了PSY基因家族在不同作物中的成员分化与组织特异性表达模式，揭示了其功能多样性的进化基础。进而，重点阐述了PSY的多维度调控网络：在转录层面，多种转录因子通过结合PSY启动子区域精确调控其时空表达；表观遗传机制通过改变染色质状态动态调节PSY的可及性；转录后层面，可变剪接与反式剪接产生功能各异的转录本，实现了对PSY转录本丰度与翻译效率的精细调节；翻译后层面，OR伴侣蛋白与Clp蛋白酶系统拮抗调控PSY蛋白的稳定性，而泛素化修饰则精准控制其降解速率；亚细胞定位机制确保了PSY在质体中的高效催化。此外，PSY的表达与活性还受到光照、温度等环境因子以及乙烯、脱落酸等激素信号的交叉调控，形成了复杂的调控网络。当前研究仍面临诸多挑战，如研究集中于少数模式作物，不同物种间调控通路差异不明，PSY与上下游因子的互作网络及代谢通道机制有待深入解析。未来，研究需借助合成生物学工具对PSY进行理性设计，利用人工智能与多组学技术鉴定关键调控节点，并通过基因编辑与代谢工程策略，实现园艺作物类胡萝卜素含量的精准改良。
