近日，来自山东农业大学食品科学与工程学院石晶盈教授团队在Food Chemistry上发表了题为Methionine represses gray mold of tomato by keeping nitric oxide at an appropriate level via ethylene synthesis and signal transduction的研究论文。该研究揭示了甲硫氨酸（Methionine, Met）抑制番茄果实灰霉病发展的作用机理，为番茄果实的贮藏保鲜提供了新理论依据。
番茄因富含维生素、番茄红素等营养物质，而深受广大消费者青睐。但是连年的栽培及贮藏条件不当导致番茄的病害越来越严重，其中由灰霉菌（Botrytis cinerea）引起的灰霉病是番茄最常见的病害之一。目前，采后病害的控制主要依靠化学杀菌剂。然而，由于农药残留和环境污染等问题，化学杀菌剂的使用逐渐受到限制。因此，亟需寻求更安全、更高效、更环保的防治方法来控制采后病害。甲硫氨酸是一种含硫必需氨基酸，无毒无害且易溶于水，具有较高的安全性。研究表明，甲硫氨酸参与植物生长和抗病性过程，但是甲硫氨酸对番茄果实灰霉病的抑制机理还不是很明晰。
课题组前期的研究发现，适宜的NO水平有利于增强番茄果实抗病性，GABA可通过调节GSNOR帮助番茄果实维持NO平衡(Wang et al., 2022)。在本研究中，研究者发现5 mM Met对灰霉菌菌丝生长和孢子萌发并不具有直接抑制作用，但却显著降低了番茄果实灰霉病的病变直径和发病率。相反，AVG和cPTIO处理增加了番茄果实对灰霉病的易感性。Met处理诱导了CHI和GNS活性，上调了SlCHI、SlGNS、SlPR1和SlNPR1的表达水平。同时，Met预处理正调控与乙烯合成相关的基因（SlACS2/4、SlACO4/6和SlERF1/B4/C3）、与NO合成相关的基因（SlNR）及与NO代谢相关的基因（SlGSNOR）。同时，与对照组相比，Met降低了ACS4和ACO6的亚硝基化水平。该研究阐明了甲硫氨酸通过提高番茄果实中与ACS和ACO相关的酶的活性和基因表达水平，从而促进番茄果实中乙烯积累和信号传导。乙烯合成途径关键蛋白的去亚硝基化作用促进了NO的生物合成和代谢，使得NO在体内保持相对稳定的水平，最终增强了番茄果实对灰霉菌的抗性。
图1 甲硫氨酸抑制番茄果实灰霉病发展的作用机理图
山东农业大学硕士研究生张巧材和张耸博士为该论文第一作者，石晶盈教授和宋遵阳副教授为通讯作者，新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所所长吴斌研究员参与了该研究。该研究得到了国家自然科学基金、山东省重点研发计划（重大科技创新工程）和山东省自然科学基金的资助。
编 辑：万 千
审 核：贾 波
