食品界

近日，南京林业大学吴彩娥教授团队联合北京市农林科学院左进华研究员团队在综合性领域一区TOP期刊Journal of Advanced Research (IF=10.7) 发表题为“Multiomics analyses of the effects of LED white light on the ripening of apricot fruits”的研究论文。博士研究生白春美为第一作者，郑鄢燕副研究员为共同第一作者，吴彩娥教授、左进华研究员、王清研究员为本文共同通信作者，南京林业大学为第一完成单位，北京市农林科学院为第二完成单位。

杏（Prunus armeniaca L.）是一种蔷薇科植物，原产于中亚，在世界各地均有栽培，主要栽培于地中海、中东、高加索、中亚和中国。这种水果色泽鲜艳，果肉多汁，酸甜可口，富含维生素、矿物质等多种营养成分，因此深受广大消费者的喜爱。然而，杏果实采后在常温贮藏过程中衰老进程加快，极易腐烂变质，其贮藏期只有3-5 天，严重影响其食用价值和商品价值。果实的成熟和衰老是不可避免也是不可逆的过程，导致果实中各个器官的生理与生化发生改变，影响其颜色、糖和酸的含量、口感以及风味。因此，了解杏果实采后贮藏过程中的衰老机理，寻找提高贮藏品质、延长贮藏期的有效措施可为高品质杏的新品种选育以及改善和保持果实品质提供思路。

发光二极管（LED）已成为一种安全、有效、环保以及成本低廉的果蔬采后保鲜技术。果蔬在采后营养迅速流失，仅依靠呼吸维持生物活性，适当光强的LED照射是补充营养、提高果蔬采后品质并延缓生理老化的有效途径。本研究从基因、代谢物和表观调控角度全面探讨了LED白光对杏果实品质的影响。通过对差异基因，差异代谢物以及差异peak进行联合分析，生成了参与杏果实采后成熟与衰老的调控网络，阐明了LED白光处理诱导类黄酮生物合成与苯丙素生物合成途径中基因表达与转录因子之间的关系。深入探讨杏果实的采后成熟机制，研发切实有效的贮藏保鲜手段，对提高杏的贮藏品质和延长货架期具有重大意义。

Fig.1 Effects of LED treatment on the physiological quality and transcription of apricot fruits. (A) Appearance and internal cross-section of fruits, (B) firmness, (C) MDA content, (D) total phenol content, and (E) flavonoid content. (F) Correlation diagram. (G) Venn diagram showing the number of common and unique genes differentially expressed in the three comparison groups. (H) Cluster heatmap. (I) Volcano plot showing the up- and downregulated genes differentially expressed in the three comparison groups.

Fig.2 (A) Differential gene expression and heatmap of chromatin open regions. (B) The metabolic pathway of phenylpropanoid biosynthesis was analyzed by combining the transcriptome, metabolome, and ATAC-seq data.

研究表明：LED处理有效维持了杏果实的硬度、总酚和类黄酮含量，抑制了丙二醛含量的增加，保持了杏果实较好的口感和更高的营养品质，激活了抗坏血酸和醛酸盐代谢以及类黄酮和苯丙酸生物合成途径，促进了USP、AO、DFR、CHS以及CCOAOMT1的表达，导致咖啡酰喹啉酸、表没食子儿茶素和二氢槲皮素的积累，诱导了花青素的生物合成。LED处理还影响了植物激素信号转导、果实质地、颜色转化以及抗氧化活性相关基因的表达。受LED影响的显著基因包括ACS、ACO、HK、LOX、MDH、CEL、POD以及各种转录因子（TCP、MYB、EFR），有效延缓其衰老。

本课题研究了杏果实采后成熟与衰老的调控机理，对提高杏果实的贮藏品质和延长货架期具有重大意义。

项目资助

该研究工作获得了国家重点研发专项（2023YFD2201300）和2019YFD1002300）的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.01.008

通信作者简介

吴彩娥教授

吴彩娥，女，中共党员，博士，教授，博士生导师。现为南京林业大学轻工与食品学院食品科学与工程一级学科和发酵工程二级学术带头人，食品科学与工程专业国家一流专业（建设点）负责人，《食品贮藏与保鲜》国家一流课程负责人，林特产品贮藏与加工团队负责人。兼任中国林学会森林食品科学技术专业委员会副主任、中国经济林协会加工利用分会常务理事、江苏省食品科学技术学会常务理事；国家科技奖、国家科技项目及省级各类项目评审专家；江苏省食品安全标准审评专家。从事农林可食用资源的精深加工、林果食品的采后生理及贮藏保鲜、林源功能性营养素的挖掘与安全控制、生物活性物质分析分离功能活性等方面的研究。主持及参与国家重点研发项目课题、国家自然基金项目等科研项目20余项，为国家十三五重点研发计划课题负责人和国家十三五、十四五重点研发计划子课题负责人。获省级科技进步奖3项，梁希林业科学技术奖3项。已出版教材和著作15部，授权国家发明专利20余件，在国内外学术期刊发表高质量SCI/EI学术论文200余篇。

左进华研究员

左进华，男，博士生导师，研究员，现代农业产业技术体系北京市粮食作物创新团队岗位科学家，美国康奈尔大学访问学者，“科创中国”“一带一路”国际特色果品产业科技创新院特聘专家，国家农产品加工产业科技创新联盟-预制菜专业委员会执行专家组成员，中国蔬菜流通协会常务理事，中国农学会农产品贮藏加工分会理事，中国园艺学会采后科学技术分会理事，全国农产品购销标准化技术委员会委员，农业农村部农产品加工标准化技术委员会委员，中国农学会农业科技期刊分会委员，中国仪器仪表学会农业仪器应用技术分会委员，国家农产品加工技术研发体系青年工作委员会委员，入选第八批“北京市优秀青年人才”。主要研究方向为农产品采后保鲜与冷链物流，近年来，先后主持和参与国家级及省部级项目40余项，先后在Plant Physiology、Horticulture Research、Plant Journal等国内外知名期刊发表高水平论文160余篇，获得授权国家专利30余项，参与制定农业部和地方标准2项，获省部级奖励6项。

第一作者简介

白春美

博士研究生

白春美，南京林业大学轻工与食品学院2022级博士研究生，2020年6月至今在北京市农林科学院左进华研究员团队联合培养，主要从事果蔬采后生理及分子生物学相关研究。研究课题为“光控保鲜技术在延缓杏果实成熟衰老中的调控机制研究”。以第一作者在Journal of Advanced Research、Postharvest Biology and Technology、Horticultural Plant Journal、Frontiers in Nutrition等期刊发表SCI论文5 篇。

共同第一作者简介

郑鄢燕

副研究员

郑鄢燕，博士，北京市农林科学院农产品加工与食品营养研究所副研究员，硕士生导师，北京大学邯郸创新研究院特聘专家，中国食品科学技术学会果蔬加工技术分会委员，北京国际经贸标准化促进会农产品供应链标准化委员会委员，现代农业产业技术体系北京市粮食作物创新团队骨干成员。主要研究方向为农产品采后保鲜与冷链物流，近年来，先后主持和参与国家级及省部级项目10余项，参与横向课题3项，Journal of Advanced Research，Horticulture Research、Plant Journal等国内外知名期刊发表高水平论文60余篇，获得授权国家专利9项，获省部级奖励3项。