著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Foods

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

ブドウの果粒には、ポリフェノール、テルペン類、アミノ酸、有機酸などさまざまな代謝物が含まれ、ブドウやワインの色、香り、口当たりに影響します。赤ワイン用品種のカベルネ・ソーヴィニヨンと、カベルネ・ソーヴィニヨンとグルナッシュ・ノワールの交配から生まれたマルスランは、果粒の大きさ、熟し方、フェノール類の組成、ワインの香りなどが異なることが知られています。

中国・新疆ウイグル自治区のマナス産地では、品種ごとの品質特性への関心が高まっています。一方で、同じ土地条件で育った両品種の熟した果粒について、細胞内の代謝物を直接比べた研究は限られていました。研究チームは、同じ産地でほぼ同じ栽培条件のもとで育った両品種の果粒で、どの代謝物の蓄積に違いがあるのか、どの代謝経路が関わるのかを明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

材料は、マナス産地の同じブドウ畑の隣り合う区画で育った両品種です。2024年時点で樹齢はどちらも17年で、仕立て方、礫質の土壌、点滴かんがいなどの管理は共通でした。果粒の総糖含量が1リットルあたり250グラムに達した2024年9月に収穫しました。百粒重はマルスランが90グラム、カベルネ・ソーヴィニヨンが112.3グラムでした。

各品種で3つの独立した試料を用意しました。1つの試料は、10本の樹から1本あたり3房、計30房を集め、房の上部・中部・下部から計100粒を取って作りました。

分析には「非標的メタボロミクス」を使いました。これは、あらかじめ測る物質を決めずに、果粒に含まれる多数の代謝物をまとめて検出する手法です。具体的には、液体クロマトグラフィーで成分を分け、高分解能の質量分析計で測定しました。値は物質の絶対量ではなく、試料間の相対的な多さを示します。

データの解析は次の手順で進めました。まず、主成分分析で試料全体の代謝の傾向を比べました。主成分分析は、多数の測定値を少数の軸にまとめて、試料どうしの似かたを図示する方法です。次に、統計的な基準で品種間に差のある代謝物の候補を選びました。さらに、補正を加えたより厳しい基準でも絞り込みました。最後に、代謝経路のデータベースであるKEGGを使って、関わる経路を調べました。なお、品種を分ける別の統計モデルには過剰適合のおそれがあったため、研究チームはその結果を探索的な参考にとどめています。

主な報告結果

検出データからは1291の代謝物の注釈（物質の推定）が得られました。主成分分析では、正イオン・負イオンの両方の測定モードで、2品種の試料がはっきり分かれました。上位2つの軸で説明できたデータのばらつきは、正イオンで53.4%、負イオンで62.2%でした。

品種間で差のある代謝物の候補は236種見つかりました。カベルネ・ソーヴィニヨンをマルスランと比べる向きで見ると、135種が多く、101種が少ない結果でした。このうち34種は、より厳しい統計基準も満たしました。

違いが目立ったのは、アミノ酸のフェニルアラニンから作られるフェノール類です。フェノール酸、フラバン-3-オール、フラボノイドといった物質群がこれにあたります。カベルネ・ソーヴィニヨンでは、2-ヒドロキシケイ皮酸、(+)-ガロカテキン、(+)-タキシフォリンが相対的に多くなっていました。マルスランでは、L-フェニルアラニン、トランス-p-クマル酸4-グルコシド、トリシンと推定された成分、ケルセチン配糖体の一種、ルチンが相対的に多くなっていました。

同じ系統の物質でも、品種によって多い方向が逆になる例がありました。たとえば、2-ヒドロキシケイ皮酸とトランス-p-クマル酸4-グルコシドは、どちらもヒドロキシケイ皮酸の代謝に関わる物質ですが、多い品種が反対でした。

代謝経路の解析で統計的な証拠が最も明確だったのは「フラボノイド生合成」経路で、多重検定の補正後も有意な濃縮が認められた主要な経路と報告されています。この経路の代謝物は、全体としてカベルネ・ソーヴィニヨンで多い傾向にありました。補正後は有意ではなかったものの補足的な証拠とされた経路が2つあります。「フェニルアラニン代謝」はマルスランで多い傾向、「フラボンとフラボノールの生合成」は両方向の変化が混在していました。

フェノール類以外では、香りに関わる物質β-ダマセノンがカベルネ・ソーヴィニヨンの果粒で相対的に多くなっていました。

この報告が示すこと

研究チームは、同じ畑で同じように育てても、両品種の熟した果粒は異なる代謝の特徴を持つと結論づけました。関連する代謝物がそろって増減するのではなく、フェニルアラニンから先で枝分かれした経路のどこに物質が多く振り向けられるかが品種で異なる、と解釈しています。著者らは、これらの代謝物が品種の識別、畑の管理、ワイン醸造の適性評価に役立つ可能性のある候補の指標になるとしています。

一方で、著者らは限界も挙げています。調査は1つの畑の隣り合う区画だけで行われ、区画単位の独立した反復がなく、各品種の試料も3つにとどまります。そのため、局所的な土壌、日当たり、収量、生育段階の違いの影響を完全には除けません。また、品質管理用の混合試料や、同じ試料の繰り返し測定も行っていません。

さらに、結果は熟した果粒についてのもので、ワインの品質をそのまま示すものではありません。果粒中の1つの香り関連物質から、完成したワインの香りが決まるわけではないと注意しています。また、代謝物の量の違いだけでは、それを生み出す上流の調節の仕組みまでは説明できないとしています。

原著論文の著者・所属：Guiyin Wei（College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China）、Yun Wu（College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China）、Na Xu（College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China）、Jiawei Zhu（College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China）、Ying Deng（College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China）、Tiancong Zheng（College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China）、Wenshu Huang（College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China）、Weilin Chen（College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China）、Wenrui Ma（College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Guiyin Wei, Yun Wu, Na Xu, et al. Analysis of Metabolic Differences Between Marselan and Cabernet Sauvignon Grape Berries from the Manas Wine-Producing Region of Xinjiang Based on Untargeted Metabolomics. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-10-03. DOI: 10.3390/foods15193534. 原著ライセンス：CC BY.