新鲜果实色泽鲜艳、香气宜人、口感极佳，且富含维生素等营养物质，深受广大消费者喜爱。这些优良品质的形成依赖果实的成熟过程，涉及一系列复杂的生理生化动态变化，受到激素、转录因子、表观遗传修饰等内在因子的精确控制和光照、温度等外界条件的影响。另一方面，果实成熟也会导致抗病性降低，极易受到病原真菌的侵染而腐烂。据统计，全球因采后腐烂造成的果实损失高达20-30%。虽然延缓果实成熟可以提高果实对病原菌的抗性，但也会影响果实营养和风味品质的完全形成，这使得品质与抗性难以兼得。因此，深入研究果实成熟过程与抗性降低的交互机制，对打破优质与高抗之间的负相关具有重要的指导意义。近日，中国科学院武汉植物园高磊研究员团队在JIPB在线发表了题为“Ripening and rot: How
ripening processes influence disease susceptibility in fleshy fruits”的综述文章（https://doi.org/10.1111/jipb.13739），概述了近年来关于成熟过程影响果实抗/感病性变化的研究进展，主要包括番茄等成熟和抗病性之间相互作用的生理和分子机制 (图1)，并展望了未来育种中提升果实品质的同时保持抗性的前景。![]()
图1. 番茄果实成熟和病害抗性调控模式图
果实成熟通常伴随着果实表皮角质层和细胞壁等物理屏障减弱，酚类、含硫化合物等抑菌次级代谢物降解，抗毒素水平降低，同时糖分等营养物质积累，为病原菌生长提供了有利的环境。此外，成熟衰老还带来脂质和蛋白过氧化，引起细胞内氧化还原状态失衡。研究表明，果实成熟调控因子在病原菌侵袭时也会参与一系列免疫调控作用。比如，番茄成熟突变体non‐ripening (nor)和乙烯不敏感突变体Never‐ripe (Nr) 的果实相较于野生型具有更强的抗病性，而colorless non‐ripening (cnr)和RIPENING INHIBITOR (RIN)基因敲除突变体则表现出明显的易感性，表明成熟调控因子也参与了果实的免疫调控。乙烯和脱落酸 (ABA) 不仅作用于果实成熟调控，也在果实抵御病原微生物过程中发挥重要作用，并且与免疫相关植物激素茉莉酸 (JA) 和水杨酸 (SA) 等发生交互作用。这些植物激素信号下游涉及一系列转录调控级联事件，涉及RNA聚合酶、基础转录因子和特异性转录因子如MADS、NAC、WRKY、MYB、EIL和ERF等形成的调控网络，主要通过Mediator复合体形成了果实中特异性的免疫调控作用模式 (图2)。然而，目前关于果实特异性的免疫机制研究，尤其是植物激素与转录调控复合物之间的关联机制仍然有待进一步深入，对阐明果实响应病原微生物免疫机制，促进食品安全具有重要的理论和应用价值。
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图1. 果实抵御病原微生物的激素和转录因子调控模式
中国科学院武汉植物园李珊博士为该论文的第一作者，中国科学院武汉植物园高磊研究员和诺丁汉大学教授、中国工程院外籍院士Donald Grierson为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、中国科学院武汉植物园人才项目和湖北省创新团体项目的支持。
Li, S., Zhao, Y., Wu, P., Grierson, D., and Gao, L. (2024). Ripening and rot: How ripening processes influence disease susceptibility in fleshy fruits. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.13739JIPB面向全球，刊发整合植物生物学研究的重要创新成果，包括宏观和微观领域有创新性的重要研究论文、综述、简讯、新资源、新技术和评论性文章等。2023年2年SCI_IF: 9.3，位于植物科学TOP 3.2%，SCI的Q1区。2023年Scopus数据库中CiteScore: 18.0，位于植物科学TOP 2%。JIPB位于中国科学院期刊分区生物学大类1区和植物学小类1区，中国科协《植物科学领域高质量期刊分级目录》T1级，并入选中国科技期刊卓越行动计划。
