1-甲基环丙烯调控苦瓜采后贮藏的转录组与代谢组学机制研究

为解决苦瓜(Momordica charantia L.)采后快速衰老导致的商品价值下降问题，江西省农业科学院研究人员通过1-MCP(1-甲基环丙烯)处理结合多组学分析，发现该处理通过抑制McPDS/McLcyB等类胡萝卜素合成基因延缓黄化，并调控ABA(脱落酸)和JA(茉莉酸)信号通路。研究成果为苦瓜抗衰老分子育种提供新靶点，发表于《Postharvest Biology and Technology》。

　　

苦瓜作为药食同源的葫芦科作物，其富含的苦瓜皂苷和多种维生素赋予其降血糖、抗肿瘤等药理活性。然而采后24小时内即出现黄化软化现象，据估算我国每年因此造成的损失高达30%。传统低温贮藏虽能延缓衰老，但能耗高且易引发冷害。乙烯作为"衰老激素"在苦瓜采后代谢中起核心作用，而1-MCP作为乙烯受体竞争性抑制剂，已在苹果、香蕉等水果中证实可阻断乙烯信号通路，但其在苦瓜中的分子机制仍属空白。

江西省农业科学院蔬菜花卉研究所选用自主培育的'赣1978'苦瓜品种，设置1-MCP处理组与对照组，在(20±1)°C、85%湿度下模拟商业贮藏条件。通过便携式色差计测定果皮色度，质构仪分析果实硬度，高通量测序平台进行RNA-seq转录组分析，UPLC-QTOF-MS系统开展非靶向代谢组检测。

植物材料与贮藏条件
研究选用成熟度80%的健康果实，1-MCP处理浓度采用前期优化的1.0 μL/L密闭熏蒸12小时。发现处理组在第6天黄化指数仅为对照组的52%，呼吸强度降低37%，证实1-MCP可有效维持商品性状。

1-MCP对苦瓜理化特性的影响
转录组分析揭示1-MCP显著下调类胡萝卜素合成途径关键基因McPDS(八氢番茄红素脱氢酶)和McLcyB(番茄红素β环化酶)表达量达4.1-6.3倍。代谢组显示处理组海胆酮(echinenone)含量降低68%，这与延缓黄化的表型直接相关。

讨论
研究发现1-MCP通过双重机制发挥作用：一方面抑制乙烯诱导的McACS1(ACC合成酶)表达，使ABA含量下降42%；另一方面激活JA信号通路，处理3天时JA-Ile(茉莉酸-异亮氨酸共轭物)瞬时升高2.8倍。这种激素"跷跷板"效应与苦瓜抗逆性提升密切相关。

结论
该研究首次绘制苦瓜1-MCP响应的分子网络图谱，锁定McNCED(9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶)为ABA合成的关键调控靶点。提出的"激素-代谢物协同调控"模型为：(1)1-MCP→乙烯受体抑制→McERF1下调→细胞壁降解酶抑制；(2)JA信号激活→McMYC2上调→黄酮醇积累。这些发现为培育耐贮运苦瓜新品种提供分子标记，对减少采后损失具有重要实践价值。