科研進展
蘭州化物所發(fā)表果實木質素研究綜述文章
木質素作為植物次生細胞壁的關鍵成分，在果實生長發(fā)育與采后保鮮中發(fā)揮著雙重作用。適量的木質素可為果實提供機械支撐、增強抗逆性并延長貨架期，但過量積累則會導致果實質地粗糙、口感變差，嚴重影響其商品價值。因此，系統(tǒng)解析果實木質素的結構功能及調控機制，對果實品質改良與產業(yè)升級具有重要意義。
近日，中國科學院蘭州化學物理研究所天然藥物與化學測量研究中心團隊聯(lián)合南京農業(yè)大學食品科技學院，在果實木質素研究領域發(fā)表系統(tǒng)性綜述文章。全面梳理了木質素的結構特征，包括其作為三維網絡芳香聚合物的化學組成、H/G/S單體單元分布及典型連接方式，闡明了不同果實中木質素在微觀分布與化學結構上的物種特異性差異。研究指出，果實木質素的單體組成比例（如S/G比值）和聚合程度是決定果實質地與食用特性的關鍵因素。
圖 1. 果實木質素的二維（A）和三維（B）結構
圖 2. 影響果實木質素合成與沉積的主要因素
文章系統(tǒng)闡述了木質素在果實中的核心功能，通過強化細胞壁結構維持果實形態(tài)與硬度，減少采后失水；形成物理化學屏障抵御病原菌入侵，提升果實抗逆性；其含量與結構變化直接調控果實質地、風味等品質特征。詳細解析了木質素的生物合成途徑，包括從苯丙氨酸代謝出發(fā)的單體合成、跨膜運輸及氧化聚合三大關鍵階段，明確了PAL、C4H、CAD等核心酶的作用機制。
在調控機制方面，文章概述了激素信號（乙烯、ABA、茉莉酸等）、轉錄因子（MYB、WRKY、NAC 家族）及非編碼 RNA 構成的多層級調控網絡，總結了不同調控因子對木質素合成的激活或抑制作用。此外，還介紹了木質素在生物基材料、食品添加劑等領域的應用潛力，為果實加工副產物的高值化利用提供了新思路。
圖 3. 果實木質素的核心功能及多層級調控網絡
該綜述為果實育種、采后保鮮及加工技術優(yōu)化提供了全面的理論支撐。通過精準調控木質素代謝，可實現(xiàn)果實品質提升與貨架期延長，對推動水果產業(yè)可持續(xù)高效發(fā)展具有重要指導意義。
相關研究工作以 “Lignin in fruits: Structure, function, and frontier perspectives on biosynthesis and regulation” 為題發(fā)表在 Food Research International上。鄭曉淵助理研究員為該論文第一作者，曾凡逵研究員為通訊作者。
上述工作得到了國家馬鈴薯產業(yè)技術體系等項目的支持。
