我所在冬瓜果實(shí)黑心病形成機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展
近日，我所蔬菜栽培與智慧農(nóng)業(yè)團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Postharvest Biology and Technology（中科院一區(qū)，IF=7.0）發(fā)表題為“Calcium deficiency leads to fruit blackheart formation by disrupting glycometabolism and phenylpropanoid metabolism in wax gourd”的研究論文。我所常靜靜博士、海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所廖道龍副研究員為論文共同第一作者，我所張白鴿研究員為論文通訊作者。
冬瓜是葫蘆科重要的蔬菜作物，耐貯藏運(yùn)輸是其典型品質(zhì)特征，在確保冬瓜長(zhǎng)期供應(yīng)、調(diào)節(jié)蔬菜市場(chǎng)盈缺上發(fā)揮關(guān)鍵作用。近年來(lái)，冬瓜果實(shí)黑心現(xiàn)象在海南、廣東等地頻繁發(fā)生，在貯運(yùn)過(guò)程中果實(shí)從內(nèi)部褐變，這是貯藏品質(zhì)降低的極端表現(xiàn)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。目前，黑心病已成為冬瓜種植行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。然而，冬瓜果實(shí)黑心病形成原因和發(fā)展過(guò)程尚不清楚，這極大制約了針對(duì)性栽培措施的研發(fā)和實(shí)施。
本研究將冬瓜果實(shí)黑心病的發(fā)病程度分成四個(gè)等級(jí)，深入探討了黑心病發(fā)生的時(shí)空過(guò)程。結(jié)果表明，冬瓜果實(shí)黑心病是由鈣缺乏引起的苯丙烷代謝和糖代謝失衡所致。在黑心果實(shí)中，苯丙烷代謝途徑中的次生代謝產(chǎn)物類(lèi)黃酮和酚酸大量積累，導(dǎo)致果實(shí)褐化，木質(zhì)素的積累導(dǎo)致果肉發(fā)生木質(zhì)化；糖代謝途徑的失衡致使果膠合成減少，從而加劇細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的破壞。這些由缺鈣引起的一系列代謝變化形成了惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致黑心癥狀持續(xù)加重。本研究首次系統(tǒng)分析了冬瓜黑心病的時(shí)空過(guò)程和形成機(jī)制，為研發(fā)克服黑心癥狀、提高冬瓜貯藏品質(zhì)的栽培策略奠定基礎(chǔ)。
本研究得到廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金（2023A1515030283, 2022A1515110170）、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專(zhuān)項(xiàng)資金—高水平農(nóng)業(yè)科學(xué)院建設(shè)（R2023PY-JG006, R2022YJ-YB3001, 2022KJ110）、國(guó)家自然科學(xué)基金（32002137）、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2023A04J0823）等項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2024.112851
