《Radiation Physics and Chemistry》：Phytosanitary irradiation prolonged shelf-life by reducing ethylene production rate and gene expression in cold-stored ‘Nam Dok Mai Si Thong’ mango
编辑推荐：
•0.4 kGy的伽马辐照处理可减缓成熟过程，这与呼吸速率和乙烯产生速率有关。•经过伽马辐照的芒果能够延缓果皮颜色变化，并减缓总固形物（TSS）与酸度（TA）比值的增加；然而，伽马辐照对维生素C的含量有负面影响。•在14天的时间内，伽马辐照与未经辐照的芒果在果肉硬度方面没有显著差
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0.4 kGy的伽马辐照处理可减缓成熟过程，这与呼吸速率和乙烯产生速率有关。
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经过伽马辐照的芒果能够延缓果皮颜色变化，并减缓总固形物（TSS）与酸度（TA）比值的增加；然而，伽马辐照对维生素C的含量有负面影响。
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在14天的时间内，伽马辐照与未经辐照的芒果在果肉硬度方面没有显著差异。
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伽马辐照改变了MiETR1、MiERS1和MiACS的表达水平，这些基因是储存过程中乙烯生物合成和信号传导的关键调节因子。
引言
辐照越来越多地被用作植物检疫处理手段，以防止检疫性害虫的引入和传播，从而使得可能存在这些害虫的园艺产品能够进行交易（Martins Melo等人，2021年）。辐照通过抑制这些害虫的发育和繁殖来实现这一目标。泰国已与美国达成协议，对八种新鲜水果（芒果、山竹、龙眼、红毛丹、荔枝、火龙果、菠萝和柚子）进行商业辐照处理，作为美国农业部（USDA）预先批准计划下的植物检疫措施（Tunlayadechanont，2013年；Wichitkunanan等人，2024年）。植物检疫处理对于防止害虫（如果蝇）进入无害虫区域至关重要（Jain等人，2017年）。
辐照推荐的剂量等级如下：低剂量（<1 kGy）用于延缓成熟和防止昆虫侵害；中等剂量（1-10 kGy）用于消灭病原菌；高剂量（10-50 kGy）用于商业杀菌（Golding等人，2024年）。
因此，出口前的泰国新鲜芒果会在适当的成熟阶段采摘，然后通过适当的采后处理来控制昆虫害虫。这包括使用离子辐射，通常使用0.4 kGy的伽马射线剂量（Wichitkunanan等人，2023年）。一般来说，使用来自Co-60的约1.25 MeV的伽马射线用于食品，因为它可以深入穿透含有目标水果的容器（Sivakumar等人，2011年）。芒果（Mangifera indica L.）是一种广受欢迎的水果，因其味道和丰富的营养成分（包括植物化学物质、维生素C和膳食纤维）而受到重视（Tharanathan等人，2006年）。‘Nam Dok Mai Si Thong’、‘Nam Dok Mai No. 4’和‘Nam Dok Mai’等芒果品种由于其吸引人的外观特征（如尖顶和椭圆形）成为泰国的主要出口品种。这些品种具有出色的风味、诱人的香气、美丽的色泽和高的营养价值，在国际贸易中需求旺盛（Sivakumar等人，2011年）。研究表明，植物检疫辐照处理对多种芒果品种都有效，例如‘Chok Anan’、‘Nam Dok Mai’、‘Dushehri’和‘Fazli’（Mahto和Das，2013年）、‘Sensation’（Din等人，2021年）、‘Ataulfo’（Gómez-Simuta等人，2017年）、‘Nam Dok Mai Si Thong’（Nguyen等人，2021年）和‘Tommy Atkins’（Cruz等人，2012年）。
研究表明，辐照可以减少苹果（Martins Melo等人，2021年）和木瓜（D’Innocenzo和Lajolo，2001年）中的乙烯产生。在芒果中，离子辐射通过下调MiPE、MiPEL和MiBG基因的表达来显著降低细胞壁降解酶的活性（Nguyen等人，2021a）。它还通过抑制关键降解酶（如过氧化物酶和植素酶）来抑制叶绿素的降解，这一点在‘Nam Dok Mai Si Thong’芒果中得到了证实（Nguyen等人，2021b）。然而，只有少数研究探讨了植物检疫辐照在分子水平上如何抑制芒果中MiETR1、MiERS1和MiACS的乙烯产生。本研究调查了0.4 kGy的伽马辐照对‘Nam Dok Mai Si Thong’芒果在冷藏过程中乙烯抑制作用以及MiETR1、MiERS1和MiACS这些关键成熟相关基因的表达下调的影响。这三个基因代表乙烯生物合成途径中的关键步骤。MiACS控制乙烯的生物合成（限速步骤），MiERS1和MiETR1是参与信号感知的主要乙烯受体。它们在许多研究中被广泛认为是代表性标记物（Li等人，2020年；Tang 2023年；Zhang等人，2022年）。测量这些基因足以反映整体的乙烯产生速率和信号传导情况。
章节片段
样品采集、采后处理和包装
呼吸速率、乙烯产生速率和果肉硬度
虽然受到辐照处理，但对照组和伽马辐照组之间的呼吸速率没有显著差异（图1A）。伽马辐照处理的芒果呼吸速率为大约79.8 mg/kg-1/h-1，而对照组的呼吸速率为59.6 mg/kg-1/h-1。然而，两组在7天时都显示出呼吸速率的增加趋势。处理组之间的呼吸速率存在显著差异
呼吸速率、乙烯产生速率和果肉硬度
经过辐照处理的芒果表现出较低的呼吸速率，在储存14天后降幅最为明显。0.4 kGy的通用剂量有效抑制了呼吸速率和乙烯产生速率。例如，Nguyen等人（2021年）报告称，经过0.5 kGy电子束处理的‘Nam Dok Mai Si Thong’芒果在储存8天后，其呼吸速率低于未经辐照的对照组。同样，0.4-0.6 kGy的伽马辐照也起到了类似效果
结论
接受0.4 kGy植物检疫剂量伽马辐照处理的芒果显示出与未经辐照果实相比，关键成熟相关基因的表达显著下调。辐照后，MiETR1、MiERS1和MiACS这些乙烯感知和生物合成途径的基因表达受到抑制。这种转录水平下降与乙烯产生速率降低相对应，有效延缓了成熟进程并改变了储存期间的后续品质发展。
CRediT作者贡献声明
Prof. Dr. Chitose HONSHO：撰写——审稿与编辑、方法学、数据分析、概念化。Dr. Suwimol Jetawattana：撰写——审稿与编辑、研究。Dr. Nutchanat Phakdee：撰写——初稿撰写、研究、概念化。Peerasak Chaiprasart：撰写——审稿与编辑、资源管理、项目协调、研究、概念化。Dr. Phongrapi Wichitkunanan：撰写——初稿撰写、方法学、数据分析
Busatto等人，2022年；D'Innocenzo和Lajolo，2001年；Li等人，2020年；Maldonado-Celis等人，2019年；Rai等人，2021年；Sabato等人，2009年；Wichitkunanan等人，2023年。
泰国国家研究委员会（NRCT）通过皇家六十周年博士计划（NRCT5-RGJ63009-108）以及泰国核技术研究所的支持，以支持辐照工作。我们还要感谢宫崎大学的农业学院提供的实验设施。特别感谢名誉教授Julian Heyes的宝贵帮助
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