《Postharvest Biology and Technology》：Unveiling the mechanism of blue light treatment in regulating umami quality of Lentinula edodes during spore discharge
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王亚飞|李云婷|侯振山|乔一桐|任宏丽|刘一飞|潘松|辛光沈阳农业大学食品科学学院，中国辽宁省沈阳市110866摘要研究发现，在Lentinula edodes的孢子释放过程中，蓝光（BL）处理能够维持较高的鲜味物质和能量水平。本研究通过监测与能量和鲜味代谢相关的关键酶的活性以及
王亚飞|李云婷|侯振山|乔一桐|任宏丽|刘一飞|潘松|辛光
沈阳农业大学食品科学学院，中国辽宁省沈阳市110866
摘要
研究发现，在Lentinula edodes的孢子释放过程中，蓝光（BL）处理能够维持较高的鲜味物质和能量水平。本研究通过监测与能量和鲜味代谢相关的关键酶的活性以及基因的表达，以及光受体的表达，来阐明其背后的调控机制。结果表明，BL处理能够保持高水平的甘露醇代谢相关物质。在孢子释放的最终阶段，甘露醇、果糖和可溶性糖的含量分别比对照组增加了11.1%、12.0%和71.2%，这有助于维持较低的孢子释放强度。此外，酶的激活和鲜味及能量代谢途径中基因的差异性转录有助于维持细胞的能量平衡和鲜味水平。在蓝光下，LePHY1、LePHRB和LePHY2的表达水平相对于对照组分别变化了1.22至2.48倍、1.13至2.93倍和1.14至1.49倍。进一步的相关性和偏最小二乘判别分析表明，BL处理可能通过光受体介导的信号传导激活能量代谢途径，从而诱导鲜味相关基因的表达，最终保持较高的鲜味物质含量。本研究为蘑菇采后风味质量的精确调控提供了理论支持。
引言
Lentinula edodes是一种全球广泛食用的蘑菇，产量高且消费广泛，因其独特的风味、丰富的营养成分和生物活性而受到重视（Hou等人，2025年）。孢子释放是L. edodes衰老开始的典型特征。这一过程严重依赖于ATP的水解来提供大量能量，这显著增加了细胞的能量消耗，并导致采后品质下降。鲜味的丧失是最主要的问题之一（Li等人，2021a；Wang等人，2025a；Xia等人，2024年）。因此，开发有效的采后技术以保持鲜味质量至关重要。
光照处理在调节水果和蔬菜的风味质量中起着关键作用，其主要调控机制涉及光受体的响应（Li等人，2021a；Wang等人，2024年；Wang等人，2025b）。主要的光受体包括白领（WC）、视紫红质、隐花色素和光敏色素（Phy）（Li等人，2023a；Sano等人，2007年），它们对不同的单色光有响应。光照会诱导与光受体蛋白相关的色素发生变化，从而触发这些蛋白的一系列构象和活性改变（Wang等人，2025b；Yu和Fischer，2019年）。因此，光受体可以作为关键的信号转导器和调节因子来调控下游基因（Li等人，2023a）。这已在蔗糖积累（Guan等人，2024年）、番茄红素合成（Li等人，2021a）、乙烯合成（Liu等人，2023年）和褪黑素增加（Zhang等人，2023c）的调控中得到验证。
蓝光（BL）是蘑菇重要的光调控信号之一。在多种蘑菇物种中已经鉴定出了许多BL光受体，包括Coprinopsis cinerea（Kamada等人，2010年）、Lyophyllum decastes（Chen等人，2024a）、Sparassis latifolia（Yang等人，2017年）、Ganoderma lucidum（Xu等人，2017年）、Flammulina filififormis（Li等人，2023a）和Pleurotus ostreatus（Qi等人，2020年），这些受体在诱导子实体发育中起着重要作用（Sakamoto，2018年；Sano等人，2007年）。白领是一类BL受体，属于黄素结合蛋白，其特征是一个光-氧-电压感应域和两个per-arnt-sim域（Sano等人，2007年；Yu和Fischer，2019年）。在BL照射下，黄素腺嘌呤二核苷酸部分与受体中的半胱氨酸残基形成共价键，使其能够在细胞核内发挥调控作用（Yu和Fischer，2019年）。在L. edodes中，PHRA和PHRB及其复合物PHRA/PHRB已被确定为关键的BL光受体（Sakamoto，2018年；Sakamoto等人，2009年）。先前的研究表明，PHRB可以结合酪氨酸酶基因启动子区域内的特定位点（Sano等人，2007年）。此外，Li等人（2023a）和Chen等人（2024b）证实FfWCC（Flammulina filiformis中的WC复合物）和FfPhy（Flammulina filiformis中的光敏色素同源物）可以调节基因转录。总体而言，这些发现表明L. edodes中的BL光受体能够调节各种生理过程中的下游关键基因的表达。
鲜味核苷酸和鲜味氨基酸是蘑菇鲜味的主要贡献者。越来越多的研究集中在它们的生物合成途径上，特别是嘌呤代谢和谷氨酸代谢（Sun等人，2020年；Xia等人，2023年）。一系列酶及其相应的基因，如谷氨酸脱氢酶（GDH）、谷氨酸脱羧酶（GAD）和腺苷单磷酸（AMP）脱氨酶，共同参与了鲜味化合物的合成和代谢（Chew等人，2017年；Ferraro等人，2015年；Li等人，2021b；Wang等人，2025c）。腺苷三磷酸（ATP）供应不足是蘑菇采后冷害、褐变、黄化和腐烂的主要原因之一（Aghdam等人，2018年；Li等人，2021a）。重要的是，能量水平降低（即ATP含量减少）已被证明会导致鲜味丧失，其中关键基因LecpdP1和LeAK起着关键作用（Xia等人，2023年）。我们之前的研究表明，BL处理可以在采后的蘑菇中维持相对较高的鲜味和能量水平（Wang等人，2025a）。然而，其背后的调控机制仍不甚清楚。具体来说，目前尚不清楚L. edodes中的WC和Phy光受体在孢子释放阶段是否对BL有响应，以及它们如何与采后蘑菇中的鲜味和能量代谢相关基因相互作用。
因此，本研究旨在阐明BL处理对L. edodes鲜味质量影响的调控机制。具体来说，我们研究了与孢子释放密切相关的甘露醇和其他碳水化合物的变化，与能量代谢和鲜味质量相关的酶活性和基因表达的变化，以及光受体对蓝光的响应。这项工作为进一步构建BL调节L. edodes鲜味质量的调控网络奠定了坚实的理论基础。
节片段
蘑菇材料
新鲜的L. edodes子实体从沈阳的仁和食用菌技术有限公司获得。这些蘑菇具有完整的菌盖、均匀的大小且无物理损伤，在采后2小时内被运输到沈阳农业大学实验室。然后，将蘑菇分为两组：一组为对照组（CT），在无光照的黑暗环境中储存；另一组为处理组，暴露于蓝光下。BL处理方案如下
图1显示了BL对孢子释放过程中蘑菇品质和糖代谢的影响。处理组蘑菇的整体外观品质优于对照组。可溶性糖含量在T1时显著增加（P
讨论
鲜味是L. edodes的独特风味特征。我们之前的研究表明，BL处理可以在L. edodes的孢子释放过程中调节能量代谢和鲜味物质代谢（Wang等人，2025a）。为了进一步阐明其背后的机制，本研究调查了BL照射对与孢子释放相关的代谢物的影响，与能量代谢和鲜味代谢相关的酶的活性，以及相关基因家族的表达
结论
本研究揭示了BL处理调节L. edodes鲜味水平的潜在机制。值得注意的是，在孢子释放过程中观察到较高的甘露醇、果糖和可溶性糖含量，这在很大程度上决定了较低的孢子释放强度。与未处理组相比，能量代谢相关酶的活性及其相应基因的表达水平显著更高，尤其是在孢子释放的最后阶段，从而提供了
王亚飞：撰写——审稿与编辑，撰写——原始草稿，方法学，形式分析，概念化。侯振山：形式分析。李云婷：数据管理。任宏丽：概念化。乔一桐：可视化。潘松：数据管理。刘一飞：形式分析。辛光：资金获取，概念化。
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
本工作得到了国家自然科学基金 [资助编号 NO. 32472419]、辽宁振兴人才计划 [项目编号 XLYC2213020]和辽宁省沈阳农业大学高端人才引进基金 [项目编号 SYAU20160003]的支持。
