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项目文章(Food Chem)|灵武长枣保鲜新突破!低电压静电场竟靠这个机制延长货架期8天+

发布时间:2026-03-19

在果蔬采后保鲜领域,采后损失率高达25-30%的难题长期困扰着科研界与产业界,传统保鲜技术或因作用机制单一或处理效果有限,未能有效突破鲜果贮藏期短的瓶颈。

2026年1月25日,内蒙古农业大学董同力嘎团队与宁夏大学方海田团队合作发表Food Chemistry杂志上发表题为“Low-voltage electrostatic field prolongs Ziziphus jujuba mill.cv. Lingwuchangzao fresh keeping via mitochondrial electron transfer regulation and NAD(P)H redox balance remodeling”文章。研究通过低电压静电场(LVEF)处理,借助多组学技术首次揭示通过调控线粒体电子传递链与NAD(P)H代谢网络来延长灵武长枣保鲜期的分子机制。拜谱生物为该研究提供了蛋白质组学和转录组学技术服务。

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英文标题:Low-voltage electrostatic field prolongs Ziziphus jujuba mill.cv. Lingwuchangzao fresh keeping via mitochondrial electron transfer regulation and NAD(P)H redox balance remodeling

中文标题:低电压静电场通过调控线粒体电子传递及重塑NAD(P)H氧化还原平衡延长灵武长枣鲜果保鲜期

客户单位:宁夏大学

研究材料:灵武长枣植物组织

拜谱提供技术蛋白质组学和转录组学

技术路线

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研究结果

1、LVEF显著延长枣果货架期

为明确LVEF实际保鲜效果,研究者测定枣果贮藏期间品质指标。结果显示,LVEF处理组果实呼吸强度在整个贮藏期始终低于对照组,表明电场处理有效抑制呼吸代谢(图1)。外观方面,对照组24天表面皱缩,40天完全失去所有可食用价值;而LVEF处理组32天仍保持较好外观,衰变率低于5%,有效贮藏期延长到8天以上。

图片图1 对照组(CK)与LVEF处理组储藏期间枣的呼吸强度的柱状图编辑

2、LVEF重塑细胞氧化还原平衡

为探究LVEF延缓衰老生理机制,研究者重点关注细胞内抗氧化物质的变化。测定线粒体电子传递关键物质含量发现,LVEF处理组超氧阴离子生成速率、H₂O₂含量和MDA含量都维持在较低水平(图2A-C),而ASA含量和GSH/GSSG比值则高于对照组,反映更强抗氧化能力(图2D-G)。同时LVEF也显著改变辅酶平衡,NAD⁺/NADH比值和NADP⁺/NADPH比值均高于对照组(图2J、M)。这都表明LVEF通过调控抗氧化物质和辅酶系统,重塑细胞氧化还原平衡

图片图2 LVEF处理对枣的关键抗氧化物质的影响编辑

3、LVEF增强酶促抗氧化系统

为验证抗氧化物质变化与相关酶活性改变的关系,研究者测定了多种酶活性。结果显示,LVEF处理组过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均高于对照组(图3A-E),表明酶促抗氧化系统被激活。在线粒体电子传递层面,处理组琥珀酸脱氢酶(SDH)活性增强,细胞色素C氧化酶(CCO)活性受到抑制(图3F、H)。通过细胞色素c/a比值测定(图3G),证实LVEF维持线粒体膜电位稳定性,构建从电子传递链到抗氧化系统的调控网络。

图片图3 LVEF处理对枣的关键抗氧化酶活性的影响编辑

4、多组学揭示LVEF分子调控机制

为进一步从分子水平阐明LVEF的作用机制,选取贮藏24天和32天的样品进行转录组和蛋白质组分析。比较对照组与处理组的差异表达基因和蛋白,发现LVEF处理显著影响糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化途径中多个关键节点表达(图4)。

图片图4 对照组与LVEF处理组枣在货架期内与细胞电子传递及氧化还原代谢相关的基因表达差异编辑

进一步验证这些变化(图5),如CCO亚基表达上调,UCP和线粒体外膜孔蛋白表达变化共同优化电子传递效率。多组学数据与酶活性测定结果高度吻合,证实LVEF通过调控能量代谢和氧化还原相关基因表达,重塑枣果生理状态,延缓衰老进程。

图片图5 对照组与LVEF处理组枣在货架期内与细胞电子传递及氧化还原代谢相关的蛋白表达差异编辑

5、相关性分析确定新机制模型

皮尔逊相关性分析发现,LVEF处理改变H₂O₂与抗氧化系统及NAD⁺/NADP⁺与其他活性物质的关联模式,证实其稳定线粒体电子传递链、缓解NAD(P)H过度消耗(图6)。基于此提出新机制模型:LVEF作为温和物理刺激,通过增强SDH活性维持能量代谢、抑制CCO活性减少电子泄漏,同时重构NAD(P)H代谢网络确保还原力供应,形成“节流开源”的调控模式,打破ROS累积恶性循环。

图片图6 皮尔逊相关分析存储期间对照组与LVEF治疗组的热图编辑

文章小结

本研究首次从线粒体电子传递与NAD(P)H代谢互作角度揭示LVEF延长灵武长枣保鲜期的分子机制。通过整合生理生化测定与多组学分析,构建从表观品质到分子网络的完整证据链,证实LVEF通过调控电子传递链关键酶活性、优化NAD(P)H氧化还原平衡、增强抗氧化系统协同作用,最终延缓果实衰老。这一发现为特色果蔬精准保鲜提供新策略,也为理解物理场调控园艺产品采后生理开辟新视角。

图片图7 机制图编辑

拜谱小结

本研究借助多组学技术,结合生理生化指标检测、酶活测定等实验手段,首次从分子层面揭示低电压静电场(LVEF)延长灵武长枣保鲜期的核心机制。拜谱生物可提供完善成熟的蛋白质组学、修饰蛋白质组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系,整合多组学数据进行深入挖掘分析,全面解析机制机理等,助力高分文章发表,欢迎咨询!

参考文献

Liu H, Ye T, Wei X, Yun X, Fang H, Dong T. Low-voltage electrostatic field prolongs Ziziphus jujuba mill.cv. Lingwuchangzao fresh keeping via mitochondrial electron transfer regulation and NAD(P)H redox balance remodeling. Food Chem. 2026 Jan 15;499:147210. doi: 10.1016/j.foodchem.2025.147210.