（研究成果)确定与苹果果肉褐变容易度相关的染色体区域 -加快培育切割不褐变的品种-

Wsz6868 2022-01-22

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信息发布日期: 2022年1月20日(周四) 农研机构青森县产业技术中心

重点农研机构和青森县产业技术中心通过大规模的遗传分析，确定了3处与苹果果肉容易褐变相关的染色体区域，开发了用于选拔这些区域的DNA标记1 )。本成果有望大大提高品种改良的效率，加快培育即使切果实也不会褐变的苹果品种。

概要以“藤萝”为首的大部分苹果品种，如果切下果实，会在短时间内变色(褐变)成茶褐色，破坏外观和风味。在那里，将苹果作为水果流通的时候，为了抑制引起褐变的果肉中的多酚氧化，要进行处理和包装。为了消除这些麻烦和成本，要求开发即使切果实也不易褐变(难果肉褐变性)的苹果品种。

到目前为止，不褐变的苹果品种共登记了“煽动27”和“EdenTM )两个品种，但与难果肉褐变相关的遗传信息尚不清楚。这次，农研机构和青森县产业技术中心通过大规模的遗传分析，确定了与苹果果肉容易褐变相关的染色体区域。

褐变的“藤萝”

对使用“青27”和“纳米金”等28个品种作为交配亲本培育的数百个苹果树上的果实，进行了比切割条件更严格的氧化条件“磨碎”，评价了其褐变的难易程度。同时，对苹果全染色体领域的1万个地方进行了遗传分析，确定了3个与果肉褐变容易度相关的染色体领域。另外，开发了用于选拔这三个区域的DNA标记。通过现有品种和验证育种群体比较，3个染色体区域基因型预测果肉褐变的难易程度与实际褐变的难易程度吻合较好。利用开发的DNA标记，可以在幼苗阶段选择不易褐变的个体，因此品种改良的效率会大幅提高。本成果有望加速培育不易褐变的苹果品种，创造新的需求。

相关信息预算:战略性创新创造计划( SIP2)“智能生物产业农业基础技术”、农林水产研究推进事业委托项目研究(园艺需求)、运营费补助金

咨询方式研究推进负责人:农研机构果树茶业研究部门所长汤川智行研究负责人:农研机构果树茶业研究部门果树品种培育研究领域高级研究员国久已久的檐美由纪青森县产业技术中心苹果研究所主任研究员田泽纯子青森县产业技术中心弘前工业研究所功能性素材开发部长五十岚惠宣传负责人:农研机构果树茶业研究部门研究推进部研究推进室果树合作协调人大崎秀树青森县产业技术中心苹果研究所研究管理监初山庆道咨询采访申请新闻稿(电子邮件表格)

详细信息开发的社会背景以“藤萝”为首的大部分苹果品种，如果切开或切下果实，果肉接触空气，就会在短时间内褐变，随着外观的下降，商品价值也会受损。为了使苹果作为切割水果流通，抑制果肉中多酚成分氧化的处理和包装需要花费时间和成本。为了满足中餐、供餐、断奶、甜点配料等方面的鲜果需求，开发出即使切碎也不会褐变的品种是被要求的。

研究的经过迄今为止，与苹果难果肉褐变性相关的遗传信息尚不清楚，难以有计划地培育不易褐变的品种。因此，难果肉褐变的苹果品种极为罕见，世界上也只知道“煽动27”和“EdenTM”。但是，“青27”的流通期间一般为冷藏，只有2个月左右，另外，海外品种“EdenTM”目前还没有望在国内普及。因此，为了有效地推进品种培育，农研机构和青森县产业技术中心决定利用近年来进展显着的基因组分析技术，通过大规模的遗传分析确定导致难果肉褐变的染色体区域。研究的内容意义

1.从以“青27”和“纳米金”等28个品种为亲本的24个组合杂交培育的468个个体的苹果树中收获果实，磨碎果肉褐变程度24小时后进行了评价。结果分为6个等级(褐变指数0 :无、1 :难、2 :低、3 :中、4 :高、5 :甚)，利用该指数可定量评价各个体果肉褐变性(图1 )。

2.利用这468个个体的果肉褐变指数以及遍布全染色体区域的约1万处信息进行遗传分析，在第5染色体、第16染色体和第17染色体上发现了3处果肉褐变的原因区域(图2 )。另外，开发了用于选拔这些区域的DNA标记。发现在各区域DNA标记基因型为难褐变性纯合3 )的个体不易褐变。

3.第5染色体的区域与多酚氧化酶(多酚氧化酶)的作用相关的区域一致，第16和第17染色体的区域与多酚类(儿茶素、原花青素、绿原酸)含量相关的区域一致，表明果肉褐变依赖于多酚量及其氧化酶的作用。

4.调查了86个现有品种(青27、相连、藤萝等)的果肉褐变指数，与3个染色体区域中标记基因型为难褐变性纯合的区域的数量进行比较后，确认难褐变性纯合区域的数量越多，褐变性越低(图3 )

5.对用于品种培育的杂交组合“青27”×“纳米金”157个个体，利用开发的DNA标记调查了难褐变性纯合区域的数量。等待结果调查果肉褐变指数时，难褐变性纯合区域数为“2”的个体大多为指数1以下的难褐变性，由此确认本技术对难褐变性个体的选拔实际有效(图4 )。

今后的预定期待本研究揭示的3个致病染色体领域的相关信息和开发的DNA标记，对于难果肉褐变的苹果品种的培育很有用。例如，从这些染色体领域的信息中，可以选择容易产生难果肉褐变个体的双亲，建立育种集团。另外，利用识别这些染色体区域的DNA标记，可以在幼苗阶段选拔难果肉褐变的个体。因此，通过利用本技术，可以有战略地进行以往由于获得概率非常低而几乎没有被致力于的难果肉褐变性苹果的培育。今后，农研机构和青森县产业技术中心将使用开发的技术，推进品种的开发。果肉不易褐变的苹果品种的培育，有望拓展苹果加工品的活用场面，创造新的需求。本技术通过论文发表等，谁都可以活用。

用语解说 DNA标记是指检测不同等位基因不同DNA碱基序列差异( DNA多态性)的标记。根据多态性的种类及其检测方法的不同，有简单重复序列和单核苷酸置换等多种类型。

“煽动27”和“EdenTM” “青27”是青森县产业技术中心苹果研究所通过“金星”与“玛希7”的杂交培育出来的，是2008年注册的品种，“EdenTM”是加拿大农业粮食研究中心( AAFC )从“琳达”和“乔纳马克”的交配到20世纪70年代培育的品种。

同质接合生物基本上成对拥有两条染色体。这是在生殖上从父亲、母亲那里继承的随机的一根。这两条同质的就叫同质结，异质的就叫异质结。如果两条染色体都是难褐变因素，则不易褐变；如果其中一条或两条染色体都是褐变因素，则容易褐变。

发表论文Kunihisa M, Hayashi T, Hatsuyama Y, Fukasawa-Akada T, Uenishi H, Matsumoto T, Kon T, Kasai S, Kudo T, Oshino H, Yamamoto T & Tazawa J. (2021) Genome-wide association study for apple flesh browning: detection, validation, and physiological roles of QTLs. Tree Genetics & Genomes 17: 11.