《Postharvest Biology and Technology》：Comparative analysis of regulatory effects and molecular mechanisms of red and blue light treatments on texture quality of fresh-cut sugarcane
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•两种光照处理均延缓了甘蔗在储存过程中的质地恶化。•红光比蓝光具有更强的保鲜效果。•红光通过增强木质素和半纤维素的合成来强化细胞壁。•RLS（红光处理）的低电导率和MDA（丙二醛）水平是由于磷脂重构所致。•蓝光通过抑制纤维素降解来维持纤维素骨架。引言甘蔗（Saccharum of
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两种光照处理均延缓了甘蔗在储存过程中的质地恶化。
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红光比蓝光具有更强的保鲜效果。
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红光通过增强木质素和半纤维素的合成来强化细胞壁。
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RLS（红光处理）的低电导率和MDA（丙二醛）水平是由于磷脂重构所致。
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蓝光通过抑制纤维素降解来维持纤维素骨架。
引言
甘蔗（Saccharum officinarum L）是热带地区的重要经济作物。某些甘蔗品种具有理想的特性，包括低纤维含量、易于剥皮、丰富的甜汁和高营养价值（Wang等人，2020a），这些特性使其作为新鲜水果具有极佳的食用品质并广受欢迎。近年来，新鲜切割的甘蔗在鲜食产品市场逐渐受到关注。然而，加工过程中造成的不可逆机械损伤会加速质地劣化，导致品质迅速下降和保质期缩短。同时，这种劣化不仅促进营养成分和感官品质的下降，还会削弱组织的物理屏障功能，并增加微生物感染的风险（Zhou等人，2025）。
水果和蔬菜的质地主要取决于细胞壁（CW）多糖结构的稳定性和质膜（PM）的完整性。植物的细胞壁由纤维素、半纤维素和果胶组成的复杂三维网络构成。这些多糖通过共价和非共价键与木质素紧密结合，形成木质素-碳水化合物复合物（Xiao等人，2025b；Chen等人，2026）。通常，机械损伤会增强水果和蔬菜中细胞壁降解酶（CWDEs）的活性，导致细胞壁多糖结构破坏（Liu等人，2025b）。与此同时，机械损伤诱导的苯丙氨酸氨基酶（PAL）和过氧化物酶（POD）的活性上升，可能促进木质素单体的合成。这些单体随后在细胞壁基质中聚合，从而增强细胞壁的强度，最终提高组织硬度（Wang等人，2023）。目前，关于水果和蔬菜细胞壁稳定性的研究主要集中在果胶降解和CWDEs活性变化等常见机制上。然而，像甘蔗这样高纤维水果的质地劣化的具体分子机制尚未阐明。
在质膜方面，已有大量研究关注甘蔗在各种生物和非生物胁迫（如疾病、虫害（das Mercês等人，2025）和干旱（Wang等人，2025a）下的脂质过氧化情况。事实上，储存过程中的活性氧（ROS）积累也会导致水果和蔬菜的膜脂质过氧化和质膜损伤（Zhang等人，2025）。传统的甘蔗采后研究主要集中在营养和风味劣化方面（Wang等人，2022；Wang等人，2025b）。尽管也记录了磷脂氧化现象，但其背后的确切机制仍未明确。关于甘蔗储存期间质地质量的系统研究仍然十分匮乏。这一研究空白严重限制了甘蔗精准保鲜技术的发展和优化。
近年来，由于光照技术能耗低且参数调节灵活（Thilini Deepashika Perera等人，2022），它被广泛应用于水果和蔬菜的采后保鲜。研究表明，适当的光照处理可以促进水果和蔬菜中黄酮类化合物和多酚的积累（Liu等人，2022；Lin等人，2025），提高抗氧化酶的活性（Sun等人，2026），增强对细菌感染的抵抗力（Lauria等人，2023；Xiao等人，2025a），从而延缓品质劣化。作为高能量的可见光，红光和蓝光在调节植物的光形态发生和次生代谢中起着重要作用（Trivellini等人，2023）。已经证实，蓝光可以通过抑制细胞壁降解酶（CWDEs）和脂氧合酶（LOX）的活性来维持草莓的采后硬度（Lu等人，2025）。尽管Wang等人（2025b）证明蓝光和红光处理可以提高甘蔗的抗氧化水平并延长其保质期，但它们对质地属性的相关分子机制的调节效果仍有待澄清。
本研究的目的是通过分析储存期间甘蔗的质地特性、细胞微观结构以及与细胞壁和质膜代谢相关的生化和酶指标，探究红光和蓝光在维持甘蔗物理屏障中的作用。结合代谢组学和转录组学分析，以鉴定出光介导的质地劣化延缓的关键代谢物和关键调控基因。研究结果可以为纤维类新鲜农产品的质地保护提供新的理论基础和技术支持，并推动甘蔗产业的增值和效率提升。
部分摘录
甘蔗材料及加工方法
新鲜甘蔗被切成约15厘米长的段，并用保鲜膜包裹。这些新鲜切割的甘蔗段随机分为3组，分别在红光（615纳米）、蓝光（455纳米）和黑暗环境中以15°C的条件储存9天。这些甘蔗组的存储条件分别为：蓝光储存（BLS）、红光储存（RLS）和黑暗储存（DS）。储存期间，每隔3天采集样品进行生理和生化检测。
光照处理减缓了新鲜切割甘蔗的质地劣化
图1比较分析了不同光照处理对质地品质的调节效果。如图1 A-C所示，RLS和BLS组的硬度及脆性均高于DS组。DS组的硬度在储存期间保持稳定。两组光照处理组的硬度都在第3天达到峰值。此后，RLS组的硬度基本保持不变，而BLS组的硬度持续下降。所有组别的脆性均表现为初始阶段的增加。
结论
本研究系统地比较了红光和蓝光处理对甘蔗储存期间质地品质的调节效果和分子机制。两种光照处理均通过维持细胞微观结构的完整性有效延缓了质地劣化。相关性分析表明，硬度与香叶醇呈正相关，而脆性与24种代谢物（主要是黄酮类和脂质）密切相关。
作者贡献声明
林政荣：研究、初稿撰写。张一克：研究。马丹：数据分析。郑首静：撰写、审稿与编辑、监督。张华：资金争取。陈杰波：项目管理、监督。王璐：撰写、审稿与编辑、概念构思、项目管理、监督。
资助
本工作得到了国家自然科学基金（项目编号：32603451）、国家热带作物生物育种重点实验室（项目编号：SKLTCB-YAAS-2026-01）以及CARS专项基金（项目编号：CARS-17）的支持。
在准备本研究的过程中，作者使用了Gemini工具来精炼学术语言、纠正语法错误，以提高手稿的清晰度和可读性。使用该工具/服务后，作者根据需要对内容进行了 review 和编辑，并对发表文章的内容负全责。
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
作者感谢中国农业和林业部甘蔗及其产品质量检测中心、福建农林大学以及福建农林大学仪器分析中心提供的宝贵帮助。
林政荣|张一克|马丹|郑首静|张华|陈杰波|王璐
