火龙果如何科学保鲜：转录组分析探讨火龙果的保鲜机理

转录分析揭示贮藏过程中新型超氧化物清除剂胰蛋白酶调控火龙果内源活性氧代谢的关键基因及蛋白互作网络

近期，由河南科技大学食品与生物工程学院李欣副教授领导的研究团队，在农林科学领域国际权威学术期刊《BMC Genomics》（IF=4.142，中科院分区二区）发表了题为“Transcriptomic analysis reveals hub genes and subnetworks related to ROS metabolism in Hylocereus undatus through novel superoxide scavenger trypsin treatment during storage”的研究论文，关注在火龙果贮藏过程中胰蛋白酶对活性氧代谢关键基因的调节作用。

研究背景

果蔬产业是我国仅次于粮食作物的第二大农业产业。水果组织柔嫩，含水量高，采后极易失鲜腐败。活性氧代谢失衡，引起细胞损伤和抗性降低，是各类果品腐败的共同问题之一（图1）。如何有效控制各类果品内源活性氧的稳态平衡，已成为果品生物保鲜的一个瓶颈问题。本课题组前期研究发现了胰蛋白酶清除超氧阴离子的新活性并将其应用于火龙果、苹果等多种果品的保鲜。本文以火龙果为研究对象，通过转录组分析、蛋白互作网络分析，揭示胰蛋白酶通过调节内源性ROS代谢，显著提高火龙果贮藏品质，延长贮藏期的机理。

研究材料和方法

材料：火龙果，胰蛋白酶。

方法：理化指标检测、转录组学分析、蛋白质互作网络分析

研究结果

胰蛋白酶处理显著降低了火龙果贮藏期间的ROS积累，抑制了膜脂过氧化，延长了其贮藏寿命。转录组分析显示，胰酶调控的10个hub基因参与了火龙果贮藏品质的改善。PPI网络分析表明，NAD（P）H和木质素途径的下调可能是胰蛋白酶的主要调控机制。胰蛋白酶是一种高效、安全、经济的新型生物保鲜剂。因此，胰蛋白酶用于果品贮藏质量控制具有技术可行性。

项目资助

上述研究得到了国家自然科学基金（31000017）、国家重点研发项目（2017YFC1600802）、河南省自然科学基金项目（182300410083）等项目的资助。

团队成员介绍

庞新跃，男，副教授。于兰州大学生命科学学院获硕士学位，于内蒙古农业大学生命科学学院获博士学位。曾任河南省疾病预防控制中心中美艾滋病防控项目（GAP）项目官员，现任河南科技大学医学技术与工程学院专任教师。获河南省医学教育优秀教学成果奖。在Food & Function (1区), Antioxidants (2区)等SCI及一级期刊等学术期刊上发表文章16篇，出版专著1部；申请专利2项。主要研究方向：植物分子遗传学。

李欣，博士，副教授，硕士生导师，河南省高校青年骨干教师。于兰州大学获本硕博学位，美国伊利诺伊大学香槟分校访问学者。国家自然科学基金通讯评议专家，教育部学位与研究生教育发展中心通讯评议专家。微生物学会及Science and engineering institute (SCIEI)会员。《Frontiers》和《世界华人消化杂志》编辑部成员。主持完成国家自然科学基金项目、博士后基金等国家及省部级项目9项，获河南省科技进步三等奖1项，河南省科技成果一等奖1项，河南省食品科学技术学会2019年度学术年会优秀论文特等奖1项。在Food & Function (1区), Free Radical Biology and Medicine (2区)、微生物学报等SCI及一级期刊等学术期刊上发表文章64篇，其中被SCI收录的论文29篇，出版专著2部；申请专利8项。主要研究细胞内源活性氧代谢调控机制。

引用信息

LiXin*,LiuXueru,PangXinyue,YinYong,YuHuichun,YuanYunxia,LiBairu.TranscriptomicanalysisrevealshubgenesandsubnetworksrelatedtoROSmetabolisminHylocereusundatusthroughnovelsuperoxidescavengertrypsintreatmentduringstorage.BMCGenomics.2020,21,437.

原文链接

https://doi.org/10.1186/s12864-020-06850-1