日本近畿大学研究生院农学研究科的小枝壮太副教授、野田朋那（研究当时为研究生）、莲真海（研究当时为研究生）等人组成的研究团队发布研究成果称，通过分析辣椒的成分、从分子生物学和生化学角度对其解析，成功确认到了与辣椒果实香气中独特香气成分相关的基因。今后以辣椒果实香气为对象的品种改良有望取得进展。相关研究成果已于8月30日发表在国际学术期刊《Plant Cell Report》在线版上。
图1：辣椒果实中香味成分与辣味成分的生物合成相互影响。通过苯丙素途径和支链氨基酸途径生物合成的前体由Pun1缩合生成辣味成分。通过醇类和支链氨基酸途径生物合成的前体由AAT1缩合生成芳香性酯类物质。（供图：近畿大学）
辣椒品种包括在果实中积累辛辣成分辣椒素的香料品种，以及由于基因突变而不能生物合成辛辣成分的没有辣味的蔬菜品种（青椒、甜椒等）。辣椒属植物有5种类型，其中包括鹰爪辣椒等annuum种以及哈瓦那辣椒、苏格兰帽椒和魔鬼辣椒等chinense种（黄灯笼辣椒种）。
chinense种的独特香气主要来源于挥发性酯类化合物。酯类化合物是由多种醇类和酰基辅酶A（脂肪酸与辅酶A合成的化合物总称）缩合而成的。有研究指出在番茄等植物中，酯类化合物的生物合成与醇酰基转移酶有关，而分解则与羧酸酯酶有关，挥发量受生物合成和分解之间的平衡影响。
另一方面，辣椒果实中酯类化合物的生物合成机制尚不明确，而且已知酯类化合物的前体酰基辅酶A也是辣椒素的前体。
为此，研究团队此次对多种香料品种的果实挥发的香气成分进行了调查，结果发现与annuum种相比，chinense种能挥发出大量的酯类化合物。
研究团队调查辣椒的DNA时发现，有7种AAT（醇酰基转移酶）可能参与了酯类化合物生物合成，1种CXE（羧酸酯酶）可能参与了分解。对这些基因在果实中的表达情况进行了调查，结果发现只有 AAT1、AAT2 和 CXE1 表达。
另外研究团队发现，只有 AAT1 在 chinense 中表达较高，在 annuum 中表达则较低。
为了明确AAT1与酯类化合物生物合成之间的关系，研究人员促使大肠杆菌合成辣椒的AAT1蛋白，并将底物醇类和辅酶A提供给合成的蛋白，结果发现正如设想的那样确认到了酯类化合物的生物合成。
由此可见，AAT1参与了对辣椒果实香气中起着重要作用的酯类化合物的生物合成。
小枝副教授表示：“基于此次获得的基因信息，我们希望今后能够更加合理地针对影响消费者喜好的香味特性进行品种改良。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Plant Cell Reports
论文：Expression of alcohol acyltransferase is a potential determinant of fruit volatile ester variations in Capsicum
DOI：10.1007/s00299-023-03064-z
