蘋果的采後成熟可以通過低溫和低氧的組合來減緩，雖然這保持了大多數水果的品質，但偶爾會發生果肉褐變等儲存障礙，本文旨在探索與使用RNA測序技術控制氣氛儲存相關的果肉褐變障礙相關的蘋果轉錄組的變化。
收獲後，蘋果通常儲存在可控環境（CA）下，其氧含量降低，二氧化碳含量增加可以延長其商業存儲壽命。在CA儲存期間，幾個蘋果品種的一個主要問題是内部褐變障礙的發展，根據疾病的不同，低儲存溫度和CA條件（高二氧化碳，低 氧氣，或兩者的組合。）“Braeburn”蘋果品種特别容易受到果肉褐變的影響，并且已經确定了至少兩種不同的疾病表達。一種是在皮質肉中開始的變色，而另一種通常在種子腔附近的區域發展，并可能從核心附近的内部區域延伸到外皮層。
内部褐變障礙已在梨和蘋果中得到廣泛研究，除了可能因物種、栽培品種或CA條件而異的各種症狀外，褐變還可能與低溫、低O引起的應力導緻的膜損傷有關。
在氣體相關疾病中，果實幾何形狀也會加劇氧化應激，進而在果實内誘導額外的梯度，導緻向果實中心缺氧增加。這種氧化應激可能反過來導緻細胞代謝從呼吸系統轉移到效率低得多的發酵途徑。是以，在活性氧（ROS）的恒定應力下，可用于維持膜完整性的能量可能更少。最終，膜完整性的喪失會導緻細胞區室化的破壞，正如細胞液洩漏到細胞内空間所表明的那樣，進而阻礙了氣體通過組織的擴散。
蘋果共識基因組（“Golden Delicious”）相對較小，約為750Mb和63541個預測基因，最近報道了幾項關于蘋果的RNA測序（RNA-Seq）研究，調查了樹結構，病原體感染和CO2采後貯藏期間損傷。本研究的目的是探索在“Braeburn”蘋果儲存過程中與果肉褐變相關的蘋果轉錄組變化。根據最近的研究，目前應用的CA儲存條件下的氣體梯度表明，褐變發展的主要觸發因素可能是内皮層中非常低的氧氣濃度（低于0.5%），而不是高CO2在其他蘋果褐變病症中觀察到的濃度。
RNA-Seq技術用于探索CA儲存四個月後的轉錄組學事件，根據視覺褐變指數（BI），儲存的蘋果的内皮層和外皮層被歸類為健康或受影響的組織。根據Malus共識編碼序列（CDS）集映射獲得的讀數，并使用多變量統計工具鑒定與褐變相關的差異表達基因（DEG）。基于候選基因的表達水準與在其他各種貯藏條件下儲存的果實褐變發生率之間的關聯，提出了潛在的生物标志物來評估褐變發生的風險。
超過600億個短單端讀段被映射到Malus共識編碼序列集上，并評估健康和受影響組織之間表達譜的差異，以組織特異性方式鑒定與内部褐變相關的候選基因。參與脂質代謝、次級代謝和細胞壁修飾的基因在受影響的内皮層中高度修飾，而能量相關和應激相關基因大多在外皮層發生改變。使用qRT-PCR确認其中幾種的表達水準。
此外，一組新型褐變特異性差異表達基因，包括丙酮酸脫氫酶和1-氨基環丙烷-1-羧酸氧化酶，在不同受控氣氛條件下儲存不同時期的蘋果中得到驗證，進而産生了與褐變發展的高風險相關的潛在生物标志物。
結論：
本研究中提供的基因表達資料（如下圖）将有助于闡明蘋果在可控氣氛儲存下褐變發展的分子機制。提出了蘋果褐變發育的概念模型，包括能量相關基因（與三羧酸循環和電子傳遞鍊相關）和脂質相關基因（與膜改變和脂肪酸氧化相關），這可能與未來改善蘋果采後壽命的研究有關。
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