莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn.)富含丰富的营养物质,具有很高的观赏和食用价值。鲜切莲藕是一种卫生且可食性高达100%的方便食品。加工和保鲜过程中鲜切莲藕的褐变制约着莲藕产业的健康发展。因此,研发能够抑制鲜切莲藕褐变、有效保持鲜切莲藕品质且方便操作的保鲜技术,具有重要意义。褪黑素是一种关键的生物活性分子,它参与调节植物的各种生理过程。新的研究表明,褪黑素可以作为一种新型的水果和蔬菜保鲜剂,抑制果实腐烂。本研究采用0.15 mmol/L的褪黑素处理鲜切莲藕10min,以蒸馏水为对照。将处理后的藕片沥干水分后放置于塑封袋内,于4℃冰箱内放置14天。旨在研究外源性褪黑素对鲜切莲藕贮藏14天期间褐变的影响,并揭示其抑制褐变的调节机制。从鲜切莲藕品质和生理生化的角度研究褪黑素对鲜切莲藕保鲜效果的影响,褪黑素处理对鲜切莲藕L*值的下降能有效抑制,以及抑制a*,b*和ΔE的上升,维持其感官品质;与对照组相比褪黑素处理能够降低MDA,H_2O_2的含量,并且BLZ945采购增强SOD、APX和DHAR等ROS清除酶的催化活性,降低PPO和POD的活性。此外,褪黑素处理对鲜切莲藕类黄酮含量也有影响,与对照组相比褪黑素处理组明显降低鲜切莲藕中类黄酮的含量,并抑制类黄酮生物合成途径中的关键酶4CL、CHI和PAL的催化。通过RNA-seq筛选外源褪黑素调节的关键基因,分析其抑制鲜切莲藕褐变的分子机制。我们选了对照组和褪黑素处理组第0天、8天和14天共15个样本,共产出89.15Gb数据,对差异表达基因(DEGs)进行了筛选,鉴别出的差异表达基因包括MT8与CK8Baf-A1核磁的857个DEGs(384个上调,473个下调)和MT14与CK14的862个DEGs(433个上调,429个下调)。为了确定DEGs的功能,我们进行了Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)的富集分析。在MT8与CK8的对比组中,苯丙烷代谢、黄酮类生物合成和谷胱甘肽代谢途径明显富集。RNA-seq表明,参与苯丙烷途径的DEGs,在第8天或第14天的褪黑素处理组中被下调,包括PAL、POD、4CL、COMT和HCT。为了确定褪黑素处理对类黄酮生物合成的影响,研究了参与类黄酮代谢途径的关键基因,如CHS、CHI和DFR。我们对差异基因的表达量进行了热图分析,发现褪黑素处理显著降低了鲜切莲藕中CHS的表达。此外,CHI的表达在第8天的褪黑素处理组明显低于对照组。DFR的表达在第8天褪黑素处理组也明显被抑制,而在14天两组之间没有明显差异。在PPO中也检测到类似的表达情况,在第8天褪黑素处理组表达量下降,在第14天两组中没有差异。褪黑素处理过的鲜切莲藕中PAL、CHI、4CL和PPO基因的表达量下降,与它们在贮藏后的酶活性下调相一致。然而,编码SOD、APX和DHAR的基因,在褪黑素处理组和未处理组之间的转录水平上没有明显差异。SWomen in medicineOD、APX和DHAR的酶活性的相关差异可能归因于转录后的调控作用。褪黑素处理能够促进转录因子MYB5、MYB6和MYB308表达。其中基因共表达分析(GCN)表明,上调的MYBs转录因子与PPO以及参与黄酮类生物合成和苯丙氨酸生物合成的相关基因表达负相关,与谷胱甘肽代谢的相关基因表达正相关。我们的研究表明,褪黑素通过激活MYB5、MYB6和MYB308转录因子表达,抑制黄酮类和苯丙烷生物合成的关键基因表达,延缓鲜切莲藕褐变。