西北农林科技大学果蔬贮藏与加工团队寇莉萍课题组在石榴果皮褐变机制及抑制方面取得新进展

学术   2024-11-06 18:27   上海  

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西北农林科技大学果蔬贮藏与加工团队寇莉萍课题组在石榴果皮褐变机制及抑制方面取得新进展
近日,西北农林科技大学食品学院果蔬贮藏与加工团队寇莉萍课题组在石榴果皮褐变机制及抑制方面取得新进展,在《Scientia Horticulturae》杂志上先后发表了题目为“Integrated transcriptomics and physiological parameters reveal the husk browning difference between two cultivars of pomegranate fruit”“Methyl jasmonate alleviates the husk browning and regulates expression of genes related to phenolic metabolism of pomegranate fruit”的研究论文。西北农林科技大学2022级硕士研究生景赛为论文第一作者,祝庆刚副教授、寇莉萍副教授为论文通讯作者。

研究背景

石榴(Punica granatum L.)果形奇特,营养价值丰富,被广泛种植在伊朗、西班牙、突尼斯、印度、中国和美国等国家。石榴果实中含有多种酚类物质,具有清除自由基和抗氧化的作用。由于石榴的诸多益处,人们对石榴果实的需求不断增加。

低温贮藏是石榴果实采后经济有效的一种保鲜方法。然而,石榴果实对低温敏感,在贮藏期间(0-5 ℃)容易发生冷害,主要表现为果皮褐变和假种皮褐变,这两种现象均严重影响石榴果实的商品价值。迄今为止,关于石榴假种皮褐变的研究已经积累了一定的成果。相比之下,虽然石榴果皮褐变问题同样严重,但相关研究大多聚焦于生理生化层面,对于其分子机制的深入探究仍显不足。

转录组学是一种研究不同阶段下特定组织或细胞中基因表达的组学,它已被广泛应用于研究水果和蔬菜贮藏质量变化的分子机制。此外,也已有利用转录组学探索褐变机制的研究。然而,针对石榴果皮褐变的研究仍然较少。

在控制果蔬冷害的方法中,热处理因其安全、无毒、操作简便等优点而备受关注。此外,茉莉酸甲酯作为一种植物激素,对非生物和生物胁迫具有显著的防御作用。尽管已有研究探讨了热处理和茉莉酸甲酯处理对石榴低温冷害的影响,但这些研究主要集中在假种皮上,而对于果皮褐变方面的深入探究仍然不足。


结果概述
本研究分析了净皮甜和突尼斯在低温贮藏期间果皮褐变的差异,并通过转录组学探讨了低温冷害引发石榴果皮褐变的机制。在贮藏期间中,净皮甜受到低温刺激,细胞过程相关基因上调,导致细胞膜完整性被破坏,加速酚类物质与PPO的反应,导致果皮褐变;突尼斯保持了较好的细胞膜完整性,具有更多的酚类物质,氧化酶活性较低,抗氧化酶活性较高,抗氧化能力相对较强,因此不易褐变;二者果皮褐变的差异可能与类胡萝卜素生物合成、类黄酮生物合成通路有关;此外,低温冷害引起的果皮褐变还伴随着色素的降解。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.scienta.2024.113413

探讨了茉莉酸甲酯、热处理和对照处理对石榴低温贮藏期间果实品质的影响。结果表明,茉莉酸甲酯和热处理均能有效延缓石榴的果皮褐变,能够抑制褐变指数、色差、丙二醛、相对电导率、PPOPOD活性的增加,维持酚类物质和PAL的活性,其中茉莉酸甲酯处理效果最佳。相关性分析表明褐变指数与PPOPOD呈极显著正相关。此外,茉莉酸甲酯处理延缓了PgPPOPgPOD基因表达水平的升高,上调了PgPAL基因的表达。总体而言,茉莉酸甲酯处理能够通过调节酚类代谢和相关酶基因表达水平提高抗氧化能力,缓解冷害。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.scienta.2024.113783



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