分子标记辅助选择在含辣椒素酯的辣椒新品种选育中的应用

辣椒素酯类物质是辣椒果实中低辣味的辣椒素类似物。其生物活性与辣椒素类物质相似,有抑制脂肪积累和抗氧化等特性。由于辣椒素酯类物质的辣味低,与辣椒素相比更易于制作食品添加剂。但是辣椒素酯类物质有水不稳定和热不稳定性,其含量随果实的成熟而逐渐降低。所以,含有辣椒素酯的果实适合在成熟之前鲜食。以前的遗传研究表明p-AMT和Pun1两个基因控制辣椒素酯的合成,这两个基因分别表示为A、B。基因型为aa BB和aa Bb的植株果实中含辣椒素酯,辣味较低。本研究在杂交育种中利用p-AMT和Pun1基因的DNA标记选育了一个含有辣椒素酯类物质的辣椒新品种。Murasaki(AAbb)和CH-19 Sweet(aa BB)杂交后代的基因型都用DNA标记进行了鉴定。p-AMT基因型利用d CAPS标记鉴定,Pun1基因型用SCAR标记鉴定。分析杂交后代的基因型,筛选出基因型aa BB或者aa Bb的植株并培育出了一个新品种Maru Salad。Maru Salad果实的辣椒素酯含量为700μg/g DW。同时Maru Salad的果实比CH-19 Sweet大,而且适合鲜食。     

Pun1蛋白的辣椒素合酶活性及其作为辣椒素积累决定因素的证据

背景:辣椒素类物质,包括辣椒素及其类似物,是导致辣椒果实辛辣的原因。尽管辣椒素为人熟知并且每天都会用到,但是对于辣椒素合成途径中的相关基因并不是完全了解。已有研究表明,p AMT和Pun1编码的蛋白分别催化辣椒素合成途径中的第二步和最后一步反应,并且Pun1编码的蛋白具有辣椒素合酶活性。然而,并没有直接的证据证明Pun1具有辣椒素合酶活性。结果:为了证明Pun1蛋白在辣椒素合成中的作用,我们利用大肠杆菌合成了抗Pun1蛋白抗体,利用该抗体拮抗内源的Pun1活性。同时通过病毒介导的基因沉默技术靶定了Pun1的m RNA,以确认抗Pun1抗体的特异性。在Pun1下调表达的胎座组织中,利用该抗体进行western blot,检测到Pun1蛋白的积累减少,同时辣椒素在胎座中的积累量也降低。从胎座组织中分离得到原生质体,在体外进行辣椒素的从头合成,加入抗Pun1抗体之后,辣椒素的合成受到抑制。通过分析不同辣椒品种的p AMT和Pun1的表达,我们发现辣椒素的高水平积累总是伴随着p AMT和Pun1的高水平表达,也就是说这两个基因对辣椒素合成很重要。比较有辣味辣椒和无辣味辣椒的香草基胺(辣椒素合成的前体物质)和辣椒素的积累水平,结果表明:在辛辣味辣椒中香草基胺的含量很低,推测可能是香草基胺合成之后,Pun1把香草基胺快速转化为辣椒素;而在无辣味辣椒中由于缺乏Pun1,香草基胺的含量积累到很高的水平。结论:对辣椒素从头合成途径和抗Pun1抗体进行原生质体试验,证明了Pun1基因及其产物参与了辣椒素的合成。与辣椒素的积累相比较,分析香草基胺的积累过程,揭示了Pun1是辣椒素和香草基胺积累水平的决定因素。     

辣椒的辣味遗传控制与辣椒素生物合成研究进展

 辣椒的辣味源于其果实胎座中合成的辣椒素和二氢辣椒素等生物碱类物质。就辣椒辣味的 遗传特征,影响因素,辣椒素类物质生物合成途径及相关基因进化,辣味性状QTL 定位,Pun1 和pAMT 基因分子标记辅助选择进行了综述。     

不同栽培条件下辣椒果实辣椒素含量的分析与QTL定位

利用辣味辣椒Perennial(Capsicum annuum)和无辣味辣椒83-58种内重组自交系群体构建的辣椒种内遗传图谱,以温室和露地栽培条件下无辣味辣椒77013A与重组自交系群体各株系杂交F1果实的辣椒素和二氢辣椒素含量作为表型性状进行分析。结果表明,温室和露地栽培条件下辣椒素和二氢辣椒素的含量和比值差异明显。对露地和温室栽培条件下辣椒果实辣椒素和二氢辣椒素含量、总和及其比值进行了QTL定位,共获得16个关于辣椒素和二氢辣椒素含量的QTL位点,分布在辣椒第2、4、12号染色体上,2号染色体上同时控制辣椒素、二氢辣椒素、二者比值和辣椒素总量的主效QTL位点cap2.1、dhp2.1、C/D2.1和(C+D)2.1,均在露地和温室被检测到,其LOD值大于5.0,贡献率为20.2%~76.6%,侧翼标记均为BD76366和Pun1,12号染色体上调控辣椒素总量的微效QTL也在温室和露地同时被检测到,其他QTL位点未在两种环境下同时定位到。     

辣椒素类物质生物合成途径及其相关基因研究进展

辣椒素类物质是辣椒果实胎座中产生的特异辣味代谢产物的总称。辣椒素类物质在辣椒果实中的生物合成主要有两条途径：以苯丙氨酸为前体的苯丙烷途径和以缬氨酸或亮氨酸为前体的支链脂肪酸途径。本文综述了近年来国内外学者在辣椒素类物质生物合成过程中的主要酶类基因的克隆、基因表达调控机制研究方面取得的最新进展。     

《中国蔬菜》2012·22学术论文导读

辣椒素类物质生物合成途径及其相关基因研究进展 吴智明等（仲恺农业工程学院园艺园林学院,广东广州510225;华南农业大学园艺学院,广东广州510642）—《中国蔬菜》2012（22）辣椒素类物质是辣椒果实胎座中产生的特异辣味代谢产物的总称。辣椒素类物质在辣椒果实中的生物合成主要有两条途径：以苯丙氨酸为前体的苯丙烷途径和以缬氨酸或亮氨酸为前体的支链脂肪酸     

《中国蔬菜》2012·22 学术论文导读

辣椒素类物质生物合成途径及其相关基因研究进展吴智明等(仲恺农业工程学院园艺园林学院,广东广州510225;华南农业大学园艺学院,广东广州510642)—《中国蔬菜》2012(22)辣椒素类物质是辣椒果实胎座中产生的特异辣味代谢产物的总称。辣椒素类物质在辣椒果实中的生物合成主要有两条途径:以苯丙氨酸为前体的苯丙烷途径和以缬氨酸或亮氨酸为前体的支链脂肪酸     

辣椒素类物质的代谢生理研究现状

综述了辣椒素类物质的结构、性质与生理作用、在辣椒果实中的合成位点、合成途径、分布及辣椒素类物质的积累特点与影响因素     

辣椒MYB基因家族的鉴定及与辣味关系分析

利用生物信息学方法从辣椒全基因组数据库中筛选出172个MYB转录因子，并对其序列特征、染色体定位、进化关系、蛋白质保守基序和基因结构等进行综合分析，同时通过辣椒果实不同发育阶段胎座组织转录组测序筛选与辣味可能相关的MYB基因。结果表明，辣椒MYB有1R、2R（R2R3）、3R、6R等类型，其中R2R3型居多，结构域分析表明其具有典型的W型R2R3保守基序；获取20个motif元件并进行位置分析，发现同一支MYB蛋白具有相似的结构特征；进一步与拟南芥聚类得到37个类群，推测具有多种生物学功能。转录组测序发现，CaMYB98、CaMYB168等12个MYB表达量符合‘黄魔王’辣椒果实胎座组织在不同发育期的辣椒素含量变化规律，推测其可能通过特异位点的结合来上调或下调相关蛋白的表达，从而达到对辣椒素代谢路径的调控，可作为辣味调控的重要候选基因进一步研究。     

华南农业大学园艺学院在辣椒素类物质生物合成领域取得新进展

正辣椒(Capsicum annuum L.)是我国重要的蔬菜和调料作物,2019年我国辣椒种植面积达200万hm2(3 000万亩),产量超过4 000万t,辣椒及其相关制品年产值近900亿。辣椒素及其类似物简称辣椒素类物质,是辣椒属植物特有的一类次生代谢产物,赋予辣椒果实辣味,帮助其抵抗哺乳动物和病原菌危害果实和种子。辣椒素类物质同时在医药、化工、食品和军事等领域具有重要的经济和应用价值,每千克纯辣椒素(类物质)价值高达数万元。     

复合型肥料对辣椒素及其相关次生代谢物质积累的影响与相关分析

为研究辣椒果实中辣椒素及其次生代谢物质的合成积累与相关关系,以‘L024’为试材,在盆栽条件下,研究了5个复合型肥料处理对辣椒果实中辣椒素与木质素、总酚、类黄酮等相关次生代谢物质合成积累的影响及果实发育期中这几种相关次生代谢物质的相关关系。结果表明,施用1/3有机肥+1/3无机复合肥+1/3生物复合肥的辣椒中辣椒素及其相关次生代谢物质(木质素、总酚、类黄酮)含量均为最高,并与其他肥料处理之间差异达到极显著水平;辣椒素类物质和木质素之间呈极显著正相关,木质素和类黄酮之间呈显著正相关。在辣椒生长发育阶段施用复合型肥料有利于辣椒素与木质素、总酚、类黄酮合成途径中共同前体物的生成,进而促进辣椒素及其相关次生代谢物的合成,其中配施复合型肥料最有利于辣椒素及其相关次生代谢物的合成积累。     

辣椒素类物质研究进展

本文介绍了辣椒素类物质的种类及其特性,并就国内外在辣椒素类物质方面的研究进展,如辣椒素类物质的代谢,不同辣椒品种和不同生长期间辣椒素物质含量的变化等进行了综述.亦简述了辣椒素类产品今后的发展方向.     

无辣品种(系)中的辣椒素合成酶的基因缺失有利于用SCAR标记早期检测辣度

用辣椒品种ECW123R(C.annuum)与CM334(C.annuum)杂交,对其121个F2代单株进行的检测表明,辣椒素合成酶基因(CS)与C位点的共分离控制了辣味的表达.故我们认为CS与C紧密连锁.对四个辣味型品种和四个无辣味型品种的测序分析表明,无辣味型品种在CS的5'上游区有一长度为2529bp的缺失(基因序列)存在.我们已研究出该C位点的分子标记,可在植株苗期检测其辣度.根据该缺失序列,我们开发了5个SCAR标志,其中有两个为共显性.这些SCAR标记对早期检测无辣味型个体既方便又准确.     

黄杨小米辣品质分析

利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC)法分别测定黄杨小米辣的挥发性物质、辣椒素类物质、脂肪酸的含量。结果表明：在黄杨小米辣中共检测到42种挥发性物质，在萜烯类、酯类、酮类、醛类、醇类等辣椒主要挥发性风味物质中，含量最高的为β-罗勒烯；辣椒素和二氢辣椒素总含量为316.05μg·g^-1，辣椒素类物质总含量为351.17μg·g^-1，斯科维尔指数5 415.04，辣度36.10度，属于中辣级别；共检测到13种脂肪酸，总含量为126.45 mg·g^-1，其中含量较高的3种脂肪酸为亚油酸、棕榈酸和油酸，分别占脂肪酸总含量的68.01%、13.72%、12.58%，不饱和脂肪酸含量高，品质佳。     

辣椒素类物质代谢生理研究进展

本文对辣椒素类物质的生理作用、结构与性质,辣椒素在辣椒果实中的合成途径、分布及积累特点,以及通过细胞组织培养研究和生产辣椒素进行了讨论。     

辣椒素类物质生物合成及其分子生物学机理研究进展

系统地介绍了辣椒素类物质生物合成的器官,辣椒素类物质的种类及其积累运输,影响辣椒素类物质生物合成的因素,其合成的结构基因及调控基因等。     

辣椒素生物合成相关基因研究进展

辣椒素是一种仅在辣椒属植物中合成的十分重要的次生代谢产物,其生物合成受遗传和环境的双重影响。辣椒中辣椒素含量的高低决定辣度的大小。辣椒素类物质是由香草基胺与C9-C11支链脂肪酸合成,前者来源苯丙氨基酸途径,后者来源于缬氨酸或亮氨酸。参与辣椒素合成途径中目前已知的酶有:苯丙氨酸裂解酶(PAL)、肉桂酸水解酶(Ca4H)、对香豆酸水解酶(C3H)、咖啡酸转甲氧基酶(COMT)、氨基转移酶(pAMT)、支链氨基酸转移酶(BCAT)、β-酮脂酰-ACP合酶(KAS)、酰基运载蛋白(ACL)、酰基-ACP-硫酯酶(FAT)、去饱和酶、酰基CoA合成酶(ACS)和辣椒素合成酶(capsaicin synthase,CS)等。目前,参与辣椒素类物质生物合成的PAL、Ca4H、COMT、pAMT、KAS、ACL、FAT、ACS和CS基因已经克隆出来,相应功能也做了初步的研究。综述了辣椒素生物合成相关基因的克隆和特性研究的最新进展,并探讨了辣椒素基因研究存在的问题和今后研究的方向。     

辣椒果实中辣椒素的测定

辣椒是四川人民喜爱的蔬菜,也是出口的重要产品之一。成熟的辣椒果实呈鲜红色,作调味品时增加色香味,促进食欲,除鲜食外,还可加工罐藏。辣椒的辣味程度取决于其中辣椒素的含量,辣椒素的化学名称是N- (三甲氧基-4-羟苄基)8-甲基壬-反6-稀酰胺,它溶于醇、醚、四氯化碳等有机溶剂,几乎不溶于水。 辣椒素不同提取剂的比较 我们采用成都“辣椒油脂分析方法”,[1]广州“辣椒油脂中辣椒素含量”[2],墨西哥“辣椒果实中辣椒素含量测定的新方法”[3]参考日本“辣味成份的定量”[4]和成都“辣椒油脂分析方法”,对辣椒样品的处理改用不同溶剂和不同容…     

辣椒和姜的辣味成分

辣椒的辣味来源于它所含的一种叫作辣椒素(Capsisin)的物质,它的化学名称叫8-甲基-6-癸烯香草基胺,其分子式是:在化学上它居于由酚类衍生的酰胺,可被水解成香草基胺和癸烯酸。由于分子中有一个酚性羟基,呈弱酸性反应,能溶解于氢氧化钠水溶液中。用这种性质可从辣椒中提取辣椒辣     

基于转录组denovo拼接鉴定辣椒(Capsicum frutescens)中辣椒素生物合成相关基因

辣椒素是由辣椒果实产生的一组化合物,被广泛应用于许多领域,尤其是医药行业。辣椒素生物合成途径还没有被清楚地确定。为了解更多辣椒素生物合成的知识,我们对辣椒(Capsicum frutescens L.)胎座和果皮的混合材料进行了转录组测序。并使用不同的拼接软件对各拼接参数的影响进行了评估,最终获得了转录组数据de novo拼接的最佳策略之一。我们利用Trinity软件得到共54 045条高质量unigenes(转录物)。约92.65%的unigenes与马铃薯、番茄和辣椒(C.annuum)ESTs数据库公共蛋白序列和基因组有相似性。我们预测到了3个新的结构基因(DHAD,TD,PAT),填补了由Mazourek提出的辣椒素分子合成途径中的空缺,并且以KEGG(京东基因与基因组百科全书)分析为基础,鉴定到了参与辣椒素生物合成新的候选基因。大量的SSR(简单重复序列)和SNP(单核苷酸多态性)标记在C.frutescens和C.annuum序列中被预测到,这些标记可在识别辣椒群体多态性方面提供帮助。这些数据将为辣椒素生物合成途径及相关研究提供新的思路。此外,我们的转录组de novo拼接策略也可用于其他大量类似研究中。