Angesichts des steigenden wirtschaftlichen Wertes von domestizierten Äpfeln mit weltweit über 83 Millionen Tonnen Erntemenge werden nach wie vor neuartige Sorten gezüchtet. Dazu gehören beispielsweise rot-fleischige Äpfel, die durch Kreuzung von wildrote-fleischigen Äpfeln mit domestizierten Sorten entstehen. Große rotfleischige Äpfel sind jetzt erhältlich, leiden aber unter einer erhöhten Häufigkeit der enzymatischen Bräunung. Eine an Frontiers in Plant Science veröffentlichte Studie hat den Zusammenhang zwischen der Erhöhung anthocyaninbedingter Transkriptionsfaktoren und einer unerwünschten Fruchtstörung gezeigt. Die beschleunigte Weiterentwicklung der Reife durch vorzeitige Ethyleninduktion hat Auswirkungen auf die Züchtung hochwertiger neuartiger rotfleischiger Sorten.
Die Erhöhung des Anthocyangehalts in Obst und Gemüse ist für viele Kulturen ein Zuchtziel. In einigen Früchten, wie beispielsweise Tomaten, erhöhen höhere Anthocyankonzentrationen die Lagerfähigkeit und Haltbarkeit. Im Gegensatz dazu haben stark anthocyanische rotfleischige Äpfel die erhöhte Wahrscheinlichkeit einer inneren Bräunungsstörung des Fleisches (IBFD).
Wissenschaftler des New Zealand Institute for Plant and Food Research haben IBFD untersucht, indem sie die Äpfel der Royal Gala-Sorte MYB10 (35S:MYB10), die Früchte mit hochpigmentiertem Fleisch produzieren, mit dem unter den gleichen Bedingungen angebauten Standard Royal Gala Wild Type (WT) verglichen haben.
„Wir sahen kein häufiges Auftreten von IBFD in WT Royal Gala, aber die Überexpression von MYB10 im gleichen genetischen Hintergrund führte zu einer hohen IBDF-Rate. Wir bewerteten Konzentrationen potenzieller Substrate für IBDF. Ein Vergleich der Metaboliten in diesen Äpfeln zeigte, dass Anthocyane, Chlorogensäure, Pro-Cyanidine, Flavon-3-ole und Quercetin in den MYB10-Linien höher waren.“
Die Wissenschaftler erklären: „Interne Ethylenkonzentrationen wurden während der gesamten Fruchtentwicklung gemessen und waren signifikant höher in 35S:MYB10-Linien. Außerdem wurde Ethylen in einer früheren Entwicklungsphase vor der Ernte entdeckt. Die Expressionsanalyse von Schlüsselgenen im Zusammenhang mit der Ethylenbiosynthese (Aminocyclopropan-1-carbonsäure-Synthase und -Oxidase; ACS und ACO) und Polyphenol-Oxidase (PPO) zeigte das Potenzial für eine erhöhte Ethylenproduktion und den Mechanismus für eine verbesserte PPO-vermittelte Bräunung. Die Expression eines Transkriptionsfaktors der Ethylen Response Factor (ERF)-Klasse, ERF106, wurde im roten Fleisch erhöht. Die Analyse der transkriptionellen Aktivierung durch MYB10 zeigte, dass dieser Transkriptionsfaktor die Expression der Gene ACS, ACO und ERF106 aktivieren könnte.“
Quelle: Richard V. Espley, Davin Leif, Blue Plunkett, Tony McGhie, Rebecca Henry-Kirk, Miriam Hall, Jason W. Johnston, Matthew P. Punter, Helen Boldingh, Simona Nardozza, Richard K. Volz, Samuel O’Donnell and Andrew C. Allan, 'Red to Brown: An Elevated Anthocyanic Response in Apple Drives Ethylene to Advance Maturity and Fruit Flesh Browning', Oktober 2019, Frontiers in Plant Science, Ausg. 10, Artikel 1248.