Branched-chain amino acid catabolism initiates volatile synthesis in Gentiana triflora.
分岐鎖アミノ酸異化がゲンチアナ(Gentiana triflora)における揮発性物質の生合成を開始する (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- 未確定
- 出版年
- 2025
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
- 鮮度
- 確認期限内
- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
本研究は、日本で観賞用に栽培されるゲンチアナの一種であるG. trifloraが放つ不快臭の原因となる揮発性化合物の生合成経路を解明した。ガスクロマトグラフィー質量分析により、G. trifloraの花は分岐鎖アミノ酸由来の3-メチルブタン酸、2-メチルブタン酸、イソ酪酸を一貫して放出する一方、G. scabraでは放出されないことを確認した。前駆体供給実験により、これらの揮発性物質が分岐鎖アミノ酸と対応するケト酸から生成されることを定量的に検証した。さらに、2つの分岐鎖アミノ酸転移酵素遺伝子(GeBCAT1とGeBCAT2)をクローニングし、機能解析を行った。両遺伝子は葉よりも花で高発現し、G. trifloraでより高い発現を示した。組換えタンパク質を用いた酵素アッセイにより、両酵素が分岐鎖アミノ酸関連の異化反応に関与することが示された。特にGeBCAT2の基質特異性がG. trifloraの不快臭強度と相関し、不快臭生合成の主要酵素であることが示唆された。これらの知見は、ゲンチアナの揮発性物質生合成の理解を深め、不快臭を低減した品種育種の基盤を提供する。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
Main conclusion: This study identified GeBCAT2 as a key gene in catalyzing the first step of branched chain amino acid biosynthesis in Gentiana triflora, thereby contributing to unpleasant floral odor emission. Gentians, widely cultivated as ornamental flowers in Japan, primarily originate from the endemic gentian species Gentiana triflora and G. scabra. This study analyzed volatile compounds in Japanese gentians using gas chromatography-mass spectrometry. Results showed that G. triflora flowers consistently emitted 3-methylbutanoic acid, 2-methylbutanoic acid, and isobutyric acid, which are volatile organic compounds derived from branched-chain amino acids (BCAAs) and associated with unpleasant odors. In contrast, G. scabra flowers did not emit these compounds. Although the BCAA metabolism has been widely studied, its catabolic pathways in gentians remain unclear. Therefore, we performed precursor feeding experiments to quantitatively verify the role of BCAAs and their corresponding keto acids in producing odorous volatiles. We also cloned and functionally analyzed two Gentiana BCAAs transferase genes (GeBCAT1 and GeBCAT2). Both genes were more highly expressed in flowers than in leaves, with expression levels higher in G. triflora than in G. scabra. Enzymatic assays with recombinant proteins demonstrated that GeBCAT1 and GeBCAT2 participate in BCAA-related catabolic reactions. Notably, GeBCAT2's substrate specificity for BCAAs correlated with unpleasant odor intensity in G. triflora, suggesting that it serves as the primary enzyme initiating unpleasant odor biosynthesis in gentians. These findings provide valuable insights into volatile biosynthesis in gentians and offer a foundation for breeding cultivars with reduced unpleasant odors.
MeSH
DOI 10.1007/s00425-025-04772-4
PMID 40702373
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