《Postharvest Biology and Technology》:Lipid remodeling associated with postharvest senescence in plum fruit under contrasting storage temperatures
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•0°C延缓李果实衰老,35°C加速其衰老。•脂质组学揭示SL、GL和GP的温度特异性重塑。•Cer AP(t18:1/23:0)在0°C下下调;PC(14:0/16:0)在35°C下上调,是关键生物标志物。引言李果实(Prunus salicina Lindl.)因其独特的
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0°C延缓李果实衰老,35°C加速其衰老。
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脂质组学揭示SL、GL和GP的温度特异性重塑。
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Cer AP(t18:1/23:0)在0°C下下调;PC(14:0/16:0)在35°C下上调,是关键生物标志物。
引言
李果实(Prunus salicina Lindl.)因其独特的风味和丰富的营养价值而深受消费者喜爱。然而,作为典型的呼吸跃变型果实,李果实表现出旺盛的采后生理代谢。在高温高湿的夏季成熟使其极易出现快速软化、组织褐变、风味丧失等衰老相关劣变,导致严重的采后损失(Luo等,2009;Khan和Singh,2009;Zhu等,2024)。因此,阐明李果实采后衰老的调控机制并开发有效的保鲜策略,对于延长货架期、减少采后损失具有重要意义。
温度是影响采后园艺作物衰老过程最关键的环境因素之一。低温贮藏(通常在0°C左右)已被广泛应用并证明能有效延缓李果实衰老、保持品质,主要通过抑制呼吸速率、减缓代谢过程和抑制病原菌生长来实现(Xiong等,2019;Hao和Zhou,2023)。研究表明,0°C贮藏可显著抑制李果实硬度下降、腐烂率增加、可溶性糖减少、有机酸减少和香气化合物减少,从而延缓成熟和衰老过程(Feng等,2024)。相反,高温胁迫会加速果实代谢、诱导氧化胁迫,并导致膜脂过氧化和细胞结构破坏,从而显著促进衰老和品质劣变(Zhu等,2024)。尽管温度对果实衰老的宏观效应已被广泛记载,但其潜在的分子机制,特别是从脂质代谢的角度,仍亟待进一步研究。
脂质是细胞膜的主要结构成分,不仅维持细胞区室的完整性和功能,还作为信号分子参与果实成熟和衰老的调控。研究表明,衰老细胞脂质成分的变化可通过膜重塑导致细胞形态的显著改变(Hernandez-Segura等,2018;Bustamante等,2018)。在器官水平上,脂肪酸(FA)的积累及其不饱和度的增加与动物系统中的衰老相关(Pararasa等,2016)。三酰甘油在动物细胞衰老过程中积累并形成储存于脂滴中的多不饱和FA,从而保护细胞(Lizardo等,2017;Flor等,2017)。磷脂作为膜成分,也作为信号分子参与胁迫诱导的衰老过程(Flor等,2017)。鞘脂类(SP)是动物系统衰老过程中研究最多的脂质类型,其中SP成分神经酰胺(Cer)水平的升高与衰老相关(Khayrullin等,2019;Millner等,2020)。然而,尽管脂质在动物衰老中的作用已被广泛研究,其在植物衰老(Watanabe等,2013;Fedina等,2017)特别是采后果实中的具体功能仍亟待深入探索。
在本研究中,我们假设贮藏温度会差异性地重编程李果实的脂质图谱,低温维持膜脂稳定性并抑制衰老相关脂质信号,而高温破坏膜脂稳态并加速衰老。为验证这一假设,将李果实分别在0°C(低温贮藏)、25°C(常温成熟条件)和35°C(高温胁迫条件)下贮藏10天,并系统分析脂质组学变化。旨在从脂质代谢的角度阐明温度调控李果实衰老过程的潜在分子机制,从而为李果实的精准采后保鲜策略提供理论基础。
章节摘要
植物材料
跃变前期李果实(Prunus salicina L. '丰糖李')采自中国贵州省安顺市的一个商业果园。选取外观无缺陷的均匀果实,随机分为三组,分别在空气中0°C、25°C和35°C下贮藏10天。选择0°C、25°C和35°C代表三种对比衰老条件:0°C为低温贮藏以延缓衰老,25°C为环境温度处理
脂质组学数据质量控制
为研究脂质在低温条件下延缓李果实采后衰老中的作用,我们采用脂质组学方法检测不同温度处理下李果实样本的脂质组成变化。脂质组的特点是对外界因素的干扰敏感且易发生快速变化。因此,数据质量控制(QC)是获得稳定和准确的脂质组学结果的必要步骤。相关性
讨论
本研究从脂质组学的角度全面揭示了贮藏温度如何调控李果实的采后衰老。通过比较0°C(延缓衰老)、25°C(环境温度处理)和35°C(加速衰老)下的脂质图谱,我们鉴定出与果实劣变进展或延缓相关的不同脂质重塑特征。这些发现不仅拓展了我们对呼吸跃变型果实温度调控衰老机制的理解
结论
在本研究中,我们调查了三种对比温度条件下李果实的脂质重塑情况:低温贮藏(0°C)、常温成熟(25°C)和高温胁迫(35°C)。鉴定出不同的脂质重塑模式,低温延缓衰老,高温加速劣变。在低温条件下,SP总量减少,伴随Cer和特定TAG的减少,而PS和其他GP亚类增加(图7)。在
CRediT作者贡献声明
高林多:初稿撰写、软件、方法论、调查研究、形式分析、数据管理、概念构思。戴雪莲:软件、方法论、形式分析、数据管理、概念构思。王家:软件、数据管理。王俊锋:软件、数据管理。董小清:审稿与编辑。王克:审稿与编辑、数据管理。朱永超:审稿与编辑、项目管理、方法论、经费获取,
利益冲突声明
作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
作者感谢国家自然科学基金(编号32402201)的资助。
高林多|戴雪莲|王家|王俊锋|董小清|王克|朱永超