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園藝產(chǎn)品易腐的特性以及貯藏過(guò)程中的不利因素，導(dǎo)致了采后損失和保質(zhì)期的限制。富氫水  （HRW）作為一種有效的氫氣（H?）供應(yīng)體，被視為園藝產(chǎn)品采后保鮮的新型綠色策略。這篇綜述全面概述了富氫水在園藝產(chǎn)品保鮮方面的應(yīng)用進(jìn)展，包括植物中氫氣的潛在產(chǎn)生機(jī)制、富氫水的制備和應(yīng)用方法，以及富氫水改善采后園藝產(chǎn)品品質(zhì)的潛在機(jī)制。研究結(jié)果表明，富氫水能夠通過(guò)調(diào)節(jié)代謝途徑和分子響應(yīng)來(lái)維持園藝產(chǎn)品的品質(zhì)和抗逆性，這些調(diào)節(jié)作用涉及氧化防御、能量穩(wěn)態(tài)、呼吸作用、細(xì)胞壁完整性、乙烯生物合成、相關(guān)基因表達(dá)以及植物信號(hào)的相互作用。這篇綜述中所獲取的信息，有望為富氫水在采后園藝產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。   “氫”助鄉(xiāng)村振興        
 引言   作為一種多功能的有益且環(huán)保的氣體，分子氫（H?）在過(guò)去幾年里一直是人們關(guān)注的話(huà)題，并且在生物科學(xué)領(lǐng)域，如生物醫(yī)學(xué)、植物生理學(xué)和農(nóng)業(yè)實(shí)踐中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，越來(lái)越多的研究表明，基于氫氣的治療方法對(duì)多種人類(lèi)疾病具有優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)榉肿託渚哂锌寡趸偷淖饔?。此外，大量研究表明，氫氣在植物生理學(xué)方面具有重要影響，并且在農(nóng)業(yè)實(shí)踐中具有應(yīng)用價(jià)值。氫氣處理能夠促進(jìn)種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、根系伸長(zhǎng)、生物功能化合物的積累、氣孔關(guān)閉，以及植物對(duì)多種生物和非生物脅迫的共生抗性。分子氫參與了植物體內(nèi)多種生理代謝過(guò)程，包括抗氧化反應(yīng)、花青素合成、光合作用、能量代謝，以及分子響應(yīng)和信號(hào)通路。近年來(lái)，氫氣處理不僅被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中以促進(jìn)植物生長(zhǎng)和提高作物產(chǎn)量，還被應(yīng)用于園藝產(chǎn)品的采后保鮮，以保持產(chǎn)品品質(zhì)并延長(zhǎng)保質(zhì)期。 富氫水（HRW）是一種穩(wěn)定且有效的氫氣供應(yīng)體，通過(guò)特定操作將氫氣溶解在純水中制備而成。大澤等人報(bào)道了將富氫水作為氫氣研究的載體。近年來(lái)，富氫水已發(fā)展成為外源性氫氣輸送的重要來(lái)源，并在農(nóng)業(yè)應(yīng)用、植物生長(zhǎng)、抗逆性、食品儲(chǔ)存以及運(yùn)輸鏈保鮮等方面顯示出積極的影響。富氫水具有促進(jìn)種子萌發(fā)和根系生長(zhǎng)的潛力，能夠增強(qiáng)植物對(duì)金屬、鹽分、寒冷、高溫以及生物脅迫的抗性，并延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。作為一種常用的氫氣供體，富氫水參與植物生理過(guò)程的機(jī)制也是基于氫氣分子的作用，這涉及到抗氧化反應(yīng)、糖代謝、光合作用、基因表達(dá)的調(diào)控，以及與植物和其他信號(hào)分子（如一氧化氮和一氧化碳）的相互作用。 園藝產(chǎn)品，包括水果、蔬菜和花卉，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、觀賞價(jià)值和眾多的健康益處。由于生物現(xiàn)象和不適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存因素，它們極易發(fā)生品質(zhì)劣化、衰老、采后病害和生理失調(diào)等問(wèn)題，這對(duì)供應(yīng)鏈和經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。保鮮技術(shù)的發(fā)展對(duì)于減少采后損失和保持園藝產(chǎn)品的品質(zhì)至關(guān)重要。近年來(lái)，大量研究表明，富氫水是一種有效的措施，可用于保持園藝產(chǎn)品的采后品質(zhì)并延長(zhǎng)其保質(zhì)期，例如獼猴桃、刺梨果實(shí)、小白菜、荔枝、黃秋葵、切花洋桔梗等。此外，研究人員對(duì)富氫水在采后儲(chǔ)存期間參與園藝產(chǎn)品生理代謝和分子響應(yīng)的生化機(jī)制越來(lái)越感興趣（圖1）。 盡管最近的研究表明，由于其安全性和便利性，富氫水是一種新興的園藝產(chǎn)品綠色保鮮技術(shù)，但在總結(jié)富氫水對(duì)采后園藝產(chǎn)品的影響方面仍存在空白。本文旨在概述富氫水在園藝產(chǎn)品保鮮應(yīng)用方面的最新進(jìn)展，以及富氫水影響采后園藝產(chǎn)品生理代謝和分子響應(yīng)的可能機(jī)制。 
 植物中氫氣的潛在產(chǎn)生機(jī)制   已證實(shí)低等植物中氫氣的產(chǎn)生和利用是由藻類(lèi)葉綠體中的氫化酶介導(dǎo)的，氫化酶與光和硫氧還蛋白環(huán)蛋白  （Fd）相互作用，并進(jìn)一步接受電子以產(chǎn)生氫氣。然而，高等植物中氫氣的產(chǎn)生機(jī)制效率相對(duì)較低。近年來(lái)，在水稻、苜蓿和擬南芥等高等植物中觀察到了內(nèi)源性氫氣的產(chǎn)生，并且在高等植物的基因組中已經(jīng)鑒定出了幾個(gè)同源氫化酶基因。曾等人發(fā)現(xiàn)，水稻幼苗中假定氫化酶基因的表達(dá)與氫化酶活性一致，并進(jìn)一步影響了植物體內(nèi)內(nèi)源性氫氣的積累。此外，獼猴桃和番茄的果肉以及切花洋桔梗的莖也表現(xiàn)出了產(chǎn)生氫氣的能力。莫帕爾蒂和哈格霍爾發(fā)現(xiàn)線粒體復(fù)合物I  與鎳-鐵氫化酶之間存在同源性。這些結(jié)果表明，氫化酶可能在高等植物中廣泛存在，并且葉綠體可能是高等植物中產(chǎn)生氫氣的關(guān)鍵部位。 曾等人提出，植物體內(nèi)內(nèi)源性氫氣的產(chǎn)生是由某些誘導(dǎo)的，包括脫落酸、茉莉酸和乙烯，以及干旱和鹽脅迫。曹等人發(fā)現(xiàn)萘乙酸能觸發(fā)番茄幼苗中內(nèi)源性氫氣的產(chǎn)生。王等人報(bào)道，由氫化酶1介導(dǎo)的氫氣產(chǎn)生伴隨著植物中植物褪黑素的增加。這些報(bào)道表明，植物中氫氣的產(chǎn)生可能受到信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，并與脅迫信號(hào)相關(guān)。高等植物中內(nèi)源性氫氣代謝的完整機(jī)制仍需要進(jìn)一步探索。 
 富氫水的制備和應(yīng)用方法   作為一種環(huán)保的替代品，氫氣是一種理想的生物調(diào)節(jié)劑，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域以促進(jìn)植物生長(zhǎng)、發(fā)育和抗逆性。傳統(tǒng)利用氫氣的方法通常是將氣體引入封閉環(huán)境中。然而，運(yùn)輸和應(yīng)用中缺乏純氫氣可能會(huì)增加整體風(fēng)險(xiǎn)水平，并限制氫氣在相關(guān)研究中的應(yīng)用。（44）因此，有必要開(kāi)發(fā)一種安全有效的外源性氫氣供體。與氫氣相比，富氫水在生產(chǎn)和應(yīng)用中是一種相對(duì)廉價(jià)且安全的策略，在實(shí)際應(yīng)用中更具可行性。 大澤等人首先通過(guò)在0.04兆帕的壓力下，在2小時(shí)內(nèi)將飽和氫氣溶解在改良的伊格爾培養(yǎng)基中制備了富氫水，該富氫水表現(xiàn)出細(xì)胞保護(hù)和清除羥基自由基的能力，并被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。先前的研究表明，富氫水制備的技術(shù)難點(diǎn)在于通過(guò)控制氫氣的溢出速率來(lái)實(shí)現(xiàn)氫氣在水中的富集。氫氣在水中的飽和度約為1.6ppm，這很難達(dá)到。最常見(jiàn)的富氫水制備方法是通過(guò)鼓泡將氫氣直接引入水中，以產(chǎn)生氫氣飽和溶液（1.6ppm，0.78毫摩爾）。蘇等人通過(guò)將氫氣發(fā)生器產(chǎn)生的純化氫氣（99.99%，體積分?jǐn)?shù)）以150毫升每分鐘的速率鼓泡并溶解在1000毫升營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基中約30分鐘，制備了飽和富氫水。關(guān)等人使用富氫水制備設(shè)備，在高壓（0.4兆帕）下將分子氫溶解在水中，制備出了過(guò)飽和度為2ppm的富氫水。此外，還開(kāi)發(fā)了氫納米氣泡水（HNW），通過(guò)將氫氣破碎成納米級(jí)氣泡，然后使用氫納米氣泡水發(fā)生器將其注入蒸餾水中，以提高氫氣在水中的保留率和有效性。這些納米氣泡具有直徑小于500納米、內(nèi)部壓力高、表面積大以及表面帶負(fù)電荷等特點(diǎn)，極大地增加了水中氫氣的含量和穩(wěn)定性。此外，李等人提出，特殊配方或涂層的氫化鎂（MgH?）可以在溶液中更長(zhǎng)時(shí)間、更持續(xù)地釋放氫氣。考慮到氫化鎂作為氫氣供體可能會(huì)產(chǎn)生鎂等副產(chǎn)物，以及用于鈍化反應(yīng)的化學(xué)涂層可能會(huì)引起不良反應(yīng)，氫化鎂的應(yīng)用需要進(jìn)一步完善。然而，值得一提的是，富氫水的濃度取決于所使用的設(shè)備類(lèi)型和方法，并且用于檢測(cè)氫氣濃度的方法各不相同，這使得精確測(cè)定每項(xiàng)研究中富氫水的濃度具有挑戰(zhàn)性。因此，實(shí)際有效氫氣濃度的不確定性限制了富氫水應(yīng)用的商業(yè)可行性。 富氫水處理在農(nóng)業(yè)中提供了一種比其他氫氣供體更簡(jiǎn)單、更安全、更可行的實(shí)用方法。富氫水在水果、蔬菜和切花等采后園藝產(chǎn)品上的應(yīng)用方法主要是浸泡和噴灑。新鮮水果和蔬菜或鮮切產(chǎn)品可以通過(guò)浸泡在富氫水中來(lái)接觸氫氣。對(duì)于采后花卉的應(yīng)用，富氫水可以添加到供水中，或者噴灑在葉子或花瓣上。先前的研究表明，富氫水對(duì)不同植物物種的影響是不同的，在采后園藝產(chǎn)品中也是如此，這是由于個(gè)別園藝產(chǎn)品的植物毒性反應(yīng)不同所致。此外，富氫水在不同新鮮農(nóng)產(chǎn)品中的有效應(yīng)用濃度差異很大，并且觀察到報(bào)道的結(jié)果存在一些差異。例如，有報(bào)道稱(chēng)，保持切花洋桔梗、百合、康乃馨采后品質(zhì)的富氫水濃度分別為10%、5%和1%；對(duì)于獼猴桃、刺梨、小白菜，有效濃度分別為80%、60%和50%。因此，針對(duì)個(gè)別園藝產(chǎn)品保鮮的富氫水具體處理方案需要進(jìn)一步研究。