核心观点 - 北京大学生命科学学院研究团队在《Cell》发表研究，揭示在低温冷藏条件下，采摘后草莓果实中经典生物钟失效，但一个由5个转录因子构成的全新“非经典准昼夜节律基因调控网络”仍能维持节律，并充当抵抗灰霉病的“守门人”，为农产品保鲜技术提供了新思路 [2][3][6][10] 研究背景与发现 - 大多数生物拥有由转录因子构成的基因调控网络（GRN）产生的昼夜节律系统（生物钟）[2] - 对植物和哺乳动物昼夜节律GRN的比较表明，保守的是网络架构而非组成成分，暗示节律生成能力不限于经典网络[2] - 研究团队发现，采摘后冷藏（4°C）的草莓果实中，经典生物钟核心组件（如FvLHY和FvTOC1）的表达节律完全消失[7] - 然而，草莓果实内部的新陈代谢仍维持着昼夜节律[7] - 通过RNA测序分析，发现采摘后冷藏的草莓果实中有275个基因保持着清晰的昼夜表达节律[8] 非经典准昼夜节律基因调控网络的特性 - 从275个节律基因中，发现了一个由5个未被表征的转录因子（FvGRAS、FvMYB109、FvVOZ、FvERF4和FvERF105）构成的调控网络，命名为“非经典准昼夜节律基因调控网络”[8] - 该网络具备生物钟关键特征：自由运行周期接近24小时；具有温度补偿能力；能被温度循环等外界信号重新设定和同步[8] - 其节律持续性不如经典生物钟长久，在长时间自由运行条件下会逐渐衰减，因此被定义为“准”昼夜节律[8] - 研究团队开发异源重建系统，在异源植物烟草中成功重建了该完整基因调控网络，证明了其本身具有产生昼夜节律的能力[9] 网络的功能与实际应用潜力 - 在草莓果实中特异性干扰该“生物钟”后，果实对灰霉菌（Botrytis cinerea）的易感性显著增强[9] - 这表明该网络并非可有可无的备选生物钟，而是能够“门控”并促进草莓的防御反应[9] - 在低温储存压力条件下，经典生物钟失效，该非经典生物钟协调下游防御相关基因的节律性表达，帮助果实更有效地抵抗病原菌侵袭，延长保鲜期[9] - 这些发现深化了对生命节律起源与多样性的理解，为农产品采摘后保鲜技术的开发提供了全新思路[10] - 未来或可通过调控该非经典生物钟来增强水果抗病性，减少冷藏保存和运输过程中的损耗[10]