トウガラシ果実の香りを決める遺伝子を特定　新たな果実の品種育成に期待　近畿大学2023年9月6日

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近畿大学大学院農学研究科の小枝壮太准教授、博士前期課程2年（当時）の野田朋那氏、蓮真海氏らの研究グループは、トウガラシの成分分析、分子生物学および生化学的解析を行い、果実のフルーティーでエキゾチックな香りに関与する遺伝子を特定した。この遺伝子に着目することで、今後、トウガラシ果実の香りを対象とした品種改良が進むと期待される。

トウガラシ

同研究では、annuum種およびchinense種の多数の辛味品種を使用。さらに、chinense種ではカプサイシノイド生合成に関わる3つの酵素、アシルトランスフェラーゼ（Pun1）、アミノトランスフェラーゼ（pAMT）、ケトアシル-ACPレダクターゼ（CaKR1）の遺伝子のいずれかが変異することで果実に辛味がなくなった非辛味品種を用いた。

非辛味品種は、同研究グループが長年かけて準備してきた独自性の高い研究材料で、用意した多数の品種について、果実が揮発している香り成分を調査したところ、annuum種と比べてchinense種の辛味品種の果実は、多量のエステル類を揮発していることが明らかになった。さらに、pAMTが変異した非辛味品種では辛味品種と同等のエステル類が揮発している一方、Pun1やCaKR1が変異した非辛味品種ではエステル類の揮発量が非常に少ないことが明らかになった。これにより、前駆体を共有するカプサイシノイド生合成経路とエステル生合成経路が、互いに大きく影響し合っていることが確認できた。

トウガラシ果実における香りと辛味成分の生合成は互いに影響する

次に、annuum種およびchinense種でエステル類の生合成が大きく異なる要因に迫るため、エステル類の揮発量に大きく影響すると考えられるAATとCXEに着目。トウガラシ果実で発現している遺伝子を網羅的に探索したところ、AAT1、AAT2、CXE1が単離できた。また、果実におけるエステルの揮発量との相関関係を調査したところ、果実におけるAAT1の発現量の違いで、エステル類の揮発量の大小を説明できることが明らかになった。

さらに、AAT1のタンパク質を大腸菌で人工的に合成し、前駆体であるアルコールとアシルCoAを与えたところ、エステル類が生合成されることを確認。これらのことから、AAT1が果実におけるエステル類の生合成において重要な役割を果たしていることが明らかになった。

同研究に関する論文は8月30日、植物学分野の国際学術誌『Plant Cell Reports（プラントセルレポーツ）』にオンライン掲載された。

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