《Plants》：Lipid and Secondary Metabolite Profile Changes During Cold Storage of Dongzao (Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao): Responses to Postharvest Treatments and Implications for Marketability
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冬枣（Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao）为鲜食枣品种，室温货架期短。随着美国冬枣种植面积扩大，延长鲜果供应期对商业化生产具有重要意义。前期研究表明，冬枣果实冷藏约5周后开始出现霉变。因此，后续研究评估了乙烯吸收剂及两种杀菌剂S
冬枣（Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao）为鲜食枣品种，室温货架期短。随着美国冬枣种植面积扩大，延长鲜果供应期对商业化生产具有重要意义。前期研究表明，冬枣果实冷藏约5周后开始出现霉变。因此，后续研究评估了乙烯吸收剂及两种杀菌剂Scholar和Mentor对0 ± 0.5 °C延长冷藏期间果实品质、腐烂及代谢组变化的影响。与未处理果实相比，乙烯吸收剂未能延长贮藏期或减少腐烂，第6周时观察到的果蒂端腐烂（stem-end rot）超过30%，表明除乙烯对冬枣贮藏劣变的影响有限。两种杀菌剂均大幅降低腐烂，但Scholar效果更佳，贮藏9周后未检出果蒂端腐烂。热图（heatmap）与主成分分析（principal component analysis）进一步显示，Scholar处理果实贮藏9周后与贮藏6周果实聚类，提示Scholar处理与伴随贮藏劣变加剧的代谢变化延迟相关。冷藏诱导广泛的脂质重塑（lipid remodeling），脂质代谢物显著增加，尤其是溶血磷脂酰胆碱（lysophosphatidylcholines, LPCs）、溶血磷脂酰乙醇胺（lysophosphatidylethanolamines, LPEs）和游离脂肪酸（free fatty acids, FFAs），表明长期低温贮藏下膜脂代谢发生显著变化。冷藏还广泛改变次生代谢，包括类黄酮（flavonoids）、酚酸（phenolic acids）、生物碱（alkaloids）和萜类（terpenoids）。尽管冷藏是代谢组变化的主要驱动因素，Scholar处理在贮藏9周后与类黄酮和萜类谱的独特改变相关。综上，结果表明Scholar处理可显著延长冬枣果实冷藏寿命，并提示腐烂与衰老延迟伴随长期贮藏期间独特的代谢变化。据研究人员所知，这是在美国开展的首次冬枣冷藏研究，也是首次表征冬枣延长冷藏期间非靶向代谢组（untargeted metabolomic）变化的研究，为冬枣冷藏的未来研究提供了基础。
研究背景：冬枣（Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao）为晚熟鲜食枣品种，以脆爽质地、多汁果肉、甜味及优良鲜食品质著称，原产于环渤海湾地区，目前为中国主导鲜食枣品种，也是新墨西哥州立大学（NMSU）枣种质资源圃中最受欢迎的鲜食品种之一。鲜枣果实较树莓、黑莓等浆果耐贮，但不及苹果可长期贮藏；室温货架期有限，冷藏通常仅可贮藏2–3周，而干枣室温可贮约一年、冷藏可达两年以上。随着美国种植者将枣作为特色果树引种，冬枣种植面积预计增加，需开拓更多市场机会并延长销售季节，采后冷藏可作为延长果实供应期的有效手段。中国已有若干枣冷藏研究，涉及品种、成熟度、贮藏温度及采后处理（如一氧化氮NO、1-甲基环丙烯1-MCP、冷大气等离子体等）对果实品质、贮藏寿命及生理生化变化的影响，但多数研究基于中国生产与贮藏条件，美国种植与贮藏条件下冬枣采后行为及冷藏潜力信息有限。Kader等（1982）研究了未指明品种枣在20 °C下15天的贮藏行为，报道枣表现非呼吸跃变型（non-climacteric）成熟模式，成熟期间乙烯产量无跃变上升；NMSU 2014年对'Li'和'Sherwood'品种4 °C的初步冷藏研究表明'Sherwood'果实贮藏期长于'Li'。基于质谱（MS）的代谢组学（metabolomics）是全面分析生物样品代谢物的有力手段，近期代谢组研究已表征枣果实和种子中广泛代谢物谱，而以往枣冷藏研究多集中于单个品质与营养指标（如糖、维生素C、抗氧化物质、可滴定酸）的变化，全面监测冷藏期间代谢物变化可提供果实对长期贮藏生理响应的深入认识，并有助于识别与衰老、品质劣变及贮藏寿命相关的代谢变化。鉴于冬枣的商业重要性及美国种植条件下贮藏信息的缺乏，研究人员开展了冷藏研究以评估延长冷藏期间果实品质与贮藏潜力变化。2024年采用单一采后处理的初步研究中，冬枣果实冷藏5周后于果蒂端疤痕处开始出现霉变；2025年研究扩展至多种采后处理及理化品质评价。研究目标为：（1）延长冬枣冷藏鲜果贮藏期；（2）表征不同类别代谢物变化，以深入了解冬枣果实对长期冷藏的生理响应。
主要技术方法：研究人员以新墨西哥州立大学Los Lunas枣品种试验园（2015年定植，常规栽培管理，漫灌）的冬枣果实为材料，2025年10月2日采收后期奶油色至初红期（0–20%着色）果实，按550–580 g/袋装入带8个1/4英寸孔的聚乙烯拉链袋，设对照（CK）、乙烯吸收剂（EA）、Mentor杀菌剂（M）、Scholar杀菌剂（S）4个处理，于0 ± 0.5 °C冷库贮藏，每处理12袋，分别于第0、3、6、9周取样（每次每处理3袋）。测定失重、可溶性固形物含量（SSC，数显折光仪）、维生素C（2,6-二氯酚靛酚滴定法）及腐烂与病原鉴定（NMSU植物诊断实验室）。代谢组学每处理2个独立混合样（每样5果、6–7 g），经冷冻研磨、70%甲醇提取后，采用超高效液相色谱（UPLC）结合串联质谱（MS/MS，QTRAP 6500）分析，基于Metware代谢物数据库定性，多反应监测（MRM）半定量，并以 pooled 质控（QC）样品评估重复性与稳定性。数据分析采用方差分析（ANOVA）及Tukey's HSD检验（p ≤ 0.05），代谢组数据经单位方差（UV）标度化后进行层次聚类分析（HCA）、主成分分析（PCA），以log2FC > 1、VIP > 1、p < 0.05为差异代谢物阈值。
研究结果：
2.1 果实品质与生理参数
2.1.1 果实维生素C与可溶性固形物含量动态：重复测量方差分析显示处理效应及处理×采样周互作不显著，采样周效应显著；维生素C含量随冷藏逐渐下降，第3周显著高于第9周，平均由采收时350 mg/100 g鲜重（FW）降至第9周309 mg/100 g FW，9周降幅约12%。采收时SSC为24.5%，各处理在第3、6、9周均无差异，但SSC随冷藏略升，第9周显著高于第3周。
2.1.2 果实腐烂与失重：冷藏6周后，对照与EA处理果蒂端腐烂/软腐平均分别为30.3%和33.7%，两种杀菌剂处理无果蒂端腐烂，但有3.8%与碰伤或肩部损伤相关的腐烂，可能归因于采前机械伤（采摘碰伤及采前冰雹）。冷藏9周后，EA处理果蒂端腐烂与总腐烂率与对照相当，CK9与EA9平均腐烂率均达84.5%；两种杀菌剂显著降低腐烂，Scholar优于Mentor，Scholar处理无果蒂端腐烂、总腐烂率9.0%。经NMSU植物诊断实验室鉴定，冷藏冬枣果实腐烂病原为链格孢（Alternaria alternata）。9周冷藏期间各处理总失水率为1.45%–2.2%，处理间无显著差异。
2.1.3 果实品质动态：第3周各处理果实3–5%损伤，主要为碰伤及轻微采前冰雹伤，果蒂端疤痕未见可见霉变。第6周对照与EA处理果蒂端出现可见霉变，腐烂率分别为31.0%和33.7%，主要为果蒂端腐烂，两处理果实已失去商品性；两种杀菌剂处理腐烂仅3.8%，无果蒂端腐烂，与第3周基线损伤率相近，主要与既有碰伤或轻微冰雹伤有关而非真菌侵染。第9周对照与EA处理总腐烂超过80%，失去商品性；Mentor处理果蒂端腐烂2.0%、总腐烂率21.6%；Scholar处理无果蒂端腐烂、总腐烂率仅9.0%，扣除基线损伤后贮藏相关劣变所致腐烂约5%，果实仍具商品性，表明Scholar处理有效将冬枣冷藏寿命延长至至少9周（两个多月）。
2.2 代谢组分析
2.2.1 总代谢物检测与处理分组：基于商业数据库共检测1763种代谢物，其中萜类16.62%（293种）、类黄酮15.26%（269种）、生物碱11.4%（201种）、酚酸10.66%（188种），其次为脂质8.74%（154种）、氨基酸及衍生物7.77%（137种）、有机酸4.88%（86种）、核苷酸及衍生物3.97%（70种）、木脂素与香豆素3.86%（68种）及其他14.58%（257种）。样品热图分组显示CK0聚类一起；冷藏3周后CK3、EA3、M3、S3大致聚为一类（除一个CK3）；CK6、EA6、M6、S6与S9聚为一类（含一个CK3）；CK9、EA9与M9聚为较远一类，与果实腐烂结果相符，聚类模式与Scholar处理果实代谢进程延迟一致。同一采样时间各处理间差异代谢物多少于100个（CK3 vs. CK0和S9 vs. EA9除外）；第3周与第0周比较的差异代谢物多于第3周与第6周比较；差异代谢物数目随贮藏时间递增，第9周 vs. 第0周最多；而S9 vs. S6差异代谢物少于100个，提示Scholar处理延缓了冷藏后期果实衰老，与冷藏期间果实外观的视觉观察一致。
2.2.2 三维主成分分析：三维PCA（3D PCA）显示3个CK0样品紧密聚类；第3周样品形成独立聚类，其后第6周样品与Scholar第9周（S9）样品聚类；其余第9周样品（CK9与EA9）形成单独聚类；M9仅剩1个样品（另1个运输中损坏），与CK9、EA9聚类但更靠近第6周聚类，同样表明Scholar处理延缓果实衰老进程。PC1、PC2、PC3分别解释总变异的25.03%、10.54%、7.26%，累计42.83%。
2.2.3 各类别显著代谢物：脂质变化为冷藏后最显著的代谢变化，与采收果实（CK0）相比，贮藏3、6、9周分别有30、38、42种脂质代谢物上调，以LPCs、LPEs和FFAs为主；而Scholar处理与未处理果实第6周（S6 vs. CK6）和第9周（S9 vs. CK9）分别仅8种和10种脂质代谢物不同，S9 vs. CK9比较中未处理CK9有4种脂肪酸和1种甘油酯较低，而Scholar处理S9有3种脂肪酸和1种甘油酯较高，表明冷藏低温胁迫自第3周起即诱导冬枣果实广泛脂质代谢变化并持续至第9周，而同一贮藏时长下Scholar处理与未处理果实脂质差异较少，提示Scholar处理对总体脂质周转/重塑影响有限。次生代谢方面，冷藏大幅改变冬枣次生代谢：冷藏3周后CK3 vs. CK0比较中生物碱、类黄酮、酚酸和萜类上调多于下调；此后响应转变，贮藏6周和9周下调次生代谢物超过上调。类黄酮降幅最显著，第6周（CK6）和第9周（CK9）分别有36种和29种类黄酮下调，仅1种和4种上调；萜类也以下调为主，尤以第9周后明显；酚酸响应更为动态，第6周变化相对均衡而第9周以下调为主；生物碱则随贮藏延长趋于上调增多。总体上，冷藏期间次生代谢发生显著重塑，长期贮藏通常伴随若干类次生代谢物（尤其类黄酮）下降。Scholar处理在长期贮藏中产生不同的次生代谢物变化模式：S9 vs. CK0比较中8种三萜上调、4种下调，上调三萜包括uncargenin B、momordicoside aglycone、morolic acid、oleanolic acid、oxyallobetulin、rubiatriol、soyasapogenol E及1种未命名化合物；第6周S6 vs. CK0亦呈相似模式（9种三萜上调、2种下调），提示Scholar处理与冷藏期间若干三萜类代谢物的保持或积累相关。Scholar处理在第9周还显著影响类黄酮代谢，S9较CK9有10种类黄酮上调，包括phloretin、dihydrokaempferide、dihydrokaempferol-7-O-glucoside、apigenin-8-C-glucoside-7-O-sophoroside、6-hydroxykaempferol 3-rutinoside及若干糖基化或丙二酰化的槲皮素和异鼠李素衍生物，这些类黄酮代谢物（尤其糖基化黄酮醇衍生物）的积累表明Scholar处理在长期贮藏中改变了类黄酮代谢。
讨论与结论：基于研究人员10年枣品种评价试验，冬枣为美国最具鲜食潜力的品种之一，随着消费需求发展其种植面积预计增加，但果实娇嫩是商业化主要限制，室温仅能保持数天可接受品质，冷藏2–3周；2024年初步研究中冬枣冷藏约5周后开始霉变，中国既往研究报告贮藏期约2个月，而加州大学戴维斯分校1980年代研究仅评价了未鉴定品种枣。研究人员初步观察表明品种间耐贮性差异显著，如'Sherwood'在2–4 °C下可保持商品性8周，这些差异可能与品种特异性果实性状有关；冬枣果皮较薄、质地脆，正常采收时果柄易脱落，薄果皮与裸露果蒂疤痕可能增加采收碰伤及贮藏期果蒂端腐烂的易感性，而许多其他枣品种采后仍保留果柄。据研究人员所知，这是美国首个专门评价冬枣冷藏的研究，结果为延长其采后寿命的进一步研究提供了基础；乙烯吸收剂处理无显著益处，提示单纯除乙烯不是延长冬枣贮藏期的有效策略，这与既往将枣表征为非呼吸跃变型果实的报道一致，并提示乙烯产生或作用之外的因素可能在采后劣变中起更重要作用。本研究重要发现为杀菌剂处理在延长冬枣冷藏寿命中的潜在作用：既往研究人员在新墨西哥州枣树上观察到叶斑病并将病原鉴定为链格孢，Los Lunas试验地叶斑病严重度随年份变化、似取决于降水，该地虽未常规使用商业杀菌剂，但A. alternata的存在表明该病原已在生产环境中定殖；正常采摘条件下冬枣果柄脱落，在果蒂端留下开放疤痕，真菌侵染可能是采后劣变的重要因素。本研究中Scholar处理大幅减少果实腐烂并延长商品贮藏期，采前施用杀菌剂或为采前降低病原群体、进而减少贮藏期果实腐烂的另一策略，值得在商业果园条件下进一步研究。将优质鲜冬枣供应期延长约2个月具有重大商业价值，更长贮藏期可延长销售窗口至短采收季之外，减少采收后立即大量销售的需求，并可能使种植者更好瞄准优质市场需求期，因此改进冷藏实践（尤其采后真菌腐烂的有效管理）可显著扩大并提高美国鲜枣产业盈利能力。以往多数枣冷藏研究测定选定生化化合物（维生素C、糖、有机酸、总酚、类黄酮、抗氧化活性等），而本研究显示脂质与次生代谢物类别的非靶向代谢物水平变化，为冷藏及果实衰老期间代谢响应与营养变化提供了新认识。无论采后处理如何，脂质代谢物在冷藏期间变化最显著，第3周首个采样点即已明显并持续至第9周，而处理间差异相对较小，表明冷藏诱导冬枣果实脂质代谢（尤其膜相关脂质代谢）广泛重塑，反映对长期低温胁迫的生理响应，这与既往低温贮藏诱导果实膜脂及脂肪酸代谢显著重塑的研究一致；与鲜采果实相比，贮藏3、6、9周分别有30、38、42种脂质代谢物上调，以LPCs、LPEs和FFAs为主，而Scholar处理与未处理果实贮藏9周后仅10种脂质代谢物不同，S9与CK9间相对有限的差异及S9中若干脂肪酸丰度较低，提示Scholar处理对总体脂质代谢的影响远小于长期冷藏，但可能改变了与贮藏后期衰老相关的特定脂质重塑过程。冷藏大幅改变冬枣次生代谢：第3周生物碱、类黄酮、酚酸和萜类代谢物较鲜采果实上调多于下调；随贮藏延长，类黄酮总体降幅最显著，其次为萜类，酚酸呈更动态的积累与消耗模式，生物碱则贮藏9周后上调多于下调；这些模式在第6周更明显并总体持续至第9周，值得注意的是第6周未处理果实已开始明显劣变、腐烂约30%。既往冬枣研究同样表明低温贮藏改变抗氧化代谢及酚类、类黄酮化合物积累；近期靶向与空间代谢组学证明枣冷胁迫影响多酚、脯氨酸、谷胱甘肽和木质素相关代谢，进一步支持长期冷藏诱导枣果实广泛代谢重编程的观点。尽管冷藏是广泛代谢变化的主要驱动因素，Scholar处理在贮藏9周后与次生代谢谱的独特改变相关：与未处理果实（CK9）相比，Scholar处理果实（S9）有10种类黄酮上调和5种下调，以及12种萜类上调和5种下调；上调类黄酮包括槲皮素、山奈酚、异鼠李素和芹菜素的若干糖基化与丙二酰化衍生物，值得注意的是许多上调萜类为五环三萜，包括乌苏烷型和齐墩果烷型化合物如11-keto-ursolic acid、tomentosolic acid、δ-amyrinone及若干羟基化三萜酸，这些变化表明Scholar处理与长期冷藏中特定类黄酮和三萜通路的改变有关；由于Scholar处理果实同时腐烂明显较少、商品性丧失延迟，改变的次生代谢谱可能反映衰老延迟和/或病原相关胁迫减轻，但仅凭代谢组数据无法确定这些变化是直接源于杀菌剂处理，还是间接源于Scholar处理果实生理状况改善和微生物劣变减少。结论部分译文：在0 ± 0.5 °C贮藏下，初红期冬枣果实未经杀菌剂处理可保持商品性约5周；两种杀菌剂均减少腐烂，其中Scholar提供最佳保护，将贮藏期延长至9周且无果蒂端腐烂。冷藏诱导显著脂质重塑并改变次生代谢，类黄酮降幅最大。冷藏是代谢组变化的主要驱动因素，而Scholar处理可能与冷藏9周后类黄酮和三萜谱的变化相关，可能反映衰老相关过程的差异。据研究人员所知，这是美国首个关于冬枣果实冷藏及相关代谢组变化的研究。
