十年變三年 分子技術快速選出“新”蘋果

“芽變選種”在蘋果新品種選育中應用多年，但科研人員一直沒有找出這種方法背後的分子生物學機制。近日，山東農業大學陳學森教授團隊創新性地揭示蘋果轉錄因子MdMYB1啟動子甲基化水準與果皮花青苷含量有明顯的負相關關係，據此研發的新技術可使蘋果育種縮短近三年。該成果刊登在國際知名期刊《植物生物技術》上。

被譽為“水果之王”的蘋果無論口感還是營養價值，在水果中都名列前茅。我國蘋果種植面積和産量均佔世界50%以上。但選育出一個好品種動輒需要十餘年，如何縮短培育年限成為科研人員一直致力解決的難題。

果樹芽變是果樹體細胞突變的一種，是指突變發生在芽的頂端分生組織細胞中，當芽萌發長成枝條，在性狀上表現出與原性狀不同。科研人員通過對芽變發生的變異進行選擇，研發出芽變選種這一新品種選育方法。但對於果樹芽變的分子生物學機制，科研人員並不清楚。

果皮花青苷含量是影響著色程度的關鍵因素。學者們前期的研究發現，蘋果轉錄因子MdMYB1能夠調控蘋果果實花青苷的合成，從而影響果實著色。陳學森團隊系統研究不同蘋果芽變品種著色差異原因，發現蘋果轉錄因子MdMYB1啟動子甲基化水準與果皮花青苷含量呈現顯著的負相關關係，也就是説MdMYB1啟動子甲基化水準越高，果皮花青苷含量越低，果皮顏色就越淺，反之則果皮顏色就越深。

在這些理論成果支撐下，陳學森團隊創新性地研發了基於MdMYB1基因啟動子甲基化水準檢測的蘋果紅色芽變早期分子鑒定技術。這項技術把常規芽變選種方法與分子技術有機結合起來，實現了對蘋果紅色變異的早期、快速、準確的鑒定，提高蘋果芽變選種效率和準確度，明顯比常規芽變選種方法縮短2—3年的育種年限，並獲得國家發明專利。