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省科学院生物工程所发现基于膜脂降解的香蕉采后冷害发生机理及调控机制

来源: 时间:2020-12-17

  广东盛产名优岭南水果,岭南水果喜湿热,采摘后易发生衰老、病害等品质劣变。香蕉是世界主要经济水果,在鲜果贸易中居首位,是华南地区北运和出口的主要水果。低温贮藏是延缓水果采后成熟衰老、抑制病原菌生长和保持品质的常规方法,但香蕉等岭南水果对低温敏感,低温贮藏时易发生冷害。冷害是香蕉等水果保鲜过程中的重要生理性病害,由此造成的经济损失巨大。因此,精准调控水果保鲜对开发果蔬保鲜技术和农业生产具有重要意义。 

  膜脂氧化损伤是水果冷害发生的重要诱因。膜脂氧化损伤是由活性氧(ROS)诱发脂类过氧化,造成细胞膜损伤。除细胞膜损伤外,脂质氢过氧化物与蛋白质和核酸反应,使机体发生广泛性损伤。植物受到环境胁迫(温度,干旱,盐及重金属)等易产生并堆积大量 ROS,造成细胞成分如蛋白质,脂质及DNA 的氧化损伤,最终导致细胞死亡。生物膜脂过氧化一旦被启动,在没有足够的抑制剂与抗氧化酶作用的情况下,就会无休止地进行下去,从而使更多的膜脂分子遭到过氧化,导致膜磷脂降解,膜完整性进而丧失。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,其中脂质容易被活性氧氧化。低温可能加速细胞膜损伤,加重冷害症状。为消除低温胁迫下植物组织内累积的ROS,膜脂不饱和脂肪酸会发生酶促氧化和非酶氧化,导致膜磷脂降解,造成细胞膜损伤。 

  广东省科学院生物工程研究所与中国科学院华南植物园蒋跃明研究团队合作,研究成果深入揭示了香蕉果实冷害前后果皮中的脂质变化情况,对阐明膜脂质的氧化降解模式、揭示冷害发生机制和开发果蔬保鲜技术具有重要意义。该项研究发现,香蕉冷害后,果皮中的磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰乙醇胺(PE)含量下降,磷脂酸(PA),溶血卵磷脂(LPC)和溶血脑磷脂(LPE)含量上升。脂质分解代谢中的两个酶,磷脂酶D(PLD)和脂氧合酶(LOX)的活性增加,膜脂降解产物MDA(丙二醛)含量增加。 

  该项成果重点阐述了果实冷害前后的关键脂质和脂质的降解路径,为果蔬保鲜技术改良提供新的视角。近日,该成果在Foods(IF2019:4.092)上发表,题目为《Revealing Further Insights on Chilling Injury of Postharvest Bananas by Untargeted Lipidomics》,该文章第一编辑为生物工程所刘娟博士,通讯编辑为生物工程所陈骏佳教授和中科院蒋跃明研究员。 

  (省科学院生物工程所 刘娟/供稿) 

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