高浓度CO2处理抑制兰州百合鳞茎花色苷积累

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2026.05.008

摘要/Abstract

摘要：

探究高浓度CO₂处理抑制兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）鳞茎紫红色形成的生理作用及分子机制，明确其对花色苷积累及相关代谢通路的调控作用。以兰州百合鳞茎为材料，采用15% CO₂+10% O₂+75% N₂气调处理，在贮藏0、3、6、9 d测量鳞茎外观色泽参数、花色苷含量，以及可溶性蛋白等代谢物含量和氧化酶活性；通过转录组测序，结合GO和KEGG富集分析筛选差异表达基因，并采用qRT-PCR对关键基因表达结果进行验证。结果表明：高浓度CO₂显著延缓了兰州百合鳞茎在贮藏期间的紫红色加深，维持较高的明度（L*），同时明显抑制其花色苷的积累。生理层面上，CO₂处理降低了多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）等活性，表明该处理同时抑制了酶促褐变和花色苷生物合成。转录组结果显示，差异表达基因主要富集于苯丙烷生物合成和类黄酮生物合成通路；其中多数与花色苷合成相关的关键结构基因在CO₂处理下下调表达。综上，高浓度CO₂可通过抑制苯丙烷与类黄酮生物合成途径基因表达，抑制花色苷积累，进而延缓兰州百合鳞茎紫红色形成，改善采后贮藏品质。本研究为兰州百合的气调保鲜技术研发提供了理论依据。

关键词: 兰州百合, 高浓度CO₂, 氧化酶活性, 花色苷, 转录组学

Abstract:

The aim of this study was to explore the physiological effects and molecular mechanisms of high-concentration CO₂-induced inhibition on the purple-red coloration in Lilium davidii var. unicolor， clarifying its regulatory effects on anthocyanin accumulation and related metabolic pathways. Bulbs were used as experimental materials and subjected to a controlled atmosphere treatment with 15% CO₂， 10% O₂， and 75% N₂. Bulb surface color parameters， anthocyanin content， metabolite（e.g. soluble protein） levels， and oxidase activities were determined after 0， 3， 6， and 9 days of storage. Transcriptome sequencing was further performed， and differentially expressed genes were screened through GO and KEGG enrichment analyses. The expression of key genes was validated by qRT-PCR. The results showed that high-concentration CO₂ significantly delayed the deepening of purple-red coloration during storage， maintained higher L* values， and markedly inhibited anthocyanin accumulation. At the physiological level， high-concentration CO₂ reduced the activities of polyphenol oxidase（PPO） and peroxidase（POD）， indicating its inhibitory effects on both enzymatic browning and anthocyanin biosynthesis. Transcriptomic analysis showed that the differentially expressed genes were mainly enriched in the phenylpropanoid biosynthesis and flavonoid biosynthesis pathways. Most key structural genes associated with anthocyanin biosynthesis were downregulated under high-concentration CO₂ treatment. These findings indicate that high-concentration CO₂ inhibits anthocyanin accumulation by suppressing gene expression in the phenylpropanoid and flavonoid biosynthetic pathways， thereby delaying the development of purple-red coloration and improving the postharvest storage quality of the bulbs. This study provides a theoretical basis for the development of controlled-atmosphere preservation technology for Lilium davidii var. unicolor.

Key words: Lilium davidii var. unicolor, high-concentration CO₂, oxidase activity, anthocyanins, transcri-ptomics

中图分类号:

S609.3

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高浓度CO₂处理抑制兰州百合鳞茎花色苷积累

High-concentration CO₂ Treatment Inhibits the Accumulation of Anthocyanins in the Bulbs of Lilium davidii var. unicolor

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