近日，園藝學(xué)院農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室等單位在辣椒素生物合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控中取得新進展。相關(guān)成果在Horticultural Plant Journal（農(nóng)林科學(xué)1區(qū)Top期刊，影響因子5.7）發(fā)表題為“Two APETALA2/ETHYLENE RESPonSE FACTORS coordinately with CaMYC2 positively regulate capsaicinoid biosynthesis in pepper(Capsicum annuum)”的研究論文（論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16257）。該研究表征了兩個AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子(TF)在辣椒素生物合成過程中的作用，進一步揭示了辣椒素生物合成轉(zhuǎn)錄級聯(lián)反應(yīng)和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為創(chuàng)制高辣椒素辣椒新種質(zhì)奠定基礎(chǔ)。
辣椒是一種重要的全球性經(jīng)濟作物，其果實含有的辣椒素類物質(zhì)是辣椒屬（Capsicum spp.）植物特有的一類生物堿，賦予辣椒果實辣味，是辣椒最重要的風(fēng)味品質(zhì)。辣椒素類物質(zhì)產(chǎn)生的辛辣味是辣椒長期進化和適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果，不僅可以保護自身免遭外源因素的侵害，還在醫(yī)藥、軍事、農(nóng)業(yè)、化妝品等行業(yè)具有重大應(yīng)用價值。目前，辣椒素類物質(zhì)生物合成途徑已經(jīng)比較清晰，但其轉(zhuǎn)錄調(diào)控仍然很大程度上未知。
本研究發(fā)現(xiàn)CaERF102和CaERF111在辣椒胎座不同發(fā)育時期中的表達均與辣椒素生物合成相關(guān)基因的表達模式比較相似。采用病毒誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)分別沉默CaERF102和CaERF111后，辣椒素生物合成相關(guān)基因（CBG）的表達以及辣椒素和二氫辣椒素的含量均顯著降低。在CaERF102沉默的辣椒果實中，CaERF111的表達顯著降低，而在CaERF111沉默的辣椒果實中，CaERF102的表達同樣顯著降低。因此，CaERF102和CaERF111可以相互影響對方的轉(zhuǎn)錄水平，以此直接或者間接地調(diào)控辣椒素生物合成。
通過蛋白互作實驗發(fā)現(xiàn)CaERF102和CaERF111分別與CaMYC2存在相互作用。雙熒光素酶報告系統(tǒng)表明，CaERF102和CaERF111可能協(xié)同CaMYC2調(diào)控辣椒素生物合成。
我校博士后宋佳麗為該論文第一作者，朱張生副教授、陳長明教授和曹必好教授為該文的通信作者，雷建軍教授、唐湘如教授和陳國菊教授等研究組或團隊參與了本研究。該研究獲得國家自然科學(xué)基金（32202502、U21A20230、32070331、32102380和32072580），國家重點研發(fā)計劃（2018YFD1000800），廣東省重點區(qū)域研究開發(fā)計劃（2022B0202080001），2022年廣東省級鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略專項資金種業(yè)振興項目(2022-NPY-00-024)，西藏自治區(qū)拉薩市科技計劃項目（LSKJ202310）和畢節(jié)市科學(xué)技術(shù)項目(BKK2022-3)的資助。
2023年10月13日
來源：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
