二氧化碳调控能量代谢与钙信号通路维持双孢蘑菇采后细胞完整性与ROS稳态的分子机制

本文揭示了6% CO2气调包装通过协同调控能量代谢（ATP/EC）和Ca2+信号通路（CaM/CaMK），显著延缓双孢蘑菇（A. bisporus）采后品质劣变的分子机制。研究发现该处理通过增强线粒体呼吸链活性维持能量供应，激活抗氧化酶（CAT/SOD/POD）清除ROS，同时上调CML和CaMK基因表达，形成Ca2+/CaM/CaMK信号级联，为食用菌采后保鲜提供了创新理论框架。

　　

Highlight

采后双孢蘑菇在CO₂气调环境中的储存

实验采用的"A. bisporus"品种为"W192"，购自江苏裕灌现代农业科技有限公司。新鲜蘑菇在4℃预冷24小时后，选取大小成熟度均匀、无机械损伤的样品，随机分为四组置于高密度聚乙烯密封盒（200×140×65 mm）中，分别充入6%、12%、18% CO₂或空气（CK），于4℃储存18天。

不同CO₂浓度对双孢蘑菇外观品质和微观结构的影响

图1A显示储存期间不同CO₂浓度下蘑菇外观品质变化。随着储存时间延长，所有组别均出现不同程度的品质劣变。从第9天开始，各组外观出现差异：CK组菌盖出现褐斑且菌柄轻微分离，18% CO₂组菌盖开始变黄。至第12天，6% CO₂处理组的蘑菇仍保持最佳外观状态。

讨论

细胞稳态通过复杂的代谢调控网络维持。本研究表明，6% CO₂通过增强线粒体呼吸链活性影响采后双孢蘑菇细胞能量代谢，提升ATP合成以满足细胞能量需求。值得注意的是，该气调处理对采后蘑菇具有双重保护作用：通过维持膜稳定性（抑制磷脂酶活性）和细胞壁结构（调控细胞壁水解酶）来保持细胞完整性，同时通过激活Ca²⁺/CaM/CaMK信号通路增强ROS清除能力。这种多靶点协同作用机制为理解CO₂在采后保鲜中的调控作用提供了新视角。

结论

本研究揭示了不同浓度CO₂对采后双孢蘑菇细胞能量代谢、ROS稳态、结构组分变化和钙信号通路的调控作用。6% CO₂通过增强线粒体呼吸链复合体活性维持细胞能量供应，提升抗氧化酶（CAT、SOD、POD）活性以降低细胞内ROS含量，减轻氧化损伤。同时该处理通过激活Ca²⁺/CaM/CaMK信号通路，协同调控细胞膜和细胞壁代谢，最终延缓采后品质劣变。这些发现为开发基于能量-钙信号网络调控的食用菌保鲜技术提供了理论依据。