《Postharvest Biology and Technology》：Integrated transcriptomic and metabolomic insights into cold plasma mediated postharvest senescence delay of 'Liaofeng' grapes (
Vitis vinifera L
.)
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●冷等离子体能够保持‘辽凤’葡萄的采后品质并延缓其衰老过程。●冷等离子体通过代谢重编程促进抗氧化剂的积累。●冷等离子体调节苯丙素和黄酮类化合物的代谢途径，从而增强抗氧化能力。引言葡萄（Vitis vinifera L.）是全球最具经济价值的果树之一，年产量超过7700万吨，商业价
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冷等离子体能够保持‘辽凤’葡萄的采后品质并延缓其衰老过程。
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冷等离子体通过代谢重编程促进抗氧化剂的积累。
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冷等离子体调节苯丙素和黄酮类化合物的代谢途径，从而增强抗氧化能力。
引言
葡萄（Vitis vinifera L.）是全球最具经济价值的果树之一，年产量超过7700万吨，商业价值超过100亿美元（FAO，2023年）。在葡萄品种中，鲜食葡萄因口感清脆、糖酸比例适宜以及富含维生素C、多酚、黄酮和花青素等功能性代谢物而受到消费者的高度青睐（Eder等人，2025年）。‘辽凤’品种在中国辽宁省广泛种植，其特点是果实个大、可溶性固形物含量高、果皮质地优良。然而，作为典型的非衰老型果实（Zenoni等人，2023年），鲜食葡萄在采收后仍保持活跃的代谢活动，这使其容易发生水分流失、果粒脱落和病害引起的腐烂。即使在冷藏条件下，全球鲜食葡萄的采后损失仍达到25-30%，严重限制了其保质期、供应链效率和经济效益（FAO，2023年）。因此，开发安全、有效且可持续的采后保鲜技术以延缓衰老并保持储存品质已成为鲜食葡萄产业的关键任务。
目前鲜食葡萄的采后管理主要依赖传统方法，包括低温储藏、控温储藏（CA储藏，Deng等人，2006年；Piazzolla等人，2021年）、可食用涂层（Yu等人，2025年）和合成杀菌剂的应用（Deng等人，2025年）。虽然低温储藏被广泛应用，但常常会导致冷害症状，从而影响果实品质和储藏稳定性（Yuan等人，2024年）。控温储藏能有效延长保质期，但受到高昂的基础设施成本、复杂操作要求和严格的冷链物流限制，在实际生产中应用受限。合成杀菌剂对采后病害控制仍有效；然而，其广泛使用引发了人们对农药残留、环境安全和抗性病原体出现的持续担忧（Po?ízka等人，2021年）。这些现有技术的固有限制阻碍了其大规模应用，并制约了鲜食葡萄产业的可持续发展（Zhao等人，2025年）。
在这种背景下，冷等离子体（CP）作为一种环保且无残留的采后保鲜技术脱颖而出。在常温常压下，冷等离子体通过介质阻挡放电（DBD）或喷射型装置产生活性氧和氮物种（RONS）、紫外线光子和带电粒子（Deng等人，2024年）。这种反应性化学作用能够在温和条件下有效灭活微生物并抑制酶活性，同时具有零化学残留、处理时间短、对营养和感官品质影响小以及优异的环境兼容性等优点（Lin等人，2025年）。越来越多的证据表明，冷等离子体可以减轻膜脂质氧化、增强抗氧化酶活性、延缓果实软化和品质下降，并最终延缓草莓、柑橘、番茄等新鲜农产品的衰老（Pei等人，2023年；Shirazi等人，2025年；Mlambo等人，2025年）。从生理学角度来看，适当的冷等离子体处理能够激活苯丙素代谢途径，减少活性氧的过度积累，并提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性。同时，冷等离子体还能调节细胞壁代谢和能量平衡，从而减轻果实软化并延长储存寿命。类似的保护效果，包括增强的抗氧化防御和维持的膜完整性，在马铃薯块茎的处理中也得到了证实（Lee等人，2024年）。
在葡萄果实的研究中，最近的研究证实了冷等离子体在控制采后病原体方面的有效性。短暂处理（≤20秒）能有效灭活Botrytis cinerea，同时保持果实品质；然而，长时间处理（40秒）可能对果实质地和机械性能产生不利影响（Khalaj等人，2023年）。迄今为止，大多数研究主要集中在生理品质参数和抗菌效果上。冷等离子体在鲜食葡萄采后衰老过程中的分子机制，特别是在整合转录组学和代谢组学层面，仍需进一步探索。
在本研究中，‘辽凤’葡萄接受了不同时间的冷等离子体处理（30秒、60秒和120秒），随后在4°C下储存。我们系统评估了等离子体处理对关键品质属性和抗氧化防御系统的影响。此外，通过转录组学和广谱代谢组学分析，识别出差异表达的基因和差异积累的代谢物，以及相关的关键调控途径和功能基因。本研究旨在揭示与冷等离子体延缓衰衰老相关的分子机制，并为优化这种非化学保鲜技术在鲜食葡萄中的应用提供依据。
章节摘录
植物材料和冷等离子体处理
商业成熟的‘辽凤’葡萄从中国辽宁省沈阳市的果园采摘，并在收获后2小时内运送至实验室。在4°C下预冷24小时后，选择大小均匀、无可见缺陷、无机械损伤和病害症状的果实。选定的果实用3%（体积比）过氧化氢（H2O2）进行表面灭菌2分钟，然后用无菌水彻底冲洗，并在25±1°C下风干（Ukuku等人，2016年）。
果实
冷等离子体处理保持采后品质并激活抗氧化酶系统
冷等离子体处理对在4°C下储存16天的‘辽凤’鲜食葡萄具有显著的保鲜效果（图1A）。所有组别中的果实硬度在储存期间均逐渐下降；然而，P-120秒组的硬度始终显著高于未处理对照组（CK）和较短处理组（P-30秒和P-60秒），尤其是在储存结束时差异最为明显。维生素C
冷等离子体引起的阶段性转录重编程与自然衰老不同
葡萄果实的自然衰老表现为转录因子下调和有利于木质素生物合成相关基因的转录变化，这与果实衰老过程中观察到的转录活性下降一致。相比之下，冷等离子体处理在整个储存期间引发了活跃的、分阶段的转录重编程。在其他水果中也观察到了类似的转录组学反应：
结论
本研究通过综合生理学、转录组学和代谢组学分析，探讨了冷等离子体延缓‘辽凤’鲜食葡萄采后衰老的分子机制。在测试的不同处理时间中，120秒的冷等离子体处理效果最为显著，它能增强抗氧化酶活性并在整个16天的冷藏期间保持果实品质。多组学分析显示，在处理后苯丙素-黄酮类化合物的生物合成途径发生了显著的重编程
CRediT作者贡献声明
程秦：撰写——原始稿件、监督、方法学设计、实验研究、数据分析。刘畅：撰写——审稿与编辑、概念构思。严天霄：实验研究。郑思彦：实验研究。李凯：实验研究。陆子仪：实验研究。杨润琦：实验研究。赵颖：撰写——审稿与编辑、项目管理。
利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（资助编号：32302556）、辽宁省科技计划自然科学基金（资助编号：2025-MSLH-655）的支持，以及国家大学生创新创业训练计划的资助（项目编号：202510163027）的支持。
程秦|刘畅|严天霄|郑思彦|李凯|陆子仪|杨润琦|赵颖
