Pyruvate metabolism associated with ester synthesis in apple

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02982
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39030:Horticultural science-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: Tanaka Fukuyo 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, ユニット長 (50355541)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢野 亮一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, 上級研究員 (00443044) ; 立木 美保 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, 上級研究員 (10355381)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: apple aroma / ethyl esters / acetyl esters / cultivars / gene expression

Outline of Final Research Achievements

Esters are abundant in Japanese apple varieties. Aroma components of particular importance include acetate esters, which have a fruity aroma, and ethyl esters, which have a sweet aroma.　Therefore, we conducted co-expression analysis of apple aroma and RNAseq for the purpose of identify key genes and metabolic pathways of major ester synthesis.
In consequence, ethyl esters were strongly associated with glycolysis genes and ethanol fermentation related genes, while acetate esters were associated generation of acetyl-CoA such as lipid oxidation.

Free Research Field

園芸科学　メタボロミクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

1．特徴的な香気成分特性を有する４品種における果実内部位、収穫・貯蔵時期の組み合わせと、2.エチレン生成及び香気成分特性の異なるリンゴ2品種におけるエチレン抑制処理（1-MCP処理）の2実験を実施し、香気成分の網羅的解析とRNAseqを実施し、香気成分と遺伝子発現が大きく異なるデータセットを取得し、共発現解析を実施した。果実の香気成分について、このような詳細な解析事例は貴重である。
エチルエステルの生成には嫌気条件またはエチレンが必須であり、酢酸エステルにはエチレンの関与は小さいこと、それぞれに関連する遺伝子が推定されたことは、風味の良い果物の育成に関して重要な情報となる。