柚皮素作为生物活性保鲜剂：协同抑制乙烯生物合成与细胞壁分解延缓苹果采后衰老

本研究针对苹果采后衰老导致的品质劣变与腐烂问题，探索了柑橘源黄酮类化合物柚皮素（Nar）在采后保鲜中的应用。通过系统评估Nar处理对苹果生理生化及转录调控的影响，发现10 mg·L?1 Nar可有效延缓淀粉降解、抑制乙烯生成（降幅38.7%）、抑制多聚半乳糖醛酸酶（PG）等细胞壁修饰酶活性，从而减缓果实软化；同时提升抗氧化物质含量（类黄酮1.8倍、酚类27.4%）及关键抗氧化酶（POD、CAT）活性（22–35%）。转录组分析揭示Nar通过下调乙烯信号（ACS、ACO）和细胞壁分解（PG、β-Gal）基因，激活苯丙烷和抗坏血酸-谷胱甘肽途径，协同延缓衰老并增强氧化还原稳态。该研究为合成保鲜剂的绿色替代提供了理论依据，对减少采后损耗、推动可持续果品供应链发展具有重要意义。

　　

苹果作为全球广泛栽培的重要水果，不仅富含维生素C、膳食纤维和多酚等生物活性物质，还具有保护心血管、抗癌和免疫调节等多重健康益处。然而，苹果属于呼吸跃变型果实，采后易出现快速软化、活性氧（ROS）积累、营养品质下降等问题，严重制约其贮藏期与商品价值。传统保鲜技术如合成涂层可能存在化学残留，气调贮藏成本较高，因此开发高效、绿色、安全的保鲜剂成为产业迫切需求。

在此背景下，山东农业大学园艺科学与工程学院的研究团队在《Postharvest Biology and Technology》发表论文，探究了柑橘来源的天然黄酮类化合物——柚皮素（Naringenin, Nar）在苹果采后保鲜中的应用潜力与作用机制。

研究采用‘Starking Delicious’苹果为材料，通过浓度筛选确定10 mg·L?1为Nar最优处理浓度。研究综合运用生理指标测定（淀粉、乙烯、硬度、细胞壁成分、抗氧化物质等）、酶活性检测（PG、β-Gal、SOD、CAT等）以及转录组与RT-qPCR分析，系统评估了Nar处理对苹果采后品质的影响。

3.1. 柚皮素最优浓度筛选

通过测定不同浓度Nar处理下苹果的淀粉含量、乙烯释放量和果实硬度，发现10 mg·L?1 Nar处理最能有效延缓淀粉降解、抑制乙烯生成（降幅38.7%）和果实软化，因此将该浓度用于后续实验。

3.2. Nar处理对果实风味和软化的影响

Nar处理对可溶性固形物、总可溶性糖、有机酸等风味指标无显著影响，但显著抑制了乙烯生成，延缓了果实软化。同时，Nar处理降低了水溶性果胶含量，抑制了多聚半乳糖醛酸酶（PG）、α-半乳糖苷酶（α-Gal）和β-半乳糖苷酶（β-Gal）的活性，维持了细胞壁结构完整性。

3.3. Nar处理对果实活力和抗氧化特性的影响

Nar处理显著降低了丙二醛（MDA）、过氧化氢（H?O?）和超氧阴离子（O?·?）含量，提高了超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性。此外，类黄酮和总酚含量显著提升，增强了果实的抗氧化能力。

3.4. 转录组分析揭示Nar的多维调控机制

RNA-seq分析表明，Nar处理显著影响乙烯信号转导、细胞壁修饰、苯丙烷代谢和抗氧化途径相关基因的表达。30天贮藏期时，Nar上调了类黄酮合成、JA信号和抗坏血酸代谢基因；90天时，则激活了脂代谢、苯丙烷和类胡萝卜素途径，同时抑制了MAPK信号和激素转导通路。

3.5. 关键基因表达验证

RT-qPCR验证发现，Nar处理显著上调抗氧化酶基因（MdAPX1B、MdCAT1、MdCCS、MdSODCC），抑制乙烯合成基因（MdACS-1、MdACO2）和细胞壁降解酶基因（MdPG、MdPL22），同时促进纤维素合成基因（MdCSLB4）和苯丙烷途径关键基因（MdCHI、Md4CL、MdPAL）的表达。

3.6. 相关性分析整合生理与分子机制

相关性分析表明，果实硬度与抗氧化物质、细胞壁成分呈正相关，与ROS含量和细胞壁降解酶活性呈负相关。Nar通过协同调控抗氧化系统、细胞壁代谢和乙烯合成，维持了果实硬度和整体品质。

本研究系统阐明了柚皮素通过抑制乙烯生物合成、延缓细胞壁分解、增强抗氧化能力三条核心途径协同延缓苹果采后衰老的机制。其不仅为柚皮素作为天然保鲜剂的开发提供了理论依据，也为采后绿色保鲜技术的发展提供了新思路。该研究凸显了植物源活性成分在采后保鲜中的巨大潜力，对推动果品产业可持续发展、减少食物浪费具有重要实践意义。