解码采后草莓生物钟的“精准抗病”逻辑
解码采后草莓生物钟的“精准抗病”逻辑
草莓是典型的非呼吸越变型水果，需要完全成熟后才能采摘，这为采后草莓的储运带来了巨大的风险。草莓在脱离母体植株后的储运过程中，极易遭受病原菌的“围猎”，腐烂率常居高不下，不仅造成年产约30%的巨额损耗，更带来惨重的直接经济损失，已成为制约产业发展的“卡脖子”痛点。
值得注意的是，现有研究多聚焦于田间抗病，却忽视了采后流通环节中“生物钟紊乱”与“免疫逃逸”的因果关联。当草莓经历跨时区的运输和冷藏库的恒暗或恒亮环境，其内在的“计时系统”必然发生偏移，进而导致由生物钟精密调控的植物免疫防线出现“空窗期”。因此，系统解析采后草莓“生物钟-免疫”轴的互作机制，不仅是破解跨国贸易中高损耗难题的关键钥匙，更是开发绿色、长效保鲜技术，护航我国草莓进出口贸易高质量发展的迫切需求。
近日，北京大学生命科学学院王伟团队在《细胞》发表研究论文。该研究从草莓出发，以生活中常见的极端环境（采后草莓低温存储：持续低温、持续光照、持续营养匮乏）为研究背景，发现了植物新型生物钟网络与免疫的互作机制，为全面理解生物钟提供了重要的参考资料；也为未来果蔬保鲜、品质调控乃至作物抗逆研究，提供了全新的视角与工具。
草莓 课题组供图
论文配图 课题组供图
研究发现，草莓果实中的经典生物钟基因调控网络在采后冷藏环境中失去了稳健的昼夜节律表达。以此极端环境（持续光照、持续低温、饥饿胁迫）为出发点，该研究团队进一步评估了草莓果实全局转录组的节律性，并发现包括蛋白质生物合成、折叠和储存在内的生物过程相关基因仍表现出显著的节律性振荡。通过实验与分析相结合，研究团队首次发现并鉴定到了一个具有生物钟网络特性的非经典类生物钟基因调控网络。
为了探究极端环境中的草莓生物钟网络与免疫的关系，研究团队选择了常见的草莓致病菌“灰霉菌”进行了时序性的接种实验。实验结果表明，当采后草莓果实具有生物节律稳态时，草莓对灰霉菌的抗性同样表现为节律性；而当采后草莓果实失去节律稳态时，草莓对灰霉菌的抗性也失去了节律性。此外，比较节律正常和失常的采后草莓中的菌量可发现，节律正常的草莓对灰霉菌侵染的抗性更强。以上结果说明，尽管极端环境会破坏植物经典的生物钟，但为了生存，植物可能会激活替代性的基因调控网络来行使类生物钟的功能，从而精准调控植物的免疫过程。这一研究不仅揭示了采后植物器官中的生物钟调控机制，为全面理解生物钟和免疫的互作提供了重要的参考资料；也为未来果蔬保鲜提供了新的思考方向。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.04.033