酸性电解氧化水通过调控呼吸代谢-ROS清除-抗病物质协同通路提升脐橙贮藏性的机制研究

本文推荐：本研究揭示了酸性电解氧化水(AEOW)通过三重机制提升脐橙采后贮藏性：(1)激活磷酸戊糖途径(PPP)抑制EMP-TCA循环，降低呼吸末端氧化酶(AAO/PPO/AOX)活性；(2)提升超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶系活力，维持NADPH/NADP+氧化还原稳态；(3)增强苯丙烷代谢关键酶(PAL/4-CL/CAD)活性和木质素积累。为开发安全高效的柑橘保鲜技术提供了理论依据。

　　

Highlight

AEOW显著提升脐橙贮藏性

酸性电解氧化水(AEOW)处理的脐橙展现出卓越的贮藏表现：果实外观色泽变化更缓慢（图1A），病害指数降低23.5%（图1B），健康果率始终维持高位（图1C）。电镜观察显示AEOW组果皮蜡质层结构更完整（图1D），这为抵御病原菌入侵构建了物理屏障。

呼吸代谢调控

AEOW重塑了脐橙能量代谢网络：磷酸葡萄糖异构酶(PGI)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活性分别降低31.7%和28.4%，而葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-PGDH)活性提升1.8倍，标志着PPP途径的强势激活。细胞色素C氧化酶(CCO)和抗坏血酸氧化酶(AAO)活性受抑，使得呼吸速率维持在较低水平（图2），有效延缓了果实衰老。

ROS清除系统激活

AEOW构建了立体的抗氧化防御体系：超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性峰值分别提高42.1%和37.5%（图3A-B），抗坏血酸过氧化物酶(APX)活力持续高位（图3C）。伴随NADP激酶(NADK)活性升高，NADPH/NADP⁺比值提升2.1倍（图3D），为抗氧化系统提供充足还原力。DPPH自由基清除能力和还原力分别增强67.3%和53.8%（图3E-F），有效遏制了氧化损伤。

抗病物质代谢强化

AEOW激活了苯丙烷代谢通路：苯丙氨酸解氨酶(PAL)和4-香豆酰辅酶A连接酶(4-CL)活性最高提升3.2倍（图4A-B），木质素积累量增加58.4%（图4C）。几丁质酶(CHI)和β-1,3-葡聚糖酶(GLU)活性协同增强（图4D-E），形成针对病原菌细胞壁的双重水解屏障。这种"酶防御+物理屏障"的组合策略使果实抗病性显著提升。

Conclusion

本研究阐明AEOW通过"呼吸抑制-ROS清除-抗病增强"三位一体的协同机制延长脐橙贮藏期：①优先激活PPP途径，抑制EMP-TCA循环；②构建SOD-CAT-APX抗氧化酶系防御网络；③强化苯丙烷代谢介导的抗病物质合成。为开发绿色安全的柑橘保鲜技术提供了新思路。