近日,廣西大學農學院李昌霞老師課題組在Postharvest Biology and Technology期刊上發表題為“Revealing the significance of melatonin in postharvest quality of tomato fruit, especially in sugar metabolism and transport”的研究成果。廣西大學為該論文第一完成單位,李昌霞助理教授為通訊作者,劉蕓志為第一作者(現于中國農業大學攻讀博士學位),馮藝萍為第二作者(現于湖南大學攻讀碩士學位)。
該研究選取‘Ailsa Craig’(AC)、‘Fen Beibei’(FBB)和‘Provence’(PV)三個番茄品種,分別采用0、50、100、200及500 μM濃度的褪黑素進行采后處理。通過對果實色澤、質地、糖酸含量等多項指標的動態監測與綜合分析發現,100 μM褪黑素處理對提升綜合品質效果最為顯著。該濃度處理能有效促進果實轉紅,提高糖酸比,并加速果實軟化進程。
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不同濃度的褪黑素促進了采后AC、FBB和PV番茄果實的著色。
在機制層面,研究發現褪黑素通過顯著上調SlTIV1、SlLIN5、SlAMY2、SlBAM3等基因的表達,促進蔗糖分解與淀粉降解;同時下調SlFRK2、SlCIF1等基因的表達,抑制糖分的分解消耗,從而共同驅動果實中葡萄糖、果糖和蔗糖的積累。此外,褪黑素還通過調控SlAREB1、SlARF10、SlbZIP1、SlCDPK27及SlHY5等一系列轉錄因子的表達,間接影響下游糖代謝與運輸相關基因的網絡。
此外,灰色關聯分析揭示,在眾多品質指標中,可溶性果膠、總可溶性糖(TSS)、可溶性固形物(SSC)、葡萄糖、糖酸比等與糖代謝密切相關的指標,與果實綜合品質評價指數的關聯度最高。這表明糖代謝途徑是褪黑素提升番茄采后品質的核心調控靶點。
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褪黑素參與番茄果實采后糖代謝與轉運的調控
該研究不僅明確了褪黑素改善番茄采后品質的最適濃度(100 μM),揭示了其作用效果存在品種差異性(PV>AC>FBB),更從基因表達層面系統闡釋了其通過精細調控糖代謝與運輸網絡來提升果實內在品質的分子藍圖。
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