十年变三年 分子技术快速选出“新”苹果

“芽变选种”在苹果新品种选育中应用多年，但科研人员一直没有找出这种方法背后的分子生物学机制。近日，山东农业大学陈学森教授团队创新性地揭示苹果转录因子MdMYB1启动子甲基化水平与果皮花青苷含量有明显的负相关关系，据此研发的新技术可使苹果育种缩短近三年。该成果刊登在国际知名期刊《植物生物技术》上。

被誉为“水果之王”的苹果无论口感还是营养价值，在水果中都名列前茅。我国苹果种植面积和产量均占世界50%以上。但选育出一个好品种动辄需要十余年，如何缩短培育年限成为科研人员一直致力解决的难题。

果树芽变是果树体细胞突变的一种，是指突变发生在芽的顶端分生组织细胞中，当芽萌发长成枝条，在性状上表现出与原性状不同。科研人员通过对芽变发生的变异进行选择，研发出芽变选种这一新品种选育方法。但对于果树芽变的分子生物学机制，科研人员并不清楚。

果皮花青苷含量是影响着色程度的关键因素。学者们前期的研究发现，苹果转录因子MdMYB1能够调控苹果果实花青苷的合成，从而影响果实着色。陈学森团队系统研究不同苹果芽变品种着色差异原因，发现苹果转录因子MdMYB1启动子甲基化水平与果皮花青苷含量呈现显著的负相关关系，也就是说MdMYB1启动子甲基化水平越高，果皮花青苷含量越低，果皮颜色就越浅，反之则果皮颜色就越深。

在这些理论成果支撑下，陈学森团队创新性地研发了基于MdMYB1基因启动子甲基化水平检测的苹果红色芽变早期分子鉴定技术。这项技术把常规芽变选种方法与分子技术有机结合起来，实现了对苹果红色变异的早期、快速、准确的鉴定，提高苹果芽变选种效率和准确度，明显比常规芽变选种方法缩短2―3年的育种年限，并获得国家发明专利。