尽管大量的文献支持与使用生物刺激剂有关的好处，但这种积极作用的分子机制仍未得到很好的阐明。然而，对生物刺激剂发挥其活性的作用方式的理解可以提供有用的见解，以更好地确定作物、要求、农业实践和应用时机方面的目标。此外，欧盟最近通过的法规表明，有机会了解受生物刺激剂影响的作物过程，以便在监管层面支持所需的声明。
在这个前提下，我们可以指出，解决上述要求是一个关键的挑战。这主要是由于两个原因：（i）植物生化过程的复杂性，其中一些尚未完全阐明；（ii）基因型反应的变异性，而不是栽培品种与栽培品种之间的变异性，以及环境和农艺实践所发挥的关键性模拟作用。
由于被固定在土壤中，植物不得不发展出种类繁多的生化过程来应对非生物和生物的压力；植物生物刺激剂经常针对/调节这些过程。有几种方法可以用来阐明外部因素造成的生化变化，如对农作物使用生物刺激剂。在这些方法中，推荐使用非目标方法，因为它们不需要 先验的假设，因此可以适用于复杂的情况。全能科学（如基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学）指的是生物系统中的基因、转录物、蛋白质和代谢物的概况，属于非目标方法。在不同的全量统计学中，代谢组学是最接近基因型的，并已被有效地用于研究植物生物刺激剂的作用方式。事实上，与基因表达的调控一起，我们可以对蛋白质进行翻译后修饰，最终形成实际的代谢物概况。最近在分析设备（如高分辨率质谱）、数据库可用性和数据管理（包括用于数据解释的多变量统计分析和生物信息学工具）方面的进展促进了代谢组学在农业科学中的应用。因此，已经提出了代谢组学特征的差异，以确定受外部因素影响的植物过程，如非生物胁迫（盐度、干旱、洪水、高温等）、植物-微生物和植物-病原体相互作用以及生物刺激剂（图1）。
图1.非靶向代谢组学是对样品中所有可测量的代谢物的综合分析，包括未知的化学成分，而靶向代谢组学是对确定的化学特征和生物化学注释的代谢物群体的测量。
图2.应用选定的蛋白质水解物后，从代谢组图谱中进行的无监督层次聚类分析（上图）。应用选定的蛋白质水解物后，对代谢组图谱进行的正交投影到潜在结构判别分析（OPLS-DA）监督模型的得分图，其中组间的变化被分离为预测和正交成分（下图）。
图3.番茄插条对叶面施用植物蛋白水解物和茎部施用吲哚丁酸（IBA）所涉及的生物合成过程，使用IBA的浓缩溶液进行基础快速浸泡。X轴代表每组子类别，而Y轴对应的是与未处理对照相比的累积倍数变化。
