提起春節必備美食，酸甜可口、營養豐富的龍眼必定榜上有名。作為一種亞熱帶水果，它原產於南亞，在印度西南部、斯里蘭卡和中國南部等地都有種植。
一般來說，我們所食用的部分是新鮮龍眼的果肉，它還有另外一個名字叫假種皮。而它表現出的糖分積累，主要以蔗糖的形式存在。
龍眼和許多水果不同，其成熟與未成熟狀態的果皮顏色差異不大，這給採收帶來了難度。同時，一旦果肉完全成熟，含糖量和甜度就會降低，俗稱“退糖”。
因此，為了提高龍眼果肉的品質和採收效率，探索果肉糖分下降的原因至關重要。
據介紹，在先前此類報道中，該領域的研究者通常從生理學和生物化學的角度出發，來分析果肉糖分下降的原因。
近期，來自廣東省農業科學院果樹研究所的研究團隊，對其中的分子機制進行了研究，發現主要是蔗糖代謝和轉運發揮的作用。
研究人員選取了在類似種植條件下生長的三株 10 年生石硤龍眼品種，並收集了 17 個處於不同發育階段（開花後天數）的樣品。同時，每個階段都製備了四個生物重複樣本，每個樣本包括六個果實。
隨後，課題組成員對這些樣品組織進行了轉錄組和代謝組分析，鑑定出 873 種代謝產物和 26584 個註釋的單基因。
然後，他們得出瞭如下幾個結論。
首先，假種皮組織中糖含量的變化，與澱粉和蔗糖代謝相關的基因表達模式密切相關。
具體來說，糖酵解、三羧酸、發酵和能量代謝的上調，在石硤龍眼糖分下降的過程中發揮促進作用。並且，可溶性酸性轉化酶也是導致龍眼糖分下降的重要因素。
與立冬本龍眼相比，賜合種龍眼的可溶性酸性轉化酶活性較高、蔗糖磷酸合酶活性較低，而這可能是該品種龍眼蔗糖降解速度更快的直接原因。（編者注：石硤、立冬本和賜合種是不同的龍眼品種。）
其次，與糖分積累的階段相比，糖酵解途徑的基因表達、以及纖維素和木質素的含量，在糖分下降的階段有所增加。
另外，除了龍眼果實發育過程中必然存在的呼吸消耗，蔗糖轉運中斷也是龍眼蔗糖含量突然下降的關鍵。
簡而言之，糖酵解、纖維素和木質素的合成，以及蔗糖轉運中斷，是造成龍眼假種皮糖分下降的主要原因。
基於這一結果，該課題組構建了龍眼果肉糖分下降的調控模型。
在糖分積累階段，由葉片合成的蔗糖會透過蔗糖轉運蛋白轉運至假種皮，併發生呼吸消耗；
接著，當假種皮中的蔗糖達到峰值水平後，會開始抑制蔗糖轉運蛋白的表達，進而破壞蔗糖的正常轉運過程；
而在產生的蔗糖代謝物中，一部分會被呼吸消耗，另一部分會用來合成纖維素和木質素，這些都會造成龍眼果肉的含糖量降低。
圖丨龍眼糖分下降的調控模型（來源：LWT - Food Science and Technology）
近日，相關論文以《糖運輸中斷和糖的持續消耗導致成熟的“石硤”龍眼果實的糖含量下降》（）為題在 LWT - Food Science and Technology 上發表[1]。
圖丨相關論文（來源：LWT - Food Science and Technology）
廣東省農業科學院果樹研究所黃石連博士為該論文的第一作者，廣東省農業科學院果樹研究所副研究員擔任該論文的通訊作者。
據瞭解，為了延緩龍眼果肉的糖分下降，提高果實品質，該領域的研究人員通常採用抑制呼吸消耗的手段。
比如，在龍眼果肉成熟期間，噴灑魚藤酮、疊氮化鉀、疊氮化鈉等呼吸抑制劑。不過，這種方法會給人類和環境帶來一定的危害。
如今，基於這項研究，該團隊提供了一種透過調節糖轉運而非抑制呼吸消耗，來延緩龍眼果肉含糖量下降的新方法。
在成熟的果實中，可以藉助土壤桿菌的瞬時轉化，來增加蔗糖轉運蛋白或轉錄因子的表達。
或者將病毒誘導的基因沉默技術，用於沉默轉錄抑制因子的基因表達中，最終實現蔗糖轉運蛋白的持續表達。讓糖分持續輸送到龍眼假種皮中，延緩糖分下降。
事實上，由於與龍眼果肉蔗糖轉運蛋白相關的研究並不多，因此在該研究的基礎上，該課題組計劃繼續研究其生物學功能，以及在退糖過程中發揮的作用。
參考資料：
1.S., Huang, X., Lv.et al. Disrupted sugar transport and continued sugar consumption lead to sugar decline in ripe ‘Shixia’ longan fruit. LWT-Food Science and Technology 191, 115620(2023). https://doi.org/10.1016/j.lwt.2023.115620
支援：大義
排版：朵克斯
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