线粒体作为一类重要的细胞器，在生物体内通过有氧呼吸和氧化磷酸化为各类生理生化反应的有序进行提供能量。对于果实而言，线粒体不仅与果实的采后寿命密切相关，还参与了果实中有机酸、氨基酸、脂质及维生素等多种物质的代谢过程。此外，线粒体还是活性氧产生的重要场所。因此，线粒体在果实品质形成和维持及成熟衰老调控中具有重要作用。
近日，Horticulture Research在线发表了华中农业大学园艺林学学院程运江教授团队题为Isolation and comparative proteomic analysis of mitochondria from the pulp of ripening citrus fruit的研究论文。分离得到高纯度和膜结构完整的线粒体是表征其生理生化功能的前提。然而，对于水分含量较高的柑橘类果实，获得高纯度的果肉线粒体具有一定难度，表现在：果肉中线粒体的相对丰度较低，且初生和次生代谢物含量丰富，如有机酸、糖类、酚类、色素类，这些物质的存在都会严重干扰线粒体的分离和纯化。基于以上考虑，作者对匀浆方式、提取缓冲液成分、离心步骤等不断优化，最终利用差速离心结合Percoll密度梯度离心，成功从四个品种（温州蜜柑、椪柑、纽荷尔脐橙、沙田柚）的柑橘果肉中分离得到高纯度线粒体。Fig.1: Workflow diagram for the isolation and purification of mitochondria from the pulp of different citrus species.作者进一步对四个品种的线粒体蛋白组进行了表征，共鉴定到3533个非冗余蛋白，其中共有的蛋白主要参与了与能量代谢相关的生物学过程，例如三羧酸循环、氧化磷酸化和丙酮酸代谢；另一方面，蛋白组定量分析表明温州蜜柑和椪柑的线粒体蛋白表达谱呈现高度的相似性，类似的结果也体现在纽荷尔脐橙和沙田柚果实上，表明宽皮柑橘（温州蜜柑和椪柑）和紧皮柑橘（纽荷尔脐橙和沙田柚）的线粒体代谢存在显著差异，KEGG分析表明这些差异丰度蛋白主要与脂肪酸代谢和氨基酸代谢有关，这可能与两类柑橘不同的采后贮藏性能有关。Fig.7: Major similarities and differences in mitochondrial metabolism between loose-skinned and tight-skinned citrus fruits.此外，将柑橘线粒体蛋白组与已发表的其他作物（拟南芥、水稻、马铃薯、玉米）线粒体蛋白组进行比较，发现了一些功能未知的蛋白，表征这些蛋白将进一步扩充植物线粒体蛋白组，为揭示新的线粒体代谢路径或功能奠定基础。华中农业大学园艺林学学院博士生李欣为论文第一作者，程运江教授和王鹏蔚教授为共同通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和现代农业产业技术体系的支持。https://www.nature.com/articles/s41438-021-00470-w
