東北地理所在鉀素調控鮮食大豆采后保鮮的機制方面取得新進展
鮮食大豆（俗稱"毛豆"）風味清甜、營養豐富，是深受消費者喜愛的高值豆類蔬菜。然而，與多數果蔬采后主要表現為以組織衰老和品質劣變為主的過程不同，采收后的鮮食大豆莢果仍會從鼓粒期（R6）持續向生理成熟期（R8）推進，發生脫水、籽粒硬化等"后熟"過程，導致鮮食品質快速下降。長期以來，低溫貯藏是延長貨架期的主要手段，但采前栽培措施如何影響采后耐貯性，尤其是鉀素營養在采后衰老調控中的作用機制，始終缺乏系統認識。闡明"采前營養—采后貯藏"協同調控鮮食大豆品質的生理與分子機制，對于減少采后損失、推動鮮食大豆產業高質量發展具有重要的科學意義和應用價值。
近日，東北地理所張秋英研究員團隊通過盆栽與田間試驗相結合，綜合運用植物生理學、廣泛靶向代謝組學和轉錄組學技術，系統解析了采前施鉀與采后低溫貯藏協同延長鮮食大豆貨架期的分子機制。研究結果顯示，貯藏9天后，"施鉀+低溫（4 ℃）"處理的莢果鮮重損失率僅為11.3%，而"不施鉀+常溫（25 ℃）"處理高達66.5%，保鮮效果顯著。機制分析表明，充足的鉀素營養使籽粒鉀含量由12.0 mg g?1提升至15.0 mg g?1，并在采收時即形成較低的脂氧合酶（LOX）基礎活性，從而抑制膜脂多不飽和脂肪酸（PUFA）的氧化；由于α-亞麻酸（C18:3）既是膜脂過氧化的底物、又是茉莉酸（JA）生物合成的前體，這一抑制效應進一步下調了α-亞麻酸代謝與JA生物合成，從而抑制了JA驅動的衰老信號。代謝組學分析進一步揭示，黃酮類與苯丙烷類代謝通路的共富集表明，抗氧化防御與JA驅動的衰老過程受到協同調控。為了驗證JA信號的關鍵作用，研究人員開展了外源茉莉酸甲酯（MeJA）處理試驗，結果顯示MeJA以劑量依賴的方式提高內源JA、MeJA和JA-Ile水平，并通過上調JA合成通路基因（如GmLOX2、AOS、AOC等）形成正反饋放大環路，同時協同激活乙烯（ACS）與脫落酸（NCED）合成途徑，加速莢果脫水與成熟衰老進程，證實了JA信號在采后品質劣變中的"樞紐"地位（圖1、圖2）。本研究提出了"膜脂—氧脂素—激素"調控軸的工作模型，闡明了采前鉀素管理與采后冷鏈物流協同保鮮的生理與分子機制，為鮮食大豆"從田間到餐桌"的采前—采后一體化保鮮策略提供了理論依據與技術支撐。
圖1 鉀素營養與貯藏溫度對鮮食大豆采后失水及脂肪酸代謝的影響
圖2 研究圖文摘要
研究成果近期發表于國際期刊Food Research International（IF=8.8），中國科學院東北地理與農業生態研究所劉長鍇副研究員為論文第一作者，李彥生項目研究員為論文通訊作者。研究得到吉林省與中國科學院科技合作高新技術產業化專項、國家自然科學基金、黑龍江省優秀青年科學基金等項目的資助。
論文信息：Liu, C., Zhang, Q., Tu, B., Hu, Y., Yu, Z., Li, Y. & Liu, X. Pre-harvest potassium and postharvest cold storage extend vegetable soybean shelf life by inhibiting lipid oxidation and Jasmonate signaling. Food Research International, 245, 120571 (2026).
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodres.2026.120571
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吉公網安備22017302000214號
