《Postharvest Biology and Technology》：Pulsed light treatment delays softening of harvested ‘Mopan’ persimmon by modulating ethylene biosynthesis and signaling pathways
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Jingjing Jin|Jinhua Zuo|Christopher B. Watkins|Yunxiang Wang|Chunmei Bai|Jiejie Tao|Lili Ma|Shiyu Liu|Lihong Wang|Yanyan Zheng中国农业农村部水果与蔬菜贮藏
Jingjing Jin|Jinhua Zuo|Christopher B. Watkins|Yunxiang Wang|Chunmei Bai|Jiejie Tao|Lili Ma|Shiyu Liu|Lihong Wang|Yanyan Zheng
中国农业农村部水果与蔬菜贮藏加工国家重点实验室、蔬菜采后加工国家重点实验室、蔬菜生物育种国家重点实验室、北京蔬菜研究中心、农产品加工与食品营养研究所，北京100097
摘要
柿子在收获后成熟迅速，且极易出现品质下降。本研究采用脉冲光（PL）这种新型非热物理保鲜技术，探讨其对‘Mopan’柿子贮藏期间品质的影响机制。果实接受4 J/cm2强度的脉冲光处理。脉冲光处理延缓了果肉软化，保持了较高的L*值和可溶性固形物含量，并增强了多种生物活性代谢物的积累。这些代谢物主要包括萜类化合物、多酚、黄酮类和氨基酸，表明其整体营养价值和抗氧化相关特性得到了提升。脉冲光抑制了参与乙烯生物合成（DkMTN、DkACO1、DkSAMS）和乙烯信号传导（DkETR2、DkEIN3）的基因表达，以及编码细胞壁降解酶（DkPG、DkPME45、DkEG）的基因表达。此外，脉冲光还上调了类胡萝卜素生物合成相关基因（DkPSY、DkPDS）以及与苯丙素途径（DkCCR、DkACT、DkC4H、Dk4CL）和抗氧化防御系统（DkSOD、DkAPX）相关的基因表达。综上所述，这些结果表明脉冲光处理通过协调调节乙烯生物合成与信号传导、细胞壁降解、类胡萝卜素代谢和抗性相关代谢途径，增强了柿子的采后抗氧化能力，延缓了果肉软化和颜色变化。这突显了脉冲光作为柿子绿色高效采后保鲜技术的潜力。
引言
柿子（Diospyros kaki L.）是一种属于柿树科的落叶果树，原产于中国北方，在东亚的热带和亚热带地区广泛种植（Hossain和Shahidi，2023）。目前中国是最大的柿子生产国，其次是西班牙和韩国（Jia等人，2024）。尽管‘Mopan’品种在中国北方广泛种植，但其采后品质极易下降，包括果肉快速软化、果皮颜色变深和风味丧失（Besada和Salvador，2018）。这些生理变化限制了其贮藏寿命和商业价值。为减轻采后损失，人们探索了多种保鲜技术，包括超声波（Liu等人，2023a）、改良气氛包装（Hasan等人，2025）、褪黑素处理（Wang等人，2024）和真空包装（Liu等人，2025）。尽管这些方法可以延缓果实成熟和衰老，但大规模商业应用主要限于真空包装和改良气氛包装。尚未探索其他实用且环保的柿子采后品质保持技术。
脉冲光（PL）是一种新兴的非热物理处理技术，具有环境可持续性、操作效率高、安全性和成本效益（Mandal等人，2020）。商业化的脉冲光系统已经问世，并在果蔬采后保鲜中得到广泛应用（Waghmare等人，2024）。最新研究表明，脉冲光处理可以延缓多种园艺产品的品质下降，包括番茄、苹果、杏子、菠菜和生菜（Craighead等人，2021；Yao等人，2023）。脉冲光通过调节关键细胞壁降解酶（如果胶甲基酯酶PME、聚半乳糖醛酸酶PG和β-半乳糖苷酶β-Gal）的活性，抑制果实软化，从而延缓牛油果的成熟（Velderrain-Rodríguez等人，2021）。除了对质地的影响外，脉冲光处理还被证明能积极影响果实颜色发展，这与类胡萝卜素含量和相关代谢酶活性的变化密切相关（Aguiló-Aguayo等人，2017；Gonzalez-Casado等人，2022）。脉冲光还能保持果蔬的营养价值，并促进具有抗氧化特性的次生代谢物的生物合成和积累（Aguiló-Aguayo等人，2017）。例如，脉冲光处理可保留红甜椒中的类胡萝卜素（Rybak等人，2021），增加甜玉米中的黄酮类化合物积累（Ren等人，2025），并保持红辣椒中的辣椒素和类胡萝卜素以及新鲜切开的西瓜中的番茄红素，从而维持理想的颜色（Jaiswal和Srivastava，2024；Pravallika和Chakraborty，2024）。在分子水平上，脉冲光处理通过上调抗氧化相关基因（如超氧化物歧化酶SOD、抗坏血酸过氧化物酶APX和过氧化氢酶CAT）的表达，增强了抗氧化能力（Lopes等人，2016）。最近的转录组学和代谢组学分析还表明，脉冲光处理在采后贮藏期间激活了杏子的糖代谢、黄酮类生物合成、氨基酸代谢和植物激素信号传导途径，有助于改善品质保留和延长保质期（Bai等人，2025）。
尽管脉冲光在保持多种果蔬品质方面效果显著，但其调控机制仍不完全清楚，尤其是在柿子中。尽管在以往的研究中已将其应用于果蔬的采后保鲜，但其对‘Mopan’柿子采后细胞壁代谢、糖代谢和黄酮类代谢的调控作用仍不明确。为填补这一研究空白，本研究通过检测生理指标和相关基因表达，探讨了脉冲光对‘Mopan’柿子采后软化和品质的调控机制。本研究旨在阐明脉冲光处理延缓‘Mopan’柿子成熟的过程，重点关注果肉软化、颜色发展、营养维持和抗氧化能力，通过结合生理评估、代谢物分析和基因表达分析来实现这一目标。
节选
果实来源和处理
‘Mopan’柿子（Diospyros kaki L. cv. ‘Mopan’）采自中国北京市房山区的商业果园。果实达到商业成熟期（果皮橙色占80%-90%），直径8.0–8.5厘米，重量280–300克，从均匀结果的树上手工采摘。果实收获后2小时内被运输到实验室。到达实验室后，选择大小和形状均匀且无机械损伤、虫害或病害症状的果实，并随机分为两组
硬度、颜色和可溶性固形物含量
果实基部的黄绿色逐渐转变为橙色。到第8天时，脉冲光处理组的果肉颜色更亮，主要为黄色，而对照组（CK）的果肉为橙红色（图1A）。脉冲光处理组的果实硬度损失速度较慢，硬度值始终高于对照组（图1B）。L*值的下降（图1C）和a*值的增加（图1D）也较慢
讨论
果实软化是影响采后贮藏寿命和商业品质的关键因素（Zhai等人，2021）。果胶溶化和木葡聚糖解聚是导致细胞壁软化的主结构变化，这些过程由PG和XTH等水解酶介导（Zhang等人，2019）。PME在果胶去甲基化中起核心作用，其活性升高会破坏果胶网络，从而加速软化（Wang等人，2018）。在本研究中
结论
本研究系统阐明了脉冲光处理对‘Mopan’柿子采后软化和品质保持的影响。与对照组相比，脉冲光处理延缓了果实软化和颜色发展。脉冲光增强了萜类化合物、多酚、黄酮类、氨基酸以及香豆素化合物（如伞形花内酯和4-甲基伞形花内酯葡萄糖苷）的积累；抑制了参与乙烯生物合成和信号传导、类胡萝卜素代谢、糖-酸代谢和细胞
作者贡献声明
Jingjing Jin：撰写——初稿、可视化、验证、方法学、数据管理。Jinhua Zuo：撰写——初稿、方法学、数据管理。Christopher B. Watkins：撰写——审稿与编辑。Yunxiang Wang：撰写——审稿与编辑。Chunmei Bai：撰写——审稿与编辑、实验研究。Jiejie Tao：撰写——审稿与编辑、实验研究。Lili Ma：撰写——审稿与编辑、实验研究。Shiyu Liu：实验研究、数据分析。Lihong Wang：撰写——审稿与
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家重点研发计划（2023YFD2201300）、北京农林科学院特殊创新能力建设基金（KJCX20251211）、北京农林科学院2025年国际科技合作平台开发项目（项目编号GHPT2025–05）以及BAAFS优秀青年科学家基金会（项目编号YPKY202614）的支持。
