莲是我国重要的水生经济作物,兼具文化、观赏、食用与药用等多重价值。然而,采后鲜莲子易出现外观品质和食用品质迅速衰退等问题,严重限制了商品货架期,影响了市场推广与销售。
本研究表明,采后贮藏期间莲子果皮快速发生褐化与衰老。在常温贮藏96小时后,鲜莲子硬度下降了69.1%,果皮亮度(L*值)从83.25降至59.67,相对含水量(RWC)从75.1%降至36.4%,半纤维素含量减少了20.5%。褐变指数从0升至0.99,多酚氧化酶(PPO)活性上升至原来的2.3倍,丙二醛(MDA)含量增加1.6倍。脱落酸(ABA)和乙烯前体1-氨基环丙烷羧酸(ACC)在整个储存期间表现出显著的动态变化。转录组分析鉴定到13282个差异表达基因,这些基因主要参与能量代谢、蜡质生物合成和植物激素信号转导等生物学过程,其中多个ABA和乙烯信号转导相关基因显著上调。加权基因共表达网络分析(WGCNA)识别出一个与果皮表型变化正相关的基因共表达模块,并在该模块中鉴定出两个多酚氧化酶编码基因NnPPO2和NnPPO3。在低温贮藏条件下,NnPPO2和NnPPO3的表达显著降低,PPO活性受到抑制,表明这两个基因在莲子低温保鲜中可能发挥关键作用。
该研究结果揭示了常温贮藏下鲜莲子果皮品质变化的分子机制,为进一步研究改善,延长鲜莲子货架期提供了理论基础。相关研究成果以“Physiological and molecular mechanisms underlying the deterioration of external quality in postharvest fresh lotus seed”为题,发表于中科院一区Top期刊《Postharvest Biology and Technology》。安徽师范大学生命科学学院陈林博士和中国科学院武汉植物园宋贺云博士(现就职于信阳师范大学生命科学学院)为论文第一作者,武汉植物园孙恒副研究员和安利(中国)植物研发中心研发工程师苏燕燕为该论文通讯作者,安徽师范大学为第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金(32400219),国家资助博士后研究人员计划(GZC20230025)和中国博士后科学基金(2024M750021)的资助。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2025.113896。

图1. 鲜莲子采后贮藏期间的生理和分子变化模式图