高浓度CO2通过调控Hog1-MAPK通路增强双孢蘑菇采后贮藏稳定性的多组学机制研究

针对双孢蘑菇采后易腐败问题，研究人员通过转录组-蛋白质组多组学整合分析，揭示6% CO2气调包装通过激活Hog1-MAPK信号通路（上调Hog1/Pbs2基因），促进谷氨酸、脯氨酸等物质合成，抑制细胞周期蛋白表达，诱导适度自噬（ATG3/8），从而延缓衰老。该研究为食用菌采后保鲜技术开发提供分子靶点。

　　

蘑菇因其营养丰富而广受欢迎，但采后易发生褐变、失水和皱缩，导致品质迅速下降。传统的高浓度CO₂气调包装虽能延缓腐败，但其分子机制始终成谜。尤其令人困惑的是，CO₂如何通过调控真菌特有的高渗透压甘油（Hog）信号通路，协调能量代谢、细胞周期和自噬等过程？江苏裕丰现代农业科技有限公司的研究团队在《Food and Bioproducts Processing》发表的研究，通过多组学联用技术揭开了这一谜题。

研究采用RNA-seq转录组测序和TMT标记定量蛋白质组学，对6% CO₂处理的采后双孢蘑菇（Agaricus bisporus）进行分析。通过PCA分析确认组间差异后，利用KEGG通路富集和GO功能注释解析关键调控网络。

Material and mushroom packaging
实验选用成熟度均一的双孢蘑菇，采用双层包装比较不同CO₂浓度效果，最终确定6%为最佳处理浓度。

Analysis of overall differences in transcriptomics and proteomics
PCA显示CO₂组与对照组显著分离。差异表达分析发现Hog1-MAPK通路核心基因（Hog1、Pbs2）上调2.1-3.5倍，而核糖体蛋白（ribS12、ribL27等）表达量降低40%-60%。

Discussion
CO₂通过激活Hog1激酶（MAPK家族成员）触发三重效应：1）促进谷氨酸合成酶（GS）、脯氨酸脱氢酶（P5CDH）等代谢酶表达，提升渗透调节物质积累；2）抑制细胞周期相关蛋白PrimS等，使细胞停滞在G1期；3）诱导自噬相关基因（ATG4/8）表达，促进受损细胞器清除。这些变化通过维持Ca²⁺稳态和能量供应（ATP含量提升18.7%）延缓衰老。

Conclusion
研究首次阐明CO₂-Hog1-MAPK轴通过"能量补给-周期阻滞-自噬清理"协同机制维持采后品质。该发现不仅为食用菌保鲜提供新靶点（如靶向调控Pbs2激酶），更拓展了MAPK通路在非模式真菌中的功能认知。

（注：全文数据均源自原文，未标注的分子名称如GDH为谷氨酸脱氢酶，GOGAT为谷氨酸合酶；技术方法部分省略了具体离心参数等操作细节）