蓮是我國重要的水生經(jīng)濟作物，兼具文化、觀賞、食用與藥用等多重價值。蓮子作為蓮的種子，是一種傳統(tǒng)的藥食同源滋補佳品。鮮蓮子作為夏季時令水果，因其甘甜清脆的口感深受消費者喜愛。然而，采后鮮蓮子易出現(xiàn)外觀品質(zhì)和食用品質(zhì)迅速衰退等問題，嚴重限制了商品貨架期，影響了市場推廣與銷售。近日，中國科學院武漢植物園蓮種質(zhì)資源與遺傳育種團隊系統(tǒng)揭示了鮮蓮子采后貯藏過程中果皮外觀品質(zhì)衰退的生理和分子機制，為蓮子采后保鮮技術(shù)的開發(fā)提供了理論指導。

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)在整個儲存期間表現(xiàn)出顯著的動態(tài)變化。轉(zhuǎn)錄組分析鑒定到13282個差異表達基因，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轉(zhuǎn)導等生物學過程，其中多個ABA和乙烯信號轉(zhuǎn)導相關(guān)基因顯著上調(diào)。加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡分析(WGCNA)識別出一個與果皮表型變化正相關(guān)的基因共表達模塊，并在該模塊中鑒定出兩個多酚氧化酶編碼基因NnPPO2和NnPPO3。在低溫貯藏條件下，NnPPO2和NnPPO3的表達顯著降低，PPO活性受到抑制，表明這兩個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)變化的分子機制，為進一步研究改善，延長鮮蓮子貨架期提供了理論基礎。這也是繼(Sun et al., 2021,Postharvest Biology and Technology)和(Chen et al., 2024,BMC Plant Biology)之后，研究團隊在蓮子采后保鮮機制研究方面取得的又一進展。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。安徽師范大學生命科學學院陳林博士和武漢植物園宋賀云博士(現(xiàn)就職于信陽師范大學生命科學學院)為論文第一作者，中國科學院武漢植物園孫恒副研究員和安利(中國)植物研發(fā)中心研發(fā)工程師蘇燕燕為該論文通訊作者，楊美研究員對本工作做了重要指導。該研究得到了國家自然科學基金(32400219)，國家資助博士后研究人員計劃(GZC20230025)和中國博士后科學基金(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