高氧/二氧化碳预处理调控鲜切西兰花抗黄化机制：生理与转录组整合分析揭示多通路协同作用

本研究发现50% O2+50% CO2预处理（HOCP）通过抑制叶绿素降解基因（BoNYC1/BoPAO等）、降低β-胡萝卜素与ABA生物合成通路活性、维持抗氧化系统平衡和细胞膜完整性，显著延缓鲜切西兰花黄化进程。该技术为采后蔬菜绿色保鲜提供了安全高效的多靶点调控策略。

　　

Highlight

不同浓度HOCP对鲜切西兰花外观变化的影响

如图1A所示，对照组逐渐黄化并在第6天出现严重黄化。所有HOCP处理均能延缓黄化进程，其中50% O₂+50% CO₂效果最显著。亮度值(L)和色相角(H)可反映鲜切西兰花黄化过程中的视觉质量变化。本研究发现在所有处理组中，L值在贮藏期间持续上升，而H值则呈现下降趋势，但50% HOCP处理组始终维持最高L^**和H值，表明该处理最能有效保持色泽稳定性。

Discussion

黄化是西兰花衰老的重要指标，通常随贮藏时间延长而加剧。O₂/CO₂气调处理已被证实可延缓叶绿素降解。例如，30% O₂+20% CO₂处理可通过维持叶绿素生物合成和抑制降解来延缓采后西兰花黄化（Zhang等，2022b）。然而Zhang等（2022c）发现高氧条件可能通过氧化损伤加速黄化进程。本研究通过转录组分析揭示，50% HOCP通过多重代谢通路协同抑制黄化：①下调叶绿素降解通路关键基因（BoNYC1、BoCLH、BoSGR、BoPAO、BoRCCH）；②抑制β-胡萝卜素和ABA生物合成基因（BoBCH、BoLUT5、BoCCD8、BoNCED、BoABA2、BoCYP707A），降低β-胡萝卜素和ABA水平；③调控类黄酮生物合成基因（BoCHI、BoC4H、BoFLS、BoC3’H、BoCOMT）导致类黄酮含量下降。这种多通路调控机制为HOCP的抗黄化效应提供了全新解释。

Conclusion

本研究证实50% O₂+50% CO₂ HOCP能有效抑制鲜切西兰花黄化并维持品质。进一步研究表明，HOCP通过诱导抗氧化酶活性和抑制ROS爆发来激活防御反应，从而维持相对完整的叶绿体结构和绿色外观。转录组测序分析表明，叶绿素降解、类胡萝卜素代谢和类黄酮生物合成通路是HOCP调控的关键靶点。该技术作为一种安全、高效、便捷且低成本的保鲜技术，适用于鲜切西兰花及其他蔬菜的黄化抑制和色素调控。