《Postharvest Biology and Technology》：Integration of transcriptomics and exogenous intervention reveals the role of ROS activated α-linolenic acid–JA pathway in disease resistance induced by plasma-processed air
编辑推荐：
•等离子体处理过的空气（PPA）能迅速激活采后扁平桃子的活性氧（ROS）信号途径。•抑制ROS会减弱PPA对Monilinia fructicola的抵抗力。•ROS促进了α-亚麻酸的代谢和茉莉酸（JA）的生物合成。•由PPA产生的ROS激活了JA信号通路，从而增强了对褐腐病的抵
- •
等离子体处理过的空气（PPA）能迅速激活采后扁平桃子的活性氧（ROS）信号途径。
- •
抑制ROS会减弱PPA对Monilinia fructicola的抵抗力。
- •
ROS促进了α-亚麻酸的代谢和茉莉酸（JA）的生物合成。
- •
由PPA产生的ROS激活了JA信号通路，从而增强了对褐腐病的抵抗力。
引言
扁平桃（Prunus persica var. Platycarpa）由于果皮薄、果肉含水量高且新陈代谢活跃，特别容易在采后发生品质下降（Song et al., 2024）。由Monilinia fructicola引起的褐腐病是扁平桃的主要采后病害，会在储存和销售过程中造成严重的损失（Xiong et al., 2021, Jia et al., 2024）。
近年来，非热物理技术成为控制水果和蔬菜采后病害的有前景的方法（Guo et al., 2024, Asl et al., 2022）。等离子体处理过的空气（PPA）使用环境空气作为处理气体，通过风扇将其引入处理室，并通过高压介质阻挡放电使其活化，生成含有多种活性物种的气体。PPA中的主要活性物种包括活性氧（ROS），如O3、O2?·和H2O2，以及活性氮物种（RNS），如NO、NO2和NO3?（Dimitrakellis et al., 2021）。这些活性物种已被证明具有广谱抗菌作用（Zhou et al., 2024）。由于PPA对环境友好、处理过程非热化、效果均匀且成本相对较低，因此被越来越多地用于控制水果的采后病害。Baier等人（2015）报道，5分钟的PPA处理可使番茄和苹果表面的微生物几乎完全被清除。Dong和Yang（2019）的研究表明，10分钟的PPA处理可使蓝莓表面的细菌数量减少93%，真菌数量减少26%，并在储存20天后减少18%的果实腐烂。
诱导的系统抗性（ISR）是一种防御策略，其中相对安全的外源诱导剂能够激活植物的内源性防御反应，从而增强对病原体的抵抗力（Nomura et al., 2006, H?nig et al., 2023）。蓝光、紫外线C（UV-C）和冷等离子体已被证明可以通过激活多种防御途径来减少水果的采后损失（Sun et al., 2024, Xu et al., 2019, Liu et al., 2024）。值得注意的是，我们之前的研究发现，PPA处理可促使扁平桃果实中积累多种与疾病抗性相关的代谢物，包括苷类、萜类和不饱和脂肪酸，并伴随增强的苯丙素类代谢（Li et al., 2026）。同样，Wu等人（2022）报告称，PPA中的ROS（如O2?·和H2O2）可能作为早期信号来激活果实的内源性防御反应。这些发现凸显了PPA在增强水果采后病害抵抗力方面的巨大潜力。
越来越多的证据表明，ROS作为早期信号分子，可以调节植物激素途径和防御相关的转录反应（Goggin and Fischer, 2024, Myers et al., 2024）。在叶片组织中，叶绿体产生的ROS激增可以触发JA的生物合成（Hong et al., 2024）。在油菜（Brassica napus L.）中，ROS的积累促进了JA合成基因的表达和JA的积累。相反，抑制ROS会减弱这些反应，从而支持ROS在JA生物合成和信号传导中的上游作用（Zhi et al., 2026）。JA信号传导促进了与防御相关的次生代谢，包括黄酮类、萜类、植物抗毒素和木质素的合成，从而增强了对真菌病原体的抵抗力（Liu et al., 2025, Wang et al., 2026）。在采后的梨果中，外源褪黑素处理通过激活α-亚麻酸–JA途径增强了对Botryosphaeria dothidea的抵抗力，表现为α-亚麻酸、OPDA和JA水平的升高，JA合成基因的上调，以及花青素和苯丙素生物合成的增强（Xu et al., 2024）。总的来说，这些研究建立了ROS、α-亚麻酸–JA代谢与植物防御之间的重要联系。然而，PPA诱导的防御反应背后的上游信号事件和转导途径仍大部分不清楚。
基于我们之前的工作，本研究使用转录组测序技术动态分析了扁平桃果实在接受PPA处理后的转录反应和防御相关途径。随后进行了外源ROS干预和H2O2修复实验，以确定PPA产生的ROS在诱导采后褐腐病抵抗力中的潜在作用。本研究将有助于理解PPA诱导抗性的潜在信号机制，并为PPA在采后病害控制中的应用提供理论依据。
章节片段
扁平桃和PPA处理
2025年7月，从中国山东省潍坊市的一个商业果园采摘了成熟的扁平桃（总可溶性固形物含量10.90%；硬度6.4 N），并立即运送到实验室。选择了大小和成熟度均匀、无可见机械损伤或病害症状的果实。果实随机分为两组（每组150个果实，每个组有三个重复）。第一组未接受任何处理，作为对照组（CK）。
测序数据质量评估和PCA分析
为了阐明扁平桃果实对PPA处理的分子反应，进行了转录组测序，以分析与疾病抗性相关的基因表达和差异表达基因（DEGs）。经过质量控制和测序数据过滤后，Q20碱基的比例超过了95%，Q30碱基的比例达到了92%或更高，表明测序质量可靠且组装完整性高（补充表S2）。大约80%的读段是
讨论
由Monilinia fructicola引起的褐腐病是限制扁平桃储存质量和商业价值的主要因素。尽管PPA作为一种非热保存技术显示出巨大的潜力，但其诱导的采后病害抗性信号传导途径仍不甚明了。ROS越来越被认作是将胁迫感知整合到下游防御反应中的动态信号分子（Wang et al., 2024, Ahammed et al., 2024）。
结论
总之，ROS–α-亚麻酸–JA信号通路及其激活反应是扁平桃对褐腐病抵抗力产生的潜在机制。PPA迅速引发了氧化反应，并伴随着Ca2+和ROS响应基因表达的变化，而抑制ROS信号的干预措施则减少了α-亚麻酸的积累，抑制了与JA相关的反应，降低了疾病抵抗力。外源H2O2的修复进一步支持了这种信号传导
CRediT作者贡献声明
Baoxiang Li：撰写初稿、数据可视化、方法论设计、数据管理。Yatao Yin：数据可视化、方法论设计。Shaocong Ma：方法论设计。Ziya Lin：方法论设计。Yating Zhao：撰写、审稿与编辑、概念构思。Xianghong Meng：撰写、审稿与编辑、项目管理、资金获取、概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了中国国家重点研发计划（项目编号2021YFD2100501）的支持。
Baoxiang Li|Yatao Yin|Shaocong Ma|Ziya Lin|Yating Zhao|Xianghong Meng
