日本近畿大學研究生院農學研究科的小枝壯太副教授、野田朋那（研究當時爲研究生）、蓮真海（研究當時爲研究生）等人組成的研究團隊發佈研究成果稱，透過分析辣椒的成分、從分子生物學和生化學角度對其解析，成功應答到了與辣椒果實香氣中獨特香氣成分相關的基因。今後以辣椒果實香氣爲物件的品種改良有望取得進展。相關研究成果已於8月30日發表在國際學術期刊《Plant Cell Report》線上版上。
圖1：辣椒果實中香味成分與辣味成分的生物合成相互影響。透過苯丙素途徑和支鏈氨基酸途徑生物合成的前驅物由Pun1縮合生成辣味成分。透過醇類和支鏈氨基酸途徑生物合成的前驅物由AAT1縮合生成芳香性酯類物質。（供圖：近畿大學）
辣椒品種包括在果實中積累辛辣成分辣椒鹼的香料品種，以及由於基因突變而不能生物合成辛辣成分的沒有辣味的蔬菜品種（青椒、甜椒等）。辣椒屬植物有5種類型，其中包括鷹爪辣椒等annuum種以及哈瓦那辣椒、蘇格蘭帽椒和魔鬼辣椒等chinense種（黃燈籠辣椒種）。
chinense種的獨特香氣主要來源於揮發性酯類化合物。酯類化合物是由多種醇類和醯基輔酶A（脂肪酸與輔酶A合成的化合物總稱）縮合而成的。有研究指出在番茄等植物中，酯類化合物的生物合成與醇醯基轉移酶有關，而分解則與羧酸酯酶有關，揮發量受生物合成和分解之間的平衡影響。
另一方面，辣椒果實中酯類化合物的生物合成機制尚不明確，而且已知酯類化合物的前驅物醯基輔酶A也是辣椒鹼的前驅物。
爲此，研究團隊此次對多種香料品種的果實揮發的香氣成分進行了調查，結果發現與annuum種相比，chinense種能揮發出大量的酯類化合物。
研究團隊調查辣椒的DNA時發現，有7種AAT（醇醯基轉移酶）可能參與了酯類化合物生物合成，1種CXE（羧酸酯酶）可能參與了分解。對這些基因在果實中的表達情況進行了調查，結果發現只有 AAT1、AAT2 和 CXE1 表達。
另外研究團隊發現，只有 AAT1 在 chinense 中表達較高，在 annuum 中表達則較低。
爲了明確AAT1與酯類化合物生物合成之間的關係，研究人員促使大腸桿菌合成辣椒的AAT1蛋白，並將受質醇類和輔酶A提供給合成的蛋白，結果發現正如設想的那樣應答到了酯類化合物的生物合成。
由此可見，AAT1參與了對辣椒果實香氣中起着重要作用的酯類化合物的生物合成。
小枝副教授表示：「基於此次獲得的基因資訊，我們希望今後能夠更加合理地針對影響消費者喜好的香味特性進行品種改良。」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Plant Cell Reports
論文：Expression of alcohol acyltransferase is a potential determinant of fruit volatile ester variations in Capsicum
DOI：10.1007/s00299-023-03064-z
