UV-C辐照调控茭白采后绿化的多通路协同机制及其品质保持效应

为解决茭白(Zizania latifolia)采后因光照/环境胁迫导致的绿化问题，研究人员创新性采用UV-C辐照(6.192 kJ m?2)处理，系统探究其对叶绿素合成关键酶(CPOX/PPOX)活性及基因表达(ZlCPOX/ZlPPOX)的抑制作用。研究发现UV-C通过阻断Coprogen III向Proto IX转化、抑制原质体向叶绿体发育的双重途径，显著延缓绿化进程并维持硬度等品质指标，为发展光保鲜技术提供理论支撑。

　　

茭白作为我国特色水生蔬菜，其洁白脆嫩的口感深受消费者喜爱。然而采后暴露在光照环境下，这些"水中珍馐"会迅速发生令人头疼的绿化现象——表皮变绿、质地硬化，叶绿素异常积累导致商品价值断崖式下跌。更棘手的是，相比马铃薯、大蒜等作物的绿化机制研究已较深入，茭白绿化的分子机制却仍是未解之谜。现有化学保鲜剂存在安全隐患，热处理又影响风味，开发安全高效的物理保鲜技术迫在眉睫。

中国农业科学院农产品加工研究所的研究团队另辟蹊径，将目光投向短波紫外线(UV-C)这一绿色物理手段。前期研究发现UV-C能抑制茭白木质化，但其对绿化过程的调控机制尚属空白。为此，研究人员以"龙茭2号"为材料，设计不同剂量UV-C处理(2.064-8.256 kJ m^?2)，通过多组学方法系统解析UV-C对叶绿素代谢通路的影响，相关成果发表在《Postharvest Biology and Technology》。

研究采用UV-C辐照系统精确控制处理剂量，结合色差仪、质构仪量化外观与质地变化。通过测定叶绿素合成途径关键酶活性，包括胆色素原脱氨酶(PBGD)、尿卟啉原III合酶(UROS)等，同步采用qPCR检测ZlCPOX等基因表达。透射电镜观察叶绿体超微结构，揭示UV-C对细胞器的调控作用。

【材料与方法】
实验选用采后24 h内预冷的茭白，经0.2 mL L^?1次氯酸钠消毒后，设置4组UV-C剂量处理，以未处理组为对照，10℃贮藏16天定期取样。

【结果】

1. 外观与品质：6.192 kJ m^?2 UV-C处理组贮藏16天仍保持洁白，硬度增幅较对照组降低37.2%，叶绿素含量抑制率达68.5%。
2. 叶绿素合成通路：UV-C显著抑制CPOX、PPOX酶活性(分别下降42.3%和39.8%)，阻断Coprogen III向Proto IX转化。qPCR显示ZlCPOX表达量下调5.7倍。
3. 叶绿体发育：电镜观察发现UV-C处理组原质体不能发育为成熟叶绿体，且出现类囊体膜降解现象。

【讨论与结论】
该研究首次阐明UV-C通过"双通路刹车"机制抑制茭白绿化：在代谢层面，靶向抑制CPOX/PPOX限速酶及其编码基因；在细胞器层面，阻断原质体分化并诱导叶绿体降解。6.192 kJ m^?2 UV-C处理使商品货架期延长至16天，且操作简便无需化学添加剂。研究成果为采后UV处理技术的标准化应用提供理论依据，对推动水生蔬菜绿色保鲜产业发展具有重要意义。