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色泽是苹果的重要经济性状。花色苷是苹果红色的主要呈现物质,也是决定其红肉性状的核心代谢产物。红肉苹果因其果肉颜色鲜艳,且富含花色苷等抗氧化物质而更受消费者青睐。因此,挖掘红肉苹果红肉及“白肉”遗传变异性状的发生机制,将为红肉苹果的遗传改良奠定理论与应用基础。本研究发现,I型红肉苹果’红勋1号’(RIR6)实生后代中除“红叶红肉”和“绿叶白肉”正常株系外,还存在4个“红叶白肉”遗传变异株系。这些株系的叶片虽为红色,但果肉却为白色。为探明“红叶白肉”遗传变异机理,本研究以’红勋1号’及子代为试验材料,开展“红叶白肉”性状表型鉴定、MYB10基因座等位变异检测、果肉发育过程果实颜色和酚类物质含量调查、花色苷相关基因表达和关键酶活变化趋势等研究。主要结果如下:1.4个白肉株系完全展开期花瓣和叶片均为红色,与红肉株系一样含有较高含量花色苷,而其成熟期果肉花色苷含量较低(小于5 mg/kg)。此外,白肉株系MYB10结构完整,编码序列与母本一致,与目前报道苹果MYB10同源性较高,为典型R2R3MYB转录因子。此外,MYB10启动子RIR6等位位点鉴定表明,4个白肉株系MYB10启动子均为R1R6型,且R6区域无SNP位点。2.果肉发育过程中,红肉和白肉株系在花后25天花色苷含量较高(大于150 mg/kg)均为红肉,在花后50天花色苷含量减低,红色褪去表现为“白肉”。在花后75天,红肉株系果肉花色苷含量迅速上调再次表现为红肉,而白肉株系花色苷含量至果实成熟期(花后150天)始终维持较低水平而表现为“白肉”。其他酚类物质,如绿原酸、槲皮素类衍生物等均未表现出白肉和红肉株系间共有的差异规律。3.白肉株系花色苷合成结构基因和转运基因,MdCHS、MdCHI、MdDFR、MdANS、MdUFGT1、MdUFGT2和MdGST4表达均在花后75天和100天显著低于红肉株系。此外,白肉株系DFR和UFGT酶活性在果肉发育大部分时期显著低于红肉株系。白肉株系MdMYB10表达仅在花后100天显著低于红肉株系,而其他MYB-bHLH-WD40转录复合体基因,如MdbHLH3、MdbHLH33和MdWD40表达在白肉和红肉株系间无显著性差异。负调控苹果花色苷合成基因表达结果表明,白肉株系MdIAA1表达在花后75天、100天、125天和150天显著高于红肉株系,该时期与红肉和白肉株系果肉花色苷含量存在差异时期完全吻合。而MdMYB111和MdCOP1表达仅在花后75天、150天和75天、100天在白肉株系种高于红肉株系。总之,本研究表明,“R6型白肉”遗传变异表现出时空特异性:遗传变异株系的花及幼叶均能正常积累花色苷,而其果肉在发育早期为红肉,中后期才表现为“白肉”。此外,“R6型白肉”遗传变异株系的花色苷合成及转运基因表达受到抑制,这可能与这些株系中较高的MdMYB111、MdCOP1和MdIAA1转录本丰度相关。