‘蜜脆’ב秦冠’苹果 F1 代果实香气物质的遗传分析与 QTL 定位

Aroma is one of the key quality attributes of apple (Malus domestica Mill.) fruit. Therefore, improving aroma quality of apple is an important breeding goal and has gained increasing attention since the first report on apple aroma breeding based on hybrid population in 2005.The special aroma of ‘Honeycrisp’ fruit has honey note, and 1,3-octanediol and other glycols dominate the aroma profile in its flesh. However, the academic reports on genetic model and biosynthesis mechanism of glycols are rare. In this research, to reveal the genetic model and key loci for the biosynthesis of glycols , genetic model in glycols production will be investigated using a segregating population from a ‘Honeycrisp’ × ‘Qinguan’ cross by GC-MS, while genetic map will be constructed by GBS. Then, QTL loci and SNP markers for the production of aroma compounds will be identified based on association analysis, followed by verification for the above results. This project will supply theoretical foundation for aroma quality improvement of apple breeding program, and it will also provide important information for genetic model and biosynthesis of aroma compounds especially glycols in apple fruit.

香味品质是苹果果实品质性状的重要组成部分，改善香味品质是苹果重要育种目标之一。基于杂交群体进行香味品质育种的研究自 2005 年首次见诸报道后日益受到关注。‘蜜脆’果实香气独特，呈蜂蜜味，1,3-辛二醇等二醇类物质是果肉中最主要的香气物质，然而目前深入研究二醇类香气物质遗传规律及其在植物中合成机制的报道未见。本项目基于 GC-MS 分析‘蜜脆’ב秦冠’ F1 代分离群体香气物质尤其是二醇类香气物质的遗传规律，利用 GBS 技术构建对应的遗传图谱，通过关联分析对与香气物质代谢相关的 QTL 位点定位并开发 SNP 标记，并对主效基因和开发的 SNP 标记进行验证，以揭示二醇类香气物质的遗传规律及控制其合成的关键位点。本项目的实施将为苹果香味品质育种提供理论依据、丰富香气物质尤其是二醇类香气物质的遗传规律以及合成机制的研究成果。

香味品质是苹果果实品质性状的重要组成部分，改善香味品质是苹果重要育种目标之一。基于杂交群体进行香味品质育种的研究自 2005 年首次见诸报道后日益受到关注。‘蜜脆’果实香气独特，呈蜂蜜味。本项目通过香气谱解析、香气轮分析法、气相嗅闻实验（GC-O）和香气物质重构实验为手段，对亲本果实的香气谱和特征香气物质进行研究，结果表明，2-甲基丁酸己酯和乙酸己酯分别是蜜脆和秦冠果实的特征香气物质。以GC-MS 对‘蜜脆’ב秦冠’F1 后代果实进行香气物质谱检测，分析表明，香气物质种类和含量在杂交后代中存在很大的差异，13种物质含量分布基本符合单峰的正态分布，符合数量遗传性状的特点，如己醛、(E)-2-己烯醛、乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯、2-甲基丁醇、3-己烯醛等物质。而1,3-辛二醇符合质量性状的分离特点。将‘蜜脆’ב秦冠’F1 群体的香气物质检测结果与 ‘蜜脆’ב秦冠’F1 后代遗传图谱进行关联分析，利用MapQTL 6.0对香气物质进行QTL定位分析与区间作图，已获得香气物质的QTL定位连锁图。目前，与香气物质代谢相关的SNP标记的验证工作正在进行中，已经对60份野生和栽培种的果实和叶片的香气物质谱的分析工作已经完成，SNP位点的验证工作将于近期结束。本项目的实施将为苹果香味品质育种提供理论依据、丰富香气物质尤其是二醇类香气物质的遗传规律以及合成机制的研究成果。