《Food Chemistry》：Multi-omics reconstruction of ozone-activated defense cascades in postharvest pears
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•臭氧处理显著降低了梨果的腐烂指数，并在采后贮藏期间维持了果实品质。•臭氧处理通过抑制与腐烂相关的微生物属在梨果中的增殖，维持了果实微生物群落的组成稳定性。•臭氧处理诱导核心抗菌代谢物的积累，直接抑制采后病原菌。•MAPK信号通路作为中心调控枢纽，协同调控包括类黄酮生物合成在
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臭氧处理显著降低了梨果的腐烂指数，并在采后贮藏期间维持了果实品质。
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臭氧处理通过抑制与腐烂相关的微生物属在梨果中的增殖，维持了果实微生物群落的组成稳定性。
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臭氧处理诱导核心抗菌代谢物的积累，直接抑制采后病原菌。
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MAPK信号通路作为中心调控枢纽，协同调控包括类黄酮生物合成在内的多条防御通路，通过整合转录组和代谢组学分析揭示其与抗菌代谢物积累的关联。
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阐明了臭氧保鲜在采后梨果中潜在的防御机制。
引言
果蔬采后损失是全球农业面临的重要挑战，其中由微生物引起的腐烂占年产量损失的40%以上（Karoney等，2024；Li、Liao等，2025）。'Doyenne du Comice'（communis L.）梨是一种广泛栽培的优良欧洲梨品种，以其色泽鲜亮、香气浓郁和多汁的口感而闻名，在消费市场中具有重要的商业价值（Sun等，2023）。然而，该品种在成熟后极易受到病原菌感染，加速品质劣化并显著缩短货架期（Zhang、Gao等，2021）。梨果在贮藏期间尤其容易受到dothidea、alternata和expansum等病原菌的侵染（Ji等，2024；Yong等，2025；You等，2023）。这些病原菌会导致组织软化腐烂，同时产生交替霉素和展青霉素等霉菌毒素，构成严重的食品安全风险（Liu等，2025；Wang等，2025）。目前采后梨果的保鲜策略主要依赖于物理和化学干预措施，如低温贮藏和化学合成杀菌剂（Hong等，2024；Sugar和Basile，2011；Sun等，2022）。然而，长期低温贮藏由于能耗和基础设施要求而带来较高的运营成本。化学药剂的使用不可避免地会造成环境污染、残留毒性以及病原菌抗性的产生。鉴于这些挑战，开发绿色、高效且环境可持续的替代方案已成为采后管理中防治病原菌感染和延长货架期的迫切需求。
臭氧（O?）是一种天然存在的三原子氧分子，在采后处理中通过电晕放电原位生成。其强氧化能力和迅速分解为氧气的特性使其成为合成杀菌剂的环保替代品（Papoutsis和Edelenbos，2021）。臭氧于2001年正式获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准为公认安全（GRAS）物质，这一监管里程碑极大地推动了其在果蔬采后保鲜中的广泛应用（Cárdenas等，2011）。臭氧的效力源于其三效机制。其直接灭菌机制涉及对病原菌细胞组分的氧化作用。研究表明，臭氧处理下调了参与麦角甾醇生物合成通路的TRERG6和TRERG27基因的表达，破坏了真菌膜完整性，有效抑制了'阳光玫瑰'和'红地球'葡萄中由rugulosus引起的蓝霉病（Li、Xi等，2025）。在生理调控方面，臭氧抑制乙烯的生物合成，延迟成熟过程。例如，采用0.5 μL/L臭氧对猕猴桃进行采后处理，通过抑制ACC合酶（ACS）和ACC氧化酶（ACO）——乙烯产生的关键限速酶——的活性，从而维持品质并延长货架期（Shezi等，2020）。重要的是，臭氧能够启动宿主防御系统。臭氧处理通过提高植物防御相关酶的活性，有效控制了采收后菠萝蜜的腐烂病，这些酶包括苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、几丁质酶（CHI）和β-1,3-葡聚糖酶（GLU）（Kartika等，2025）。
臭氧对采后梨果的保鲜具有显著效果。100 mg/L臭氧熏蒸60分钟可有效抑制病原菌生长并延长梨果货架期（Zhang等，2024）。6.42 mg/m3浓度的臭氧处理通过提高抗氧化酶活性增强了抗氧化能力，维持了'秋水'梨的果实品质并减少了腐烂（Zhao等，2013）。臭氧处理通过提高抗氧化酶的活性，特别是超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性，延长了'库尔勒'香梨的货架期，这些酶共同清除活性氧（ROS）并减少膜脂过氧化。同时，臭氧处理延缓并削弱了呼吸峰值，维持了果实品质属性并减少了腐烂（Lin等，2024）。我们此前的研究表明，臭氧处理有效改变了'玉露香'梨的表面微生物群落结构，显著减少了货架期内的采后腐烂（Guan等，2025）。然而，臭氧介导的果实免疫调节的潜在分子机制仍知之甚少。具体而言，协调宿主防御反应和微生物群落重塑的分子网络亟待阐明。
为应对这些局限性，本研究采用整合多组学方法阐明臭氧介导的梨果采后贮藏期间抑制病害发展的分子机制。首先通过生理和品质评估确定了保鲜'Doyenne du Comice'梨的最佳臭氧浓度。随后通过微生物组分析鉴定了臭氧处理靶向的核心腐烂相关病原菌。代谢组学分析揭示了臭氧诱导产生的抗菌代谢物，而转录组学分析显示MAPK信号通路作为中心枢纽协调类黄酮生物合成和其他代谢通路。总体而言，我们构建了一个臭氧介导的抗菌网络，将微生物动态、防御代谢和转录重编程联系起来，为精准臭氧保鲜策略提供了新的见解。
章节摘要
梨果材料与处理
'Doyenne du Comice'（communis L.）梨果于2022年7月在果实成熟期从中国河北省神州市（38.143501°N, 115.557289°E）采收。果实于4小时内运至实验室。选择大小均匀、无肉眼可见缺陷的健康果实并分为四组。使用臭氧发生器分别以0（对照）、2.5、5和10 μL/L的浓度每日进行60分钟臭氧熏蒸处理
臭氧处理对采后梨果品质指标的影响
梨果分别用0、2.5、5或10 μL/L臭氧处理，然后在室温（25 ± 2 °C）下贮藏。在第0、5和10天评估腐烂指数和生理品质参数。与对照（0 μL/L臭氧）相比，5和10 μL/L臭氧熏蒸后观察到显著的腐烂抑制效果。相比之下，0和2.5 μL/L臭氧处理果实贮藏10天后腐烂指数分别达到33.33%和28.89%（图1A和B）。值得注意的是，5 μL/L
讨论
病原病害是果实采后损失的主要原因，造成重大经济损失（Godana等，2023）。臭氧被认为是减少采后病害和延长果实货架期的有效采后处理剂（Afsah-Hejri等，2020；Sitoe等，2025）。臭氧的强效杀菌效果已在采后保鲜中得到验证。先前的报道表明，2 mg/L臭氧的应用显著抑制了
结论
通过整合多组学分析，本研究系统阐明了臭氧处理增强采后梨果抗病性的分子机制。我们发现臭氧诱导三种核心抗菌代谢物（异喹啉、4-甲基酚和牡荆素）的积累，直接抑制多种关键致病过程，包括菌丝生长、毒力、孢子萌发、菌丝结构完整性和细胞膜完整性。此外
CRediT作者贡献声明
张立新：撰写——初稿、软件、调查、正式分析、数据整理。张阳：方法学、调查。管叶清：调查。高丛丛：调查。江海超：调查。谭思佳：撰写——审阅与编辑、软件。程有度：资源、方法学。管俊峰：撰写——审阅与编辑、资源、概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报道工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究由财政部、农业农村部现代农业产业（梨）技术体系项目（项目编号：CARS-28-23）以及河北省农业科学院科技创新人才建设项目（项目编号：C26R1305）资助。
张立新|张阳|管叶清|高丛丛|江海超|谭思佳|程有度|管俊峰
