一个包含100多个苹果品种数据的新平台可以缩短育种过程的时间，并使数据驱动评估如何提高美国最喜爱的水果的健康效益成为可能。
这个新的分析平台是由俄亥俄州立大学的一个科学家团队开发的，它结合了特定特征背后的基因和水果中数百种化合物的信息，从糖、酸到一系列抗氧化剂，这些化合物有助于使苹果成为健康食品。
通过展示苹果果实中被称为植物化学物质的基因和化合物之间的关系，该平台有可能从育种过程中省去一些猜测和时间:从交配的亲本品种到新品种的第一次品尝测试通常需要大约7年的时间，而创造一个全新的品种可能需要几十年的时间。
研究报告的作者、俄亥俄州立大学园艺和作物科学助理教授杰西卡·库珀斯通(Jessica Cooperstone)说，此外，对植物化学物质的补充性研究可能会对健康有益，这可能会让研究人员在确定哪些化合物能提供培育更有营养的苹果的最佳机会的研究上领先。
“这种方法可以让我们更好地了解苹果基因是如何影响苹果果实中许多化合物的产生的。我们想帮助开发工具，使这个过程更简单，并允许人们使用数据来决定苹果育种过程，”她说。
库伯斯通专门研究一种叫代谢物的化合物，这种化合物能使苹果和番茄变得有营养。她和她的同事专注于研究如何创造和种植这些作物中最健康的版本。
“如果我们能改善作物的营养质量，我们就应该这么做。我的哲学一直是改善人们已经吃过的食物——我们不要改善某些东西，然后再说服人们去吃它，”库珀斯通说，他还在食品科学与技术系担任教员。“人们想要吃的食物创造了一个产生影响的机会。这就是我们在苹果工作中真正想要做的。”
这项研究于9月1日在线发表在《新植物学家》杂志上。
这项研究的共同作者都来自俄亥俄州，包括食品科学和技术的凯瑟琳·威廉姆森和伊曼纽尔·哈扎吉斯，园艺和作物科学的黛安·杜德·米勒和乔纳森·弗雷内多Ramírez。第一作者艾玛·毕尔布雷(Emma Bilbrey)在库伯斯通实验室读研究生时就在这个平台上工作。
苹果是俄亥俄州和中西部地区的重要作物，也是美国人消费的头号水果——苹果约占美国水果消费总量的25%。
研究中分析的124个苹果包括普通品种，如蜜脆、嘎啦、富士和金鲜苹果，以及美国中西部种植者正在评估的野生苹果和潜在品种。
对每个苹果进行全基因组分析，能够识别与影响味道、抗病性和质地等性状的代谢物相关的遗传标记。研究人员使用高分辨率质谱和核磁共振来“全球”检测苹果中的植物化学物质，这种方法被称为非靶向代谢组学。
然后，该团队接受了更大的挑战，整合所有数据，以确定基因型-代谢物关系，从而指导苹果育种决策，并为特定化合物和健康益处之间的联系的营养研究提供信息。作为整合的一部分，研究人员以一种方式收集数据，显示与至少一种植物化学物质的生产有关的每一个遗传标记。
“我们在苹果基因组中没有被充分研究的位置寻找强有力的关系，并寻找我们可以识别的化合物和有营养价值的化合物。我们可以从非目标数据一直到找到负责化合物生产的候选基因，然后研究人员可以验证，”库珀斯通说。
“我们的目标是以一种整体的方式来做到这一点，这样你就不会在提高营养的同时牺牲产量、抗病能力和味道——你要考虑所有这些因素，以拥有一个好的、多产的苹果，并把它们放在一起，试图在全球范围内改善它。”
在此基础上，该团队计划利用这些数据更好地了解有益健康的化合物，并采用生物技术方法，加速苹果树开花和果实的生产。
这项工作得到了俄亥俄州健康食品探索主题、美国农业部和俄亥俄州农业研究与发展中心的支持。这项研究利用了俄亥俄州超级计算机中心和俄亥俄州校园化学仪器中心的核磁共振设施。
