L-蛋氨酸氨基转移酶（CmMetAT）的功能鉴定及其在甜瓜果实C3-硫醚酯挥发性香气合成中的关键作用

本研究通过功能鉴定甜瓜果实成熟特异性L-蛋氨酸氨基转移酶（MetAT），揭示了其以乙醛酸为共底物催化生成α-酮基-γ-甲硫基丁酸（KMBA），进而调控C3-硫醚酯类香气成分合成的分子机制。该发现为改良果实风味品质提供了重要靶点（如CmMetAT基因），并拓展了对含硫挥发性物质生物合成通路的认知。

　　

化学试剂

所有化学品购自Sigma-Aldrich公司（http://www.sigmaaldrich.com），除非另有说明。放射性标记的[³H₃-甲基]-L-蛋氨酸购自Perkin Elmer公司（http://www.perkinelmer.com/）。

植物材料

甜瓜（品种‘Dulce’和PI 414723）于2012年夏季在以色列北部Newe-Ya'ar研究中心按商业种植标准进行露天栽培，采用滴灌和施肥管理。果实样本分别于开花后10、20和30天（DAA）以及成熟期采集。

KMBA处理甜瓜块显著提升C₃-硫醚水平

为验证KMBA作为含硫挥发物生物合成中间体的关键作用，我们使用5 mM浓度的非标记前体进行培养实验。实验采用积累含硫挥发物水平不同的品种‘Dulce’和品系PI 414723（Gonda等，2013）。结果表明，5 mM L-蛋氨酸处理显著提升了总C₃-硫醚及其他含硫化合物的水平。

KMBA是甜瓜果实C₃-硫醚合成的真实中间体

我们早前曾报道L-蛋氨酸转化为香气挥发物的两条主要代谢途径（Gonda等，2013）。通过对非标记前体培养实验中所有含硫挥发物的详细分析，我们清晰区分出两条蛋氨酸分解代谢途径。既往研究显示，外源30 mM KMBA可提升二甲基二硫醚和乙酸（甲硫基）乙酯等MGL途径挥发物水平（Gonda等，2010）。这一现象的可能原因在于……

未引用文献

（Lemoine等，2019；Letunic和Bork，2021）

资助声明

本研究由美国-以色列双边农业研究与开发基金（BARD，项目编号IS–4223–09 C）和NSF-BSF联合资助计划（ICOB-2012）资助。以色列农业部首席科学家办公室额外提供支持（项目编号261-1049-14）。

作者贡献声明

Efraim Lewinsohn：撰写初稿与修订、督导、项目管理、资金获取、概念设计；Nurit Katzir：督导、资金获取、概念设计；Rachel Davidovich-Rikanati：方法建立与数据分析；Aaron Fait：督导与概念设计；Itay Gonda：撰写初稿与修订、可视化、验证、督导、项目管理、方法建立、研究实施、资金获取与数据分析。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的财务利益或个人关系。