近日，園藝學(xué)院辣椒團(tuán)隊(duì)陳長(zhǎng)明教授等人在International Journal of Biological Macromolecules（中科院一區(qū)Top期刊，影響因子7.7）在線發(fā)表了題為“The CaABCG14 transporter gene regulates the capsaicin accumulation in Pepper septum”的研究論文。
該研究首次發(fā)現(xiàn)并鑒定到辣椒素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因CaABCG14，通過生物信息分析、基因表達(dá)模式分析、基因沉默和酵母異源表達(dá)等多種手段鑒定了該基因的功能，研究結(jié)果為辣椒素轉(zhuǎn)運(yùn)積累機(jī)制提供了新見解，為高辣椒素辣椒品種培育提供新思路。
辣椒素（CAP）是辣椒中特有的次生代謝物，是其果實(shí)品質(zhì)標(biāo)志性狀。自然界中，辣椒素具有抗真菌和細(xì)菌作用，提高了辣椒對(duì)病原菌的抵抗能力。此外，辣椒素在食品（調(diào)味物質(zhì)）、醫(yī)藥（殺菌、止痛、抗癌等）、化工（生物農(nóng)藥原料）、軍事（催淚彈的原料）等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)，對(duì)于辣椒素生物合成及調(diào)控研究已較為深入，但對(duì)于辣椒素轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究仍然空白。
團(tuán)隊(duì)基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)分析，篩選到多個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，結(jié)合體外和體內(nèi)功能驗(yàn)證確定CaABCG14在辣椒素轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)揮作用，調(diào)控辣椒隔膜組織中辣椒素積累。辣椒素類物質(zhì)含量研究結(jié)果表明，辣椒素主要在隔膜中積累。通過對(duì)不同基因型、不同發(fā)育階段及不同組織部位辣椒果實(shí)的分析，發(fā)現(xiàn)CaABCG14基因的表達(dá)水平與辣椒素含量密切相關(guān)。通過VIGS和酵母異源表達(dá)分析，揭示了CaABCG14轉(zhuǎn)運(yùn)基因調(diào)控了辣椒素在隔膜中的積累。研究結(jié)果為理解辣椒素積累機(jī)制提供了重要的分子依據(jù)，為辣椒素含量調(diào)控提供了潛在的靶標(biāo)。不僅為辣椒中辣椒素積累的分子機(jī)制提供了新的認(rèn)知，也為高辣椒素品種培育提供新方向。
2021級(jí)博士生費(fèi)柳瑩和已畢業(yè)碩士劉佳蓉為該論文共同第一作者，陳長(zhǎng)明教授、朱張生副教授和陳國(guó)菊教授為該論文共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金等項(xiàng)目的支持。
相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.136122
