Mathematical prediction/analysis method on variation of tea-secondary metabolites in the course of cultivation and processing

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15KT0030
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 渡辺 修治 静岡大学, 創造科学技術大学院, 特任教授 (90230979)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉村 仁 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (10291957) ; 大西 利幸 静岡大学, 農学部, 准教授 (60542165) ; 鈴木 秀幸 公益財団法人かずさDNA研究所, バイオ研究開発部, グループ長 (80276162)
• Project Period (FY): 2015-07-10 – 2018-03-31
• Keywords: チャ葉 / LC-MS/MS / プロトプラスト / アポプラスト / 配糖体合成 / 数理解析モデル / RNA-Seq

Outline of Annual Research Achievements

静岡県農林研究所茶業研究センター・勝野剛博士が、チャを栽培管理し、摘採，加工試料を調製した。課題（１）釜炒工程後のアルコール系香気成分単糖配糖体Eo-Glucopyranoside:RO-Glc、二糖配糖体RO-Primeveroside:RO-Prim量の増加原因を加熱条件を複数設定して解析した。その結果、RO-Glcのマロン酸エステル:RO-GlcMalの検出、同定に成功した。RO-GlcMalは加熱に対してきわめて不安定であった。他方、RO-GlcRO-Primのマロン酸エステル類は検出できなかった。また、RO-GlcとRO-GlcMalの加熱時の消長、含量を比較検討したが、RO-GlcMalの消長はきわめて小さかった。上記のことから、加熱工程での温度上昇時により、糖転移反応が昂進されるものと示唆された。課題（２）加工工程、栽培時期、虫害の有無によるチャ葉試料の遺伝子発現データに関わる膨大なデータを得た。課題（１）に関わるデータの内、香気成分生合成遺伝子を選抜し、解析、考察している段階である。課題（３）三級アルコール以外の各種二糖配糖体、三級アルコールを含む RO-Glc、および、RO-GlcMalの合成を達成し，分析標準品、酵素活性評価等に活用した。課題（４）細胞レベルでの代謝物分析をすすめ、バラ花弁をモデルとしてプロトプラスト、アポプラスト画分の取得技術を確立し、配糖体のLC-MS/MS分析を可能とした。課題（５）対象化合物が低濃度で質量顕微鏡でのトレースができないためH25年度で中止。課題（６）一番茶、二番茶における、萎凋温度、時間を変数とした香気成分変動データを生合成経路を踏まえつつ、化合物ごとに3次関数化し，近似曲線を得た。現在詳細な数理解析モデル化を進めている。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 中国科学院華南植物園(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: 中国科学院華南植物園
• [Journal Article] Tuning the catalyst reactivity of imidazolyliidene catalysts through substituent effects on the N-aryl groups. (2017)
  • Author(s): Kyan, R., Sato, K., Mase, N., Watanabe, N., Narumi, T.
  • Journal Title: Ortanic Lett. Volume: 19 Pages: 2750-2753
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.7b01105
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fine-Bubble-Based strategy for the palladium-catalyzed hydrogenation of nitro groups (2017)
  • Author(s): Mase, N., Nishina, Y., Isomura, S., Sato, K., Narumi, T., Watanabe, N.
  • Journal Title: Synlett Volume: 28 Pages: 2184-2188
  • DOI: 10.1055/s-0036-1588869
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Insects (Thrips hawaiiensis (Morgan)) change the stereochemical configuration of 1-phenylethanol emitted from tea (Camellia sinensis) flowers (2017)
  • Author(s): Zhou,Y.,Zeng,L., Liao,Y., Dong,F., Peng,Q., Li,J., Tang, J., Watanabe, N., Yang, Z.
  • Journal Title: RSC Advances Volume: 7 Pages: 32336-32343
  • DOI: 10.1039/c7ra03219 frsc.li/rsc-advances
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Analytical method for metabolites involved in biosynthesis of plant volatile compounds (2017)
  • Author(s): Fu,X., Zhou, Y., Zeng,L., Dong,F., Mei,X., Liao,Y., Watanabe,N., Yang,Z.
  • Journal Title: RSC Advances Volume: 7 Pages: 19363-19372
  • DOI: 10.1039/C7RA00766C
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] NMR,MSで探る花の不思議 (2018)
  • Author(s): 渡辺修治
  • Organizer: 静岡大学共同利用機器センター主催基礎分析講座
  • Invited
• [Presentation] Research and development on tea sciences and technologies in Shizuoka, Japan (2017)
  • Author(s): Naoharu Watanabe
  • Organizer: Tea EXPO 2017, Hangzhou, China
  • Int'l Joint Research / Invited