采前精氨酸处理通过多组学调控西兰花头营养物质积累的分子机制

本研究通过多组学联用技术揭示了采前5 mM精氨酸(ARG)处理对西兰花头营养物质积累的调控机制。研究发现ARG处理显著提升叶绿素、类胡萝卜素和果糖含量，上调光合作用(PSI/PSII)、碳水化合物代谢相关基因表达，同时下调纤维素降解基因，为采后保鲜提供了新策略。

　　

Highlight

采前营养积累及其相关代谢过程对决定西兰花品质和货架期至关重要。本研究通过采前5天喷施5 mM精氨酸(ARG)，系统解析了其对西兰花头营养物质积累、色素代谢及采后品质维持的调控机制。

Broccoli plants

试验材料为'优秀'品种西兰花，种植于中国山东省寿光市(36°58'56'' N, 118°58'56'' E)温室。选取240株具有以下特征的植株：头径9-10 cm、颜色均匀、小花紧密、成熟度一致且无病虫害。

Treatments

前期研究表明采前5天喷施ARG效果最佳。实验设置ARG处理组和H₂O对照组，每组120株。

Storage characteristics

如图1所示，贮藏期间两组a、b和L*值均呈上升趋势，但ARG处理组上升幅度显著抑制。肉眼观察显示ARG处理有效延缓了西兰花黄化过程，保鲜效果显著。

Discussion

色素代谢、光合作用和碳水化合物代谢是调控果蔬生长发育的关键生理过程。本研究首次系统分析了这三个过程的协同作用机制，发现ARG处理通过稳定光系统(PSI和PSII)功能、增强光合效率、促进碳水化合物积累等多途径协同改善西兰花品质。

Conclusion

采前5天喷施5 mM精氨酸可通过优化色素代谢、提升光合作用效率、促进碳水化合物合理分配，使西兰花黄化时间延迟3-4天，显著改善贮藏品质。该预处理方法具有操作简便、成本低廉、调控精准和环境友好等优势。