综述：番荔枝（Annona squamosa L.）果实采后衰老研究综述：生理机制、品质劣变与保鲜策略

《Journal of Future Foods》：A review of postharvest senescence of sugar apple (Annona squamosa L.) fruit: Physiological mechanisms, quality deterioration, and preservation strategies

　　

番荔枝是一种营养价值高的热带水果，但其商业价值受到快速采后老化的限制，表现为呼吸跃变、软化、果皮褐变和生理性裂果。本综述在“程序-能力耦合”框架下，批判性地审视了这些劣变过程背后的生理和生化机制，其中乙烯信号作为成熟程序，呼吸能量代谢决定了执行能力。研究人员强调了来自多组学方法的最新发现，这些发现揭示了细胞壁重塑和氧化应激等过程的关键调控基因。此外，研究人员评估了保鲜策略的有效性，包括物理方法如冷链管理和脉冲电场，以及使用1-甲基环丙烯（1-MCP）的化学处理和生物可食性涂膜。尽管取得了进展，但在控制内部异质性和将实验室成果规模化至工厂层面仍存在挑战。未来方向旨在利用空间组学以更好地理解机理基础，设计用于按需递送的纳米结构活性包装，以及标准化栅栏技术以充分发挥这种果实的全球潜在经济价值。

**1. 引言**
番荔枝（*Annona squamosa* L.）作为番荔枝科的代表物种，因其独特的蛋奶沙司质地和多种营养保健特性，近几十年来已成为高价值的热带商品。它是生物活性化合物的丰富来源，包括番荔枝内酯、类黄酮和抗坏血酸，并具有已证实的细胞毒性和抗氧化活性。随着国际贸易的扩张，番荔枝已从生计作物转变为新兴市场中的高价值出口商品。然而，该果实内在的易腐性是其商业发展和供应链可行性的根本限制。
生物学上，番荔枝表现出典型的呼吸跃变模式：脱离母体植株后，果实会经历呼吸速率和乙烯产生的快速协调增加，引发一系列生理变化，在常温下2-5天内达到增甜、软化和完全成熟。快速衰老的特征在于主要由果胶和半纤维素解聚驱动的果皮软化，以及由多酚氧化酶（PPO，EC 1.14.18.1）和过氧化物酶（POD，EC 1.11.1.7）介导的果皮褐变。果实分段的形态提供了大的表面积，易于蒸腾失水和真菌定殖，导致在管理不当的情况下采后损失超过40%。
番荔枝的采后管理提出了一个独特的生理挑战。低温贮藏作为大多数园艺产品降低代谢活性的标准干预措施，并不适用于该物种，因为它对冷害（CI）表现敏感。储存在约10-12°C以下会诱导膜损伤，表现为果皮凹陷和变色，并阻止返回常温后的正常后熟，极大地限制了传统冷链物流的应用。因此，产业面临两个同时的需求，即延缓快速的呼吸跃变成熟程序和预防与冷害相关的紊乱。
为此，研究已逐渐从经验性的环境管理转向基于机理的策略。多组学技术的进展已开始描绘调控番荔枝属物种中乙烯生物合成与信号转导、细胞壁重塑和氧化应激的转录调控网络，揭示了采后干预的候选分子靶点。同时，新型保鲜方法已被开发出来，包括乙烯拮抗剂1-甲基环丙烯（1-MCP）、植物免疫激活信号分子如水杨酸（SA）和一氧化氮（NO），以及环保的功能性可食性涂膜，它们能调节气体交换并向果实表面递送抗菌剂。尽管取得了这些进展，但目前对于该物种，尚缺乏将衰老的分子机制与应用保鲜技术联系起来的综合总结。
本综述旨在通过在一个整合的“程序-能力耦合”框架内，系统分析果实软化、褐变、冷害和生理性裂果背后的生理和分子机制，从而弥合这一差距。研究人员批判性地评估了物理、化学和生物保鲜策略的相对效果、局限性和实际权衡，并确定了最迫切需要解决的机理知识空白。基于此综合，研究人员提出了一个合理的研究议程，将分子见解与能够延长这种有价值作物全球商业范围的实用采后管理解决方案联系起来。

**2. 番荔枝果实的营养成分**
番荔枝是热带和亚热带地区能量和微量营养素的重要膳食来源。其可食用的果肉柔软、呈颗粒状且呈奶油状，由宏量和微量营养素的复杂混合物组成，其浓度和稳定性与采后品质管理直接相关（图1）。从保鲜的角度来看，热敏感和氧化敏感化合物（特别是抗坏血酸和酚类物质）的含量，以及细胞壁多糖的组成，共同决定了采后果实的营养价值及其对酶促褐变和质地劣化的敏感性。因此，理解这种营养化学为解读采后品质变化提供了重要的基础。
**2.1. 碳水化合物概况与膳食纤维**
碳水化合物是番荔枝果肉的主要宏量营养素。总碳水化合物含量范围为每100克干重18.2至59.0克，具体取决于成熟阶段、栽培品种和农业气候条件。这部分组分负责成熟果实的强烈甜味和快速能量释放，主要由可溶性糖葡萄糖、果糖和蔗糖组成（图1）。这些可溶性糖不仅决定风味，而且驱动与生理性裂果有关的水分渗透性流入（见第3.5节）。膳食纤维含量范围为每100克2.55至11.0克，多糖部分特别以富含半乳糖醛酸的酸性异多糖为特征。这些非淀粉多糖构成细胞壁和中胶层的结构骨架，在成熟过程中它们的酶促解聚直接控制质地发育和开裂易感性。高纤维含量还调节餐后血糖反应，并赋予食品工业潜在价值的凝胶特性。
**2.2. 蛋白质和氨基酸组成**
尽管主要被归类为富含碳水化合物的水果，但番荔枝含有具有营养学意义的蛋白质和氨基酸。果肉蛋白质含量约为鲜重的1.6%，尽管已记录了显著的基因型和地点特异性变异。埃及种植点的叶片蛋白质含量范围为每克鲜重3.52至17.26毫克，反映了氮分配跨植物器官和环境的可塑性。氨基酸谱的色谱分析已确定谷氨酸为主要成分，占每100克蛋白质17.41克，其次是亮氨酸（14.79克/100克）、精氨酸（12.32克/100克）和天冬氨酸（11.97克/100克）。必需氨基酸包括缬氨酸（11.24克/100克）、赖氨酸（7.12克/100克）和苏氨酸（5.67克/100克）也存在，支持了该果实对于植物性饮食模式的营养重要性。
**2.3. 脂质和脂肪酸分布**
可食果肉中的脂肪含量可忽略不计（0.1-0.3%），使番荔枝适合低脂饮食方案，而种子则相对富含油脂。种子油脂肪酸主要是不饱和的，油酸（C_18:1，7.12-13.13克/100克）和亚油酸（C_18:2，3.45-7.57克/100克）是主要成分，饱和脂肪酸棕榈酸（C_16:0，1.82-4.65克/100克）和硬脂酸（C_18:0，1.12-2.76克/100克）是次要成分。有利的不饱和与饱和脂肪酸比率引起了在营养油脂和生物基材料应用方面的兴趣，前提是番荔枝内酯相关毒性问题能得到适当管理。
**2.4. 微量营养素：维生素和矿物质**
番荔枝是抗坏血酸（维生素C）的显著来源，不同研究报告的果肉浓度范围为每100克鲜重9.22-300毫克，并通过高效液相色谱（HPLC）定量确认约为34.4毫克/100克。抗坏血酸在采后品质中发挥着双重作用。它既作为膳食抗氧化剂，又作为抗坏血酸-谷胱甘肽循环的关键底物，该循环维持细胞氧化还原稳态并抑制酶促褐变。B族维生素复合物包括硫胺素（B₁，约0.065毫克/100克）、核黄素（B₂，约0.155毫克/100克）、烟酸（B₃，约1.105毫克/100克）和吡哆醇（B₆），它们共同支持能量代谢和神经功能。在矿物质中，钾（250-1362毫克/100克）通过对抗钠驱动的血压升高发挥心血管保护作用。镁（21.0-64.45毫克/100克）是肌肉和骨骼生理学所必需的，微量元素包括铁、铜、锌和锰可作为众多酶促过程的辅因子。在氧化性采后条件下，抗坏血酸和酚类物质的逐渐消耗同时侵蚀了营养价值并促进了酶促褐变，从而建立了本文讨论的营养概况与第3节分析的物理化学劣化过程之间的直接因果联系。

**3. 采后生理生化变化**
**3.1. 程序-能力耦合框架与时空成熟动态**
理解番荔枝的采后生理需要一个将信号转导与生物能量学整合的概念框架。在本综述中，研究人员提出并应用了一个“程序-能力耦合”模型，其中乙烯信号级联构成了指定成熟发育轨迹的遗传程序（图2）。此信号级联决定了包括细胞壁重塑、色素代谢、香气生物合成和衰老在内的下游事件的性质和顺序，而呼吸能量代谢和细胞氧化还原状态则构成了控制程序执行速率、强度和空间一致性的能力。这两个组成部分是相互依存的。乙烯生物合成本身是能量昂贵的，对于ACC氧化酶（ACO）活性需要^S-腺苷甲硫氨酸循环和分子氧。相反，呼吸中间产物调节着调控转录因子活性、酶动力学和膜稳定性的氧化还原环境。这种双向耦合解释了温度、O₂可用性和抗氧化状态如何影响采后成熟的时间和下游后果。该框架示意性地描绘于图3。在继续之前，有必要澄清该框架的证据状态。程序分支中描述的乙烯信号成分，包括ACC合酶（ACS）、ACO、乙烯受体（ETR）和下游转录因子，已通过转录组学研究在番荔枝中进行了分子水平表征。能力分支中描述的生化关系借鉴了在多个呼吸跃变型物种中有记载的植物呼吸生理学的既定原理。这些呼吸代谢产物的状态与乙烯生物合成速率之间的定量和相互依赖的耦合关系，目前更多地代表了一个机制上内部一致的假设，而不是一个通过代谢通量分析在番荔枝中具体实验验证的关系。
采后呼吸行为在番荔枝属物种间有所不同，并反映了不同的耦合动力学。南美番荔枝（*A. cherimola*）表现出双S形呼吸曲线，具有两个连续的呼吸跃变峰，而番荔枝通常表现出单个呼吸跃变峰，随后快速下降。温度是代谢能力的主要外在调节因子。在9°C（研究中用于机制性分期研究而非商业推荐储存温度）的受控实验条件下，番荔枝的呼吸峰出现在第3天和第8天，乙烯释放峰值约为2.8 μL kg^-1 h^-1，出现在第10天。在常温或20°C下，相同的事件被压缩到3-4天内。乙烯峰标志着淀粉水解、硬度快速丧失和可溶性糖积累的转折点，证实了乙烯作为品质变化的主要程序驱动因素的作用。
在分子水平上，自催化乙烯爆发由ACS和ACO基因家族协调。ACO活性构成乙烯生物合成中的主要代谢瓶颈，下游信号敏感性通过受体水平调节和转录激活因子EIN3（ETHYLENE-INSENSITIVE 3）和EIL1（EIN3-LIKE 1）的蛋白酶体介导的稳定或降解来调节。这种自催化扩增回路使得痕量浓度的初始乙烯能够在呼吸跃变起始后启动细胞壁降解酶表达和挥发性物质生物合成的完整级联反应。值得注意的是，番荔枝特有的乙烯受体基因（ETR-和ERS-型）和类CTR1（CONSTITUTIVE TRIPLE RESPONSE 1）MAP激酶成分的同一性和采后表达谱仍然很大程度上未被表征，这构成了对该物种机制理解的一个主要空白。
除生化动力学外，番荔枝的聚合形态，包括围绕一个共同花托排列的多个心皮，具有显著的异质性结构，产生了解剖学上不同的微环境，其中气体扩散局部受限。数学反应扩散模型表明，随着呼吸跃变加剧，内部O₂和CO₂梯度变得显著，使得成熟程序执行在组织层间空间上异步。这种梯度驱动的异质性为采后番荔枝特征性的不均匀软化和局部果皮褐变提供了机制解释。因此，有效的保鲜需要一个协同策略，同时管理生化程序（通过乙烯抑制）和代谢能力（通过温度和气氛控制）。
**3.2. 质地动态与细胞壁重塑**
硬度丧失是采后番荔枝最具商业决定性的品质缺陷，并且发生在一个异常狭窄的时间窗口内。在20°C下，果实硬度在3-4天内下降至10 N以下。这种软化依赖于温度，但遵循非线性轨迹：速率随温度升高至约28°C而增加，但在32°C时却由于应激诱导的木质素沉积和原果胶合成而逆转至组织硬化。驱动质地丧失的主要细胞机制是细胞壁基质的协调降解，特别是果胶的溶解和由中胶层介导的细胞间粘附的逐渐减弱（图4A）。在采后贮藏期间，总细胞壁多糖减少，而水溶性果胶组分显著增加，并与硬度呈负相关。细胞壁单糖组成分析显示，阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖的变化占主导地位，而木糖和鼠李糖的持续低水平表明软化主要由果胶溶解驱动，而非半乳甘露聚糖降解。
负责果胶溶解的酶级联反应遵循明确的顺序逻辑。果胶甲酯酶（PME，EC 3.1.1.11）首先作用，去酯化同型半乳糖醛酸聚糖结构域以生成游离的羧酸基团，并产生后续解聚所需的离子结合位点。PME活性通常在贮藏早期达到峰值，之后多聚半乳糖醛酸酶（PG，EC 3.2.1.15）和纤维素酶（Cx，内切-β-1,4-葡聚糖酶）活性逐渐积累，共同水解去酯化的果胶网络和纤维素微纤丝（图4B，4C）。在分子水平上，扩张蛋白通过破坏纤维素微纤丝和半纤维素多糖之间的非共价氢键来促进细胞壁松弛。*AcEXP1*的表达紧密追踪软化时间过程，而*AcEXP2*和*AcEXP3*在低温贮藏下表现出不同的调控动力学。转录组分析证实，采后差异表达基因（DEGs）中富集最多的京都基因与基因组百科全书（KEGG）途径包括淀粉和蔗糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢以及糖酵解，表明细胞壁重塑与碳水化合物分解代谢在能量上耦合，并与程序-能力耦合框架一致。在蒙大拿番荔枝（*A. montana*）中的证据进一步支持了这种代谢相互依赖性，表明葡萄糖（淀粉分解的主要产物）同时驱动硬度下降并启动挥发性醇的生物合成。
淀粉约占果肉鲜重的4%，在采后4天内几乎完全水解。由此导致的总可溶性固形物（TSS）升高在25°C下4-5天内可达20.7 °Brix。蔗糖在呼吸峰之后先增加后减少，而葡萄糖和果糖持续增加，表明由蔗糖酶进行的蔗糖水解速度快于其呼吸消耗。与大多数呼吸跃变型水果不同，番荔枝在采收后可滴定酸度（TTA）增加且pH降低。TTA在达到食用成熟阶段时可增加多达三倍，柠檬酸和苹果酸达到峰值浓度的时间与软化峰值一致。渗透物的积累降低了细胞水势，可能驱动被动水分流入果肉，并与细胞壁水解协同作用产生成熟果实特征性的融化质地。
**3.3. 果皮褐变与色素代谢**
番荔枝果皮从浅绿色到黄绿色的渐进颜色变化标志着接近成熟，这是由成熟开始时叶绿素降解为脱镁叶绿素所驱动的。叠加在这种发育颜色转变之上的是由PPO和POD联合活性引起的具商业破坏性的鳞片和果肉酶促褐变（图5A）。
PPO具有三种与褐变相关的催化活性，即单酚酶活性（单酚羟基化为邻二酚）、二酚酶活性（邻二酚氧化为邻醌）和漆酶活性。邻醌自发聚合形成褐色黑色素。在番荔枝中，PPO最佳活性发生在32°C和pH 7.5，在成熟果实在pH 7.0附近有第二个最适条件。尽管由单拷贝基因编码，PPO活性与基因转录水平并不直接相关，因为内源性二酚底物和固有的蛋白质抑制剂的翻译后调节独立于表达调控酶活性。PPO活性产生的醌也提高了H₂O₂浓度，H₂O₂作为POD介导的二次褐变的底物，建立了一个自放大的氧化级联反应。
这种酶促序列与细胞区室化的丧失密切相关。由呼吸代谢产生的活性氧（ROS）驱动的膜脂过氧化作用损害了液泡膜和质膜，使得液泡中的酚类物质与细胞质和质体中的PPO及POD接触。过度蒸腾通过增加角质层张力、产生促进O₂进入的微裂纹加剧了区室化丧失。因此，受控氧化代谢与失控褐变之间的阈值取决于ROS产生与内源性抗氧化系统（包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和抗坏血酸-谷胱甘肽循环）清除能力之间的平衡。非酶促美拉德褐变在衰老后期当还原糖浓度高时也有贡献，但PPO-POD酶促级联反应是早期果皮视觉品质损失的主要和速率控制的贡献因素。
**3.4. 营养动态与生理性裂果**
采后品质转变涉及超越细胞壁重塑的快速初级代谢变化。最明显的感官变化是糖酸比的逐渐增加，由可溶性糖的积累和有机酸通过呼吸作用的部分消耗所驱动。挥发性香气谱从呼吸跃变前期以绿色、醛类为主的特性转变为成熟时以酯类和单萜为特征的复杂果香。最佳品质窗口很窄：抗坏血酸在贮藏期间以受温度、相对湿度和氧化应激强度强烈影响的速率下降，其消耗同时侵蚀了营养价值并削弱了抑制褐变的抗氧化能力。这些代谢动态强调了采后管理条件在决定感官和营养品质结果方面的重要性。
**3.5. 生理性裂果：生物力学机制与激素调控**
生理性裂果是番荔枝一种具有商业重要性的采后失调，通常与呼吸跃变峰同时发生（图5B）。在此关头，淀粉快速转化为可溶性糖导致果肉细胞内渗透势显著降低，产生驱动水分从果皮和花托向果肉渗透性流入的水势梯度。由此产生的果肉膨胀产生超过果皮抗张强度的静水压力，导致结构失效，通常始于果梗端并向基部蔓延。具有较高初始TSS的早熟果实不成比例地容易开裂。
对开裂的解剖学抗性与果皮角质层厚度、细胞堆积密度和降低的气孔密度呈正相关。在分子水平上，驱动果肉软化的相同酶促机制也削弱了果皮的结构完整性。PG、Cx、PME和β-半乳糖苷酶（β-GAL）共同加速原果胶向可溶性果胶的转化，减少细胞间粘附和果皮伸展性。对开裂易感和开裂抗性凤梨释迦（*A. cherimola* × *A. squamosa*）的比较转录组分析鉴定出17,860个DEGs，这些基因主要与激素信号通路相关，其中细胞壁降解酶基因在易感基因型中系统性上调，证实了细胞壁代谢的基因型变异是开裂易感性表型差异的基础。
裂果的激素调控是多层次的。乙烯通过激活细胞壁降解酶表达和转录因子EIN3样（在开裂易感基因型中高表达）作为正调节因子。脱落酸（ABA）信号通路也被牵涉其中，ABA受体基因*PYL4*和*PYR1-LIKE*的差异表达为其证据。矿物质营养起着对比性的稳定作用。钙通过离子键交联去酯化的果胶链形成果胶酸钙，称为“蛋盒”结构模型，从而增加细胞壁刚性和弹性，硼也通过硼酸-二醇酯交联稳定果胶。升高的钾和镁可能通过增加细胞渗透压促进膨胀驱动的开裂。因此，外源钙处理通过直接结构强化果皮细胞壁来解决开裂问题，补充了乙烯抑制策略。

**4. 分子机制与基于组学的见解**
多组学技术已开始将上述生理观察转化为可定义的调控基因网络。然而，番荔枝的基因组和蛋白质组资源仍然有限：NCBI数据库目前仅包含224条番荔枝核苷酸序列和302条蛋白质序列，显著少于南美番荔枝（257条核苷酸，346条蛋白质）和刺果番荔枝（*A. muricata*）（85条核苷酸，390条蛋白质）的可用序列（图6）。这种数据稀缺性要求在物种间外推时保持谨慎，并突出了番荔枝急需专门的基因组组装和注释工作。以下各节综合了每个组学层面关于衰老相关调控机制的具体揭示，并明确联系到生理过程。
**4.1. 基因组学**
基因组学侧重于基因组的结构、功能和进化，提供了必须在其上解释转录组、蛋白质组和代谢组数据的序列支架。通过下一代测序（NGS），番荔枝属物种的染色体数目和基因组大小已逐步阐明。早期C值估计将刺果番荔枝的基因组定位在665-1320 Mbp之间，染色体数为14-28条，随后的细胞遗传学分析确定刺果番荔枝是二倍体，有14条染色体，将番荔枝属的基本染色体数设定为n=7。该属存在核型多样性：滑叶番荔枝（*A. glabra*）携带28条染色体（四倍体），而*A. neosalicifolia*是六倍体（2n=42）。使用23个番荔枝科物种的叶绿体基因组和核糖体DNA进行的系统发育基因组学分析显示，相对于暗罗亚科（Malmeoideae），番荔枝亚科（Annonoideae）在保守的叶绿体基因组区域表现出更长的分支长度和更高的GC含量，这归因于较不严格的纯化选择。
简单重复序列（SSR）和随机扩增多态性DNA（RAPD）分子标记已被应用于阐明该属的遗传多样性、分类学和生物地理起源。Larranaga等人通过基于来自六个国家的1,765份种质资源的SSR分析，将南美番荔枝的起源追溯到中美洲。RAPD标记研究同样解析了刺果番荔枝的种内遗传结构，并揭示了五个番荔枝属物种间的显著分歧。
番荔枝科内的第一个染色体水平基因组组装由Tang等人为蒙大拿番荔枝完成，他们确认了14条染色体，并鉴定了一个在蒙大拿番荔枝和鹅掌楸（*Liriodendron chinense*）共同祖先中发生的全基因组复制事件，发生在木兰目和樟目谱系分化之后。至关重要的是，这个组装能够鉴定直接关系到番荔枝采后呼吸跃变时间和幅度的、控制花发育和果实成熟过程的MADS-BOX基因家族。番荔枝本身缺乏可比的参考基因组，这仍然是该物种机制基因组学研究中最显著的瓶颈，完成这样一项资源应被视为该领域的高度优先目标。
**4.2. 转录组学**
转录组学是番荔枝研究中应用最广泛的组学平台，并为采后衰老机制提供了最直接的见解（图6B）。mRNA水平根据组织类型、发育阶段和环境条件而有显著变化，使得通过比较和共表达分析，基因表达谱分析能够识别代谢过程中的关键调控节点。
**4.2.1. qRT-PCR归一化的内参基因选择**
通过qRT-PCR准确定量基因表达需要在实验条件下经验证的稳定内参基因。Berumen-Varela等人在刺果番荔枝中证明，在25°C下，UBCc（泛素结合酶c）跨发育阶段维持稳定表达，而EF1α（延伸因子1-α）在15°C下是最稳定的内参基因，这一发现特别适用于涉及低温贮藏的采后研究。这项工作为未来采后研究中的定量基因表达分析提供了必要的技术基础。
**4.2.2. 番荔枝采前阶段的比较转录组分析**
番荔枝属的第一个转录组数据集由Matasci等人生成，他们组装了92,924条刺果番荔枝转录本（总长51.12 Mbp，平均长度498.6 bp，N50=1,558 bp），未进行功能注释。后续研究逐渐将基因表达与特定发育过程联系起来。Liu等人从番荔枝花序分生组织和三个开花阶段组装了71,948个unigenes，KEGG富集分析将DEGs与植物激素信号转导和昼夜节律途径联系起来，并通过qRT-PCR验证了畸形花中激素相关基因的下调，同时由内源激素水平的降低所证实。Gupta等人表征了密籽和稀籽番荔枝品种的转录组，鉴定出与生物碱、萜类、甾体和苯丙烷途径相关的DEGs，还鉴定了2,629-3,445个SSR基序作为多样性评估的分子标记。
Ren等人使用PacBio Iso-Seq全长转录组学，跨五个发育阶段鉴定了1,838个转录因子和1,768个长链非编码RNA。数据显示，编码蔗糖磷酸合酶（蔗糖生物合成）和异淀粉酶/淀粉酶（淀粉降解）的基因与糖积累同时上调，而编码糖转运蛋白和代谢酶的基因在成熟过程中主要下调。糖生产与转运能力之间的这种时间解离为高糖品种的育种策略提供了信息。
**4.2.3. 番荔枝采后阶段的比较转录组分析**
Wang等人进行了番荔枝的首次采后RNA-seq研究，生成了>40 Gb的测序数据，并相对于采收时间点，在采后早期、晚期和整个阶段分别鉴定出3,168、2,897和1,506个DEGs。KEGG通路分析显示在淀粉和蔗糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢以及糖酵解中富集，这与程序-能力耦合框架预测的细胞壁重塑的能量需求一致。这些数据提供了首个转录组规模的证据，证明碳水化合物分解代谢和细胞壁多糖解聚在该物种采后软化过程中在转录水平上被共同调控。
为了解决果皮开裂问题，Li等人对具有对比性开裂表型的两个凤梨释迦基因型进行了测序，鉴定出17,860个主要位于激素信号通路中的DEGs，细胞壁降解酶基因在易开裂基因型中系统性上调，从机制上解释了果皮伸展性的降低。在蒙大拿番荔枝中，Tang等人对小、中、大果实发育阶段的比较分析鉴定出6,537个DEGs，与糖合成和转运相关的基因表达在发育早期最强，淀粉分解产生的葡萄糖被确定为硬度下降和挥发性醇产生的关键驱动因素。
纵观这些研究，可以辨别出一个清晰的方法学演变：早期的转录组工作侧重于编目基因多样性（组装和注释），而后来的研究采用了面向问题的比较设计，针对特定的品质决定过程。一个持续的差距是缺乏处理条件下（1-MCP、MAP、钙）的采后转录组数据，这将使得能够直接对保鲜效果进行分子解释。此外，空间和单细胞转录组学，它们将能够解析衰老过程中细胞类型特异性和组织层特异性的基因表达动态，尚未应用于任何番荔枝属物种，使得成熟期基因表达的果肉内部异质性特征未能得到表征。
**4.3. 蛋白质组学**
蛋白质是直接决定生理表型的功能分子。蛋白质组学已成功应用于多种水果作物的比较发育研究、采收时机优化和采后病原体鉴定。主要分析平台是高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS），随后进行基因本体（GO）富集分析和KEGG通路映射（图6C）。然而，由于更大的结构复杂性、更宽的动态浓度范围以及独立于丰度而影响蛋白质活性的翻译后修饰，蛋白质组学在技术上比转录组学要求高得多。
对于番荔枝属物种，蛋白质组学数据极为稀少。Liu等人分析了番荔枝花发育四个阶段中的36个差异积累蛋白，鉴定出参与呼吸和能量代谢（11种蛋白）、蛋白质合成与周转（8种蛋白）、次生代谢物生物合成（8种蛋白）、细胞分化和增殖（3种蛋白）、转录和翻译（3种蛋白）以及一种功能未知的蛋白。能量代谢、次级代谢和蛋白质合成被确定为调控花个体发育的关键生物学过程。尽管有这一贡献，番荔枝果实组织的采后蛋白质组学数据仍然完全缺失。关键衰老相关蛋白（包括PPO、POD、PME、PG、ACO和抗氧化酶）的翻译后修饰、相互作用伙伴和周转动态在该物种中是未知的。随着生化技术越来越支持准确的高通量蛋白质定量，番荔枝属物种的采后蛋白质组学很可能成为一个富有成效的研究前沿。此类研究还将促进对与水果饮食和潜在治疗应用相关的营养蛋白质质量的理解。
**4.4. 代谢组学**
代谢组学集中于细胞内低分子量（< 1500 Da）化合物的鉴定和定量。代谢物是采后衰老过程中风味、颜色、质地和营养价值的最直接决定因素，使得代谢组学直接为品质管理提供信息。分析平台包括毛细管电泳（CE）、气相色谱（GC）和液相色谱（LC），与核磁共振（NMR）或质谱（MS）联用（图6D）。
在番荔枝属叶片提取物表征中，Cárdenas等人通过UHPLC-HRMS在刺果番荔枝的水提物和DMSO叶提物中分别鉴定出16种和13种成分，两种提取物均显示出抑制内皮细胞小管形成的潜力，表明具有抗血管生成活性。Díaz-de-Cerio等人通过比较LC-MS和NMR表征南美番荔枝叶提取物，证明了NMR鉴定出11种初级代谢物，LC从乙醇提取物中鉴定出54种次级代谢物。Pe?a等人进一步通过LC-MS/MS代谢组学区分了跨己烷、乙酸乙酯和甲醇刺果番荔枝叶提取物中不同的代谢物类别分布，苯丙烷和多酮在非极性提取物中占主导地位，而类脂分子在甲醇提取物中占主导地位。
在细胞水平上，Daddiouaissa等人使用GC-TOFMS表征了HT29结肠癌细胞对离子液体-刺果番荔枝果肉提取物处理的代谢组学响应，鉴定出氨基酸代谢、有氧糖酵解、尿素循环和酮体代谢中的扰动。关于种子：存在于番荔枝种子中的番荔枝内酯已在细胞培养和动物模型研究中被研究其潜在的细胞毒活性。Miao等人表征了受试者服用种子提取物后的尿液代谢组学响应，鉴定出尿素循环途径、呼吸链和酪氨酸代谢中的扰动。值得注意的是，目前治疗应用的证据仅基于临床前研究，外推至临床治疗主张需要可靠的临床试验数据。

**5. 保鲜技术**
番荔枝采后生理代谢旺盛，呼吸速率和乙烯释放量高，使其极易感染病原菌，导致货架期极短，从而阻碍了其在国际市场的流通。为减少损失和品质劣变，对采收和贮藏技术提出了高标准要求。当前的保鲜策略可分为三个机制上不同的类别。物理处理调节热力学和气态环境以抑制代谢能力，化学处理针对特定的分子信号通路或结构成分，生物处理在递送生物活性剂的同时形成保护性表面屏障（图7）。对每种策略的批判性分析不仅要考虑效果，还要考虑实际权衡、局限性以及与程序-能力耦合框架的兼容性（图8）。表1提供了主要策略的比较概览。
**5.1. 物理处理**
**5.1.1. 低温与冷链管理**
在常温下，番荔枝的贮藏寿命仅限于约2-3天。因此，低温贮藏仍然是延长货架期最广泛应用的方法。然而，贮藏温度、成熟速率和品质保持之间的关系是非线性的且依赖于品种，使得简单的降温是一种不精确的策略。Batten报告称，在16-28°C范围内，成熟速率随温度升高而增加，但保持了较高的内在果实品质，尽管在持续冷却过程中风味发育受到抑制。Zhang等人观察到，在15°C下贮藏的果实积累的还原糖仅为25°C下贮藏果实的二分之一，证实了最佳风味发育所需的代谢途径受到热约束。跨品种的证据表明，13-16°C在呼吸抑制和感官品质保持之间提供了最有利的平衡。
必须在实验上研究的次优温度9°C与商业相关的冷害阈值10-12°C之间划出关键区别。报告在9°C下出现呼吸峰的研究是作为受控研究实验进行的，旨在以时间延长的方式分期和分析成熟事件。该温度并非商业推荐，并且在实践中持续接近或超过冷害阈值。储存温度低于约10-12°C会显著增加凹陷、果皮褐变以及维管束和果肉褐变的发生率，这些都是膜破裂和代谢失败的迹象。Montero等人证明，6°C下的缺氧条件完全阻止了成熟相关多肽的合成，使果实失去可食用价值。Jiménez-Zurita等人通过采用分阶段变温处理方案解决了这一限制，其中果实从15°C的储存环境转移到22°C并储存四天，这种方法延长了果实的货架期而没有不利地影响其品质。预处理方法可能通过再充电细胞能量储备和抗氧化库起作用，这与建立的冷害耐受性、维持的细胞内ATP水平和在热胁迫下受限的细胞外ATP信号传导之间的关系一致。
有效冷链的实践要求是采后迅速移除田间热，在13-16°C窗口内维持恒定温度，以及高相对湿度（90-95%）以限制蒸腾失水，从而保持硬度和外观。低温贮藏的一个根本局限性是它对香气生物合成的不可逆抑制。参与酯类生物合成的酶在约15°C以下被灭活，产生即使在回到常温后仍具有完整质地但风味受损的果实。
**5.1.2. 气调与可控气氛贮藏**
气氛调控通过共同抑制呼吸、乙烯生物合成和质地软化来补充温度控制。合适的可控气氛（CA）处理可以有效减轻冷害、降低失重、降低呼吸强度并维持总酸和糖。近3% O₂结合9°C下的中等CO₂已被证明可降低番荔枝属果实的呼吸和乙烯形成。然而，对风味的影响是微妙的：Alique和Oliveira观察到，9°C下的3% O₂在15天内抑制了软化并维持了可溶性糖含量，但导致有机酸显著减少，对糖酸比和风味品质产生负面影响。
可以通过战略性使用CO₂来提高产品的抗逆性。高浓度CO₂的短暂处理可通过促进葡聚糖酶和几丁质酶活性来提高冷害耐受性。含有20% CO₂的气氛可促进多胺和木质素含量，保留核酮糖二磷酸羧化酶以防止果皮褐变，保持叶绿素含量，并抑制自催化乙烯产生以延缓衰老。然而，暴露时间和浓度必须严格控制。Del Cura等人报告称，在20 kPa CO₂下储存9天的果实产生了苦味，失去了商业价值。高CO₂环境（例如，20% O₂ + 20% CO₂，20°C）会触发厌氧代谢，升高丙酮酸脱羧酶活性并导致乙醇和乙醛积累，从而损害风味。包装解决方案现在能够通过将聚合物薄膜渗透性和微孔几何结构与商品的呼吸速率相结合，实现对气氛窗口的动态控制。Zhang等人通过多组学分析证明，微孔气调包装（MAP）通过协调的分子机制将凤梨释迦的货架期延长了12天，这些机制包括增加抗坏血酸代谢、提高SOD、CAT和APX活性、减少细胞壁降解，以及通过苯丙烷途径减弱POD介导的褐变。包装内使用吸附剂和催化剂进行选择性乙烯去除，为顶空提供了额外稳定并延迟了自催化成熟启动。当这些基于气氛的方法与适度冷却相结合时，氧化应激和细胞壁解聚的累积减弱效果大大超过任何单一策略单独实现的效果，保留了消费者接受度所必需的风味和质地属性。
**5.1.3. 热处理与超声波处理**
热处理仍然是微生物净化和酶失活的主要传统方法。热蒸汽处理通过减少表面微生物负荷和灭活褐变酶来延长番荔枝的货架期。微波处理具有高的组织穿透率和快速加热能力，可能减少长时间热暴露对感官品质和营养素的不利影响。然而，严格的参数控制至关重要：超过阈值微波强度的暴露会导致热损伤和果实褐变。
超声波处理（20-100 kHz）通过在比热等效处理温度低得多、时间短得多的条件下产生