近日，生命科学与技术学院刘锴栋教授/徐俊苹博士团队在Nature旗下食品领域权威期刊 npj Science ofFood（Q1, IF=7.8）发表题为“Ascorbic acid and melatonin synergistically maintain postharvest guava quality by regulating cell wall, antioxidant, and transcriptomic pathways”的研究论文。
番石榴是我国华南地区重要的经济果树，其果实富含维生素C、膳食纤维和多酚类物质，兼具食用和药用价值，深受消费者喜爱。然而，番石榴果皮薄、含水量高，采后呼吸代谢旺盛，极易发生失水萎蔫、果肉软化、果皮褐变和微生物侵染等问题，导致果实品质迅速劣变，货架期极短，造成严重的经济损失。因此，开发绿色、高效的番石榴采后保鲜技术，已成为热带水果产业亟待解决的瓶颈问题。
该研究团队将抗坏血酸（维生素C）和褪黑素联合施用（以下简称AM处理），系统探究了其对番石榴采后品质保持的协同调控作用机制。研究发现，AM处理能够显著延缓番石榴果实的采后衰老进程，在常温贮藏条件下有效降低果实失重率和褐变程度，维持果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸和维生素C含量等关键品质指标。在抗氧化防御方面，AM处理协同增强了超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）等抗氧化酶的活性，显著降低了过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2-）和丙二醛（MDA）的积累，有效减轻了氧化损伤。在细胞壁代谢调控方面，AM处理显著抑制了多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶甲酯酶（PME）、纤维素酶（CX）和β-半乳糖苷酶（β-GAL）等细胞壁降解酶的活性及其基因表达水平，延缓了原果胶和纤维素的降解，从而维护了细胞壁结构的完整性。
图1 抗坏血酸（AsA）和褪黑素（MT）对番石榴果实贮藏8天期间细胞壁降解酶活性及其相应基因表达水平的影响。(a) 纤维素酶（CX）活性；(b)CX转录水平；(c) 多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性；(d)PG转录水平；(e) 果胶甲酯酶（PME）活性；(f)PME转录水平；(g)β-半乳糖苷酶（β-GAL）活性；(h)β-GAL转录水平。
同时，通过转录组测序和加权基因共表达网络分析（WGCNA）发现，AM处理特异性富集了与脱落酸（ABA）信号通路相关的差异表达基因，提示ABA可能作为上游调控枢纽介导AM的协同保鲜效应。研究还鉴定出ERF、bHLH、NAC和MYB等转录因子家族在响应AM处理中发挥核心调控作用，其中NAC047和DREB1F被预测为连接抗氧化防御和细胞壁代谢网络的关键枢纽基因。这一发现为深入理解抗坏血酸和褪黑素协同调控果实采后衰老的分子机制提供了全新的视角。
图2 WGCNA鉴定与抗氧化和细胞壁代谢相关的核心基因模块。a–c，青绿色、红色和绿色模块中基因显著性（GS）与模块内连接度（Kin）的相关性分析。d–f，各模块的转录因子–功能基因共表达网络（权重 > 0.4），边颜色深浅表示相互作用强度，箭头表示正向调控关系。
图3 AM处理的核心保鲜机制。抗氧化代谢、细胞壁代谢相关酶活性和基因表达的协同调节番石榴果实衰老，红色指示剂表示上调，蓝色指示剂表示下调。
综上所述，该研究从生理、生化和分子层面系统阐明了AM处理通过协同增强抗氧化防御能力和抑制细胞壁降解双重途径来延缓番石榴采后衰老的作用机制，为改善番石榴采后品质和延长贮藏寿命提供了高效、安全、绿色的技术方案。
岭南师范学院生科院徐俊苹和广东海洋大学硕士研究生温诗琪为该论文的共同第一作者。岭南师范学院生科院刘锴栋为该论文的通讯作者。该研究获得广东省科技创新战略专项资金（“百千万工程”科技支撑专项）（No. 2024E03005、No. 2025A0301005）、广东省教育厅创新团队项目（No. 2025KCXTD029）、岭南师范学院科研团队项目（No. LT2201）、湛江市重点领域科普研究项目（No. 2025528）以及岭南师范学院校级人才项目（No. ZL22017）的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41538-026-01004-1
刘锴栋，博士，教授，现任岭南师范学院党委常委、生科院院长，广东省“扬帆计划”高层次人才。主持国家自然科学基金、中央农业技术推广项目、广东省自然科学基金、广东公益研究与能力建设项目等50余项，作为第一作者或通讯作者在The Plant Journal、New Phytologist、Food Hydrocolloids、Carbohydrate Polymers、Journal of Integrative Plant Biology、Food Chemistry、LWT、Horticulture Research、Food Research International、中国农业科学、园艺学报等刊物上发表论文50余篇。获授权发明专利7件和实用新型专利11件。获2022年中国发明协会发明创新奖二等奖和中国商业联合会科技进步二等奖。
徐俊苹，博士，讲师。主要从事植物分子生物学和果实贮藏保鲜方面的研究。主持国家自然科学基金青年项目1项，以第一作者在Plant Biotechnology Journal、Postharvest Biology and Technology等国内外刊物上发表高水平论文10余篇。
