枇杷（Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl.）属于蔷薇科Eriobotrya属，因其美味和营养价值而受到重视（Wang et al., 2025a, Wang et al., 2025b）。然而，其柔软的果肉、多汁的特性以及薄薄的果皮使其在采后处理、储存和运输过程中极易受到机械损伤，这通常会引发褐变和腐烂（Ayyub et al., 2025a, Ayyub et al., 2025b）。
枇杷果实的采后褐变表现为出现棕色斑点和明显的木质化，这严重影响了其外观品质（Cai et al., 2006）。这种现象还会导致风味和质地的显著下降，表现为总可溶性固形物、滴定酸度和抗坏血酸含量的显著减少（Wang et al., 2020）。此外，褐变还会降低多种具有营养价值的生物活性化合物的水平，包括总酚类和黄酮类（?z et al., 2016）。
目前，已经采用了多种物理、化学和生物技术来预防和控制枇杷果实的采后褐变，包括热处理（Rui et al., 2010）、控制气氛储存（Liguori et al., 2017）、天然生物提取物（Ayyub et al., 2025a, Ayyub et al., 2025b）以及可食用生物涂层（Adiletta et al., 2018）。这些策略主要通过增强抗氧化酶活性、抑制多酚氧化酶（PPO）介导的酚类化合物氧化以及防止膜脂质过氧化来延缓褐变。然而，导致枇杷果实褐变的生化及分子机制尚未完全阐明。深入理解这些机制对于开发安全、高效且具有针对性的育种策略以改善采后褐变抗性至关重要。
果实褐变主要与酚类化合物代谢有关。一种已知的途径是多酚氧化酶（PPO）介导的o-二酚氧化为醌类，随后这些醌类聚合形成深色色素（Sergio, 2021）。另一种途径是通过苯丙素途径，其中木质素及相关酚酸的生物合成和沉积导致果实变色（Cheng et al., 2015）。木质素是一种具有多种生物功能的细胞壁聚合物（Liu et al., 2025），由三种单木质素前体：对香豆醇、松香醇和香豆醇合成（de Vries et al., 2021）。木质素生物合成涉及多种关键酶，包括苯丙氨酸氨裂解酶（PAL）、肉桂酰-CoA还原酶（CCR）和4-香豆酸：CoA连接酶（4CL）（Tobimatsu et al., 2013）。其中，4CL作为木质素生物合成途径中的关键限速酶，位于通向下游分支的苯丙烷共同代谢途径的中心（Allina et al., 1998）。4CL催化的对香豆酰-CoA可以作为重要的中间体参与后续的木质素单体合成（Cao et al., 2016）。
WRKY基因家族是植物中最常见的转录因子之一，在多种生物过程中发挥重要作用（Abd-Ellatif et al., 2022），如植物生长发育（Ayadi et al., 2019）、衰老（Zhang et al., 2024）和应激响应（Chen et al., 2020）。研究表明，WRKY转录因子也参与苯丙素代谢途径和木质素生物合成。例如，在猕猴桃中，AcWRKY53正向调节关键木质素合成酶（4CL和PAL）的活性，从而增加木质素积累（Zhao et al., 2025）。在桃子中，甲基茉莉酸（MeJA）诱导PpWRKY70的表达，进而激活Pp4CL和PpPAL的转录，显著提高木质素、总酚类和黄酮类含量（Ji et al., 2021）。在枇杷中，EjWRKY7被鉴定为一个关键转录因子，它可以抑制EjPPO的表达，从而在冷藏过程中抑制酶促褐变（Hou et al., 2022a, Hou et al., 2022b）。然而，WRKY转录因子通过调节苯丙素代谢和木质素生物合成在调控枇杷果实褐变中的潜在作用仍需进一步探索。
在本研究中，使用采后的枇杷果实来探讨四个品种之间的褐变表型差异。我们系统分析了褐变过程中多酚代谢、抗氧化能力和膜脂质代谢的生理变化。整合转录组学和代谢组学分析鉴定了23个关键基因和20种代谢物。功能验证表明EjWRKY22通过正向调节H?O?和木质素积累来促进果实褐变。此外，EjWRKY22还被证明可以直接激活其下游靶基因Ej4CL5的转录。Ej4CL5的短暂过表达也增强了木质素积累并加速了褐变。总体而言，本研究揭示了一个新的机制，即EjWRKY22-Ej4CL5模块通过调节木质素生物合成来驱动枇杷果实褐变，为培育抗褐变品种提供了理论基础和候选基因。
