近日,四川農業大學農學院鄭順林、任志彤課題組在《Food Chemistry》期刊上發表題為“Exogenous brassinolide improves processing quality of cold-stored potato tubers by mitigating sweetening through integrated physiological and transcriptional regulation”的研究成果。四川農業大學農學院薯類團隊2022級碩士(2025級在讀博士)吳超為該論文的第一作者,任志彤副教授與鄭順林教授為共同通訊作者。
研究發現外源BR處理可顯著抑制低溫貯藏下馬鈴薯塊莖中還原糖的積累,同時降低游離天冬酰胺含量,可以在源頭上減少油炸過程中丙烯酰胺的生成。BR通過“抑降解、促合成”的雙重策略維持淀粉代謝穩態:一方面抑制α-淀粉酶活性及其基因表達,減緩淀粉降解;另一方面上調顆粒結合淀粉合成酶活性,促進抗分解性較強的直鏈淀粉合成。此外BR還通過抑制液泡酸性轉化酶活性、增強蔗糖磷酸合成酶活性,重新平衡蔗糖代謝,進一步限制還原糖積累。在細胞水平上,BR顯著降低了低溫誘導的細胞膜脂過氧化,減少了相對電導率和丙二醛含量,增加了總酚等抗氧化物質積累,從而維持了細胞穩態。轉錄組分析進一步證實,BR處理顯著富集了“淀粉和蔗糖代謝”和“植物MAPK信號通路”等關鍵通路,并重新編程了糖代謝相關基因的表達。
值得注意的是,本研究還發現低溫糖化敏感型品種“希森6號”內源BR水平顯著低于抗性品種“大西洋”,且其BR合成基因本底表達較低。外源BR在敏感型品種中表現出更顯著的校正效果。通過使用BR合成抑制劑BRZ進行的阻斷實驗進一步證實,BR通過其特異性信號通路發揮作用。
該研究首次從生理、轉錄和抑制劑功能驗證三個層面系統闡明了BR緩解馬鈴薯低溫糖化的多效應調控機制,指出BR作為一種綠色、環保的策略,可以有效改善低溫貯藏馬鈴薯的加工品質和安全性,尤其對糖化敏感型品種具有重要應用價值。
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https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.149266
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