蓮是我國(guó)重要的水生經(jīng)濟(jì)作物，兼具文化、觀賞、食用與藥用等多重價(jià)值。蓮子作為蓮的種子，是一種傳統(tǒng)的藥食同源滋補(bǔ)佳品。鮮蓮子作為夏季時(shí)令水果，因其甘甜清脆的口感深受消費(fèi)者喜愛(ài)。然而，采后鮮蓮子易出現(xiàn)外觀品質(zhì)和食用品質(zhì)迅速衰退等問(wèn)題，嚴(yán)重限制了商品貨架期，影響了市場(chǎng)推廣與銷售。近日，中國(guó)科學(xué)院武漢植物園蓮種質(zhì)資源與遺傳育種團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)揭示了鮮蓮子采后貯藏過(guò)程中果皮外觀品質(zhì)衰退的生理和分子機(jī)制，為蓮子采后保鮮技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供了理論指導(dǎo)。

研究表明，采后貯藏期間蓮子果皮快速發(fā)生褐化與衰老。在常溫貯藏96小時(shí)后，鮮蓮子硬度下降了69.1%，果皮亮度(L*值)從83.25降至59.67，相對(duì)含水量(RWC)從75.1%降至36.4%，半纖維素含量減少了20.5%。褐變指數(shù)從0升至0.99，多酚氧化酶(PPO)活性上升至原來(lái)的2.3倍，丙二醛(MDA)含量增加1.6倍。脫落酸(ABA)和乙烯前體1-氨基環(huán)丙烷羧酸(ACC)在整個(gè)儲(chǔ)存期間表現(xiàn)出顯著的動(dòng)態(tài)變化。轉(zhuǎn)錄組分析鑒定到13282個(gè)差異表達(dá)基因，這些基因主要參與能量代謝、蠟質(zhì)生物合成和植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等生物學(xué)過(guò)程，其中多個(gè)ABA和乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因顯著上調(diào)。加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析(WGCNA)識(shí)別出一個(gè)與果皮表型變化正相關(guān)的基因共表達(dá)模塊，并在該模塊中鑒定出兩個(gè)多酚氧化酶編碼基因NnPPO2和NnPPO3。在低溫貯藏條件下，NnPPO2和NnPPO3的表達(dá)顯著降低，PPO活性受到抑制，表明這兩個(gè)基因在蓮子低溫保鮮中可能發(fā)揮關(guān)鍵作用。

該研究結(jié)果揭示了常溫貯藏下鮮蓮子果皮品質(zhì)變化的分子機(jī)制，為進(jìn)一步研究改善，延長(zhǎng)鮮蓮子貨架期提供了理論基礎(chǔ)。這也是繼(Sun et al., 2021,Postharvest Biology and Technology)和(Chen et al., 2024,BMC Plant Biology)之后，研究團(tuán)隊(duì)在蓮子采后保鮮機(jī)制研究方面取得的又一進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Physiological and molecular mechanisms underlying the deterioration of external quality in postharvest fresh lotus seed”為題，發(fā)表于中科院一區(qū)Top期刊Postharvest Biology and Technology。安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳林博士和武漢植物園宋賀云博士(現(xiàn)就職于信陽(yáng)師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院)為論文第一作者，中國(guó)科學(xué)院武漢植物園孫恒副研究員和安利(中國(guó))植物研發(fā)中心研發(fā)工程師蘇燕燕為該論文通訊作者，楊美研究員對(duì)本工作做了重要指導(dǎo)。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(32400219)，國(guó)家資助博士后研究人員計(jì)劃(GZC20230025)和中國(guó)博士后科學(xué)基金(2024M750021)的資助。

圖1.鮮蓮子采后貯藏期間的生理和分子變化模式圖