Роль гормонов в старении клубники: ключ к продлению срока хранения сорта «Бэнихоппе»

Исследовательская группа обнаружила, что быстрое старение собранной клубники сорта «Бэнихоппе» проявляется в увеличении порчи, размягчении, потере влаги, росте содержания растворимых сахаров в течение 2 дней и изменении уровня гормонов. Установлено, что АБК (абсцизовая кислота), жасмонаты и этилен играют ключевую роль в старении плодов, влияя на биохимический метаболизм, реакции на стресс и процессы размягчения.

Эти результаты дают всестороннее понимание механизмов сохранности клубники и указывают, что оптимальное качество плодов достигается при хранении в течение 2–4 дней. Исследование может привести к улучшению методов послеуборочной обработки для продления срока годности клубники.

Методы и результаты исследования

В исследовании, опубликованном в Fruit Research 6 мая 2024 года, механизмы старения изучались с помощью морфологического, физиологического, биохимического, транскриптомного и протеомного анализов.

• Физиологические изменения: У собранной клубники со временем увеличивались индекс гниения и потеря воды, а твердость и яркость снижались. Содержание растворимых сахаров сначала росло в период 0−2 дня, затем снижалось; титруемая кислотность (TAC) и концентрация растворимых сухих веществ (SSC) изменялись сходным образом.
• Гормональный профиль: Уровень АБК непрерывно повышался во время хранения. Уровни других гормонов (ИУК, брассиностероиды, гиббереллин GA₃, метилжасмонат, этилен) демонстрировали сложную динамику, что подчеркивает значительную роль АБК в старении.
• Транскриптомный анализ (RNA-seq): Выявлено 66 533 унигена и 3 861 дифференциально экспрессируемый ген (DEG), вовлеченный в передачу сигналов фитогормонов, биосинтез фенилпропаноидов и флавоноидов. Данные выделили ключевые гены для АБК (NCEDs, PYLs), ауксина (IAAs, AUXs), этилена (ACSs, EIN3, ERFs), брассиностероидов (BZRs) и жасмонатов (JMTs).
• Протеомный анализ: Обнаружено 648 дифференциально экспрессируемых белков (DEP), связанных с передачей гормональных сигналов, метаболизмом α-линоленовой кислоты и другими важными путями. В передаче сигналов были выделены белки для АБК (PYL, SnRK2, ABF), этилена (ETR, CTR1, EIN2), брассиностероидов (BSK), гиббереллина (GID1) и жасмонатов (JAR1, JAZ), что указывает на важную роль АБК, JA и этилена в метаболизме старения.
• Метаболиты: Более высокое содержание неролидил капроата и треонина может быть характерным признаком созревания и старения.

Выводы и перспективы

Исследование подчеркивает ключевую роль АБК в регулировании старения собранной клубники вместе с жасмонатами, брассиностероидами и этиленом, что способствует быстрому размягчению, порче и выделению аромата.

Как отметил ведущий исследователь Люшэн Дуань: «Эти данные дают всестороннее понимание того, что плоды, хранившиеся 2 дня, являются предпочтительными, а 4 дня — оптимальными, в то время как плоды 6-дневного хранения имеют ограничения в данных условиях».

Будущие стратегии могут быть сосредоточены на управлении этими гормональными путями для продления срока хранения клубники, что принесет пользу глобальной садоводческой отрасли.