Étant donné la valeur économique croissante des pommes cultivées à des fins domestiques, avec plus de 83 millions de tonnes récoltées dans le monde entier, de nouveaux cultivars continuent d'être plantés, comme les pommes à chair rouge créées via un croisement de pommes à chair rouge sauvages avec des variétés déjà cultivées. De grosses pommes à chair rouge sont maintenant disponibles, mais elles souffrent de brunissement enzymatique. Une étude publiée sur Frontiers in Plant Science a démontré le lien entre l'élévation des facteurs de transcription liés aux anthocyanines et le trouble du brunissement. L'avancement accéléré de la maturité par induction prématurée de l'éthylène a des répercussions sur la sélection de nouveaux cultivars à chair rouge de grande qualité.
L'augmentation des teneurs en anthocyanine dans les fruits et légumes est un objectif de choix pour de nombreuses cultures. Dans certains fruits, comme la tomate, des concentrations plus élevées d'anthocyanine augmentent la capacité de stockage et la durée de conservation. Par contre, les pommes à chair rouge très anthocyaniques présentent une incidence accrue de troubles du brunissement interne de la chair (IBFD).
Des scientifiques de l'Institut néo-zélandais de recherche sur les plantes et les aliments ont étudié l'IBFD en comparant des pommes de type Royal Gala qui expriment trop le facteur de transcription (TF) MYB10 (35S:MYB10) associé aux anthocyanines qui produisent un fruit à chair hautement pigmentée, à un type sauvage (WT) Royal Gala standard qui pousse dans les mêmes conditions.
« Nous n'avons observé aucune incidence d'IBFD au WT Royal Gala, mais la surexpression de MYB10 dans le même contexte génétique a entraîné un taux élevé d'IBDF. Nous avons évalué les concentrations de substrats potentiels pour IBDF et une comparaison des métabolites dans ces pommes a montré que les anthocyanines, l'acide chlorogénique, les pro-cyanidines, les flavon-3-ols et la quercétine étaient tous plus élevés dans les lignes MYB10 - expliquent les scientifiques. Les concentrations internes de l'éthylène ont été mesurées au cours de la croissance des fruits et sont considérablement supérieures dans 35S:ligne MYB10, et l'éthylène était détecté avant une récolte précoce au stade développement. L'analyse de l'expression des gènes clés associés à la biosynthèse de l'éthylène (aminocyclopropane-1-acide carboxylique synthase et oxydase ; ACS et ACO) et polyphénol oxydase (PPO) a montré le potentiel pour augmenter la production d'éthylène et le mécanisme pour améliorer le brunissement par la PPO. L'expression d'un facteur de transcription de la classe du facteur de réponse de l'éthylène (ERF), ERF106, était élevée dans la chair rouge. L'analyse de l'activation transcriptionnelle par MYB10 a montré que ce facteur de transcription pouvait activer l'expression des gènes ACS, ACO et ERF106 de la pomme ».
Source : 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 et Andrew C. Allan, « Red to Brown : An Elevated Anthocyanic Response in Apple Drives Ethylene to Advance Maturity and Fruit Flesh Browning », octobre 2019, Frontiers in Plant Science, vol. 10, article 1248.