環球觀焦點：辣椒為什么那樣紅？相應轉錄調控機制獲揭示
發布時間：2023-05-05 21:18:53
文章來源：中國科學報
辣椒為什么那樣紅？近日，華南農業大學園藝學院辣椒團隊聯合北京大學現代農業研究院等單位，研究解析了辣椒
【資料圖】
辣椒為什么那樣紅？近日，華南農業大學園藝學院辣椒團隊聯合北京大學現代農業研究院等單位，研究解析了辣椒紅素生物合成的轉錄調控機制。相關研究在線發表于國際學術期刊《植物學雜志》。
“辣椒是我國‘菜籃子’重要的蔬菜作物，研究辣椒紅素生物合成的分子遺傳機制，為創制高辣椒紅素辣椒新種質奠定基礎。”論文通訊作者之一、華南農業大學園藝學院副教授朱張生表示。
辣椒的顯色物質主要是辣椒紅色素。研究團隊供圖
辣椒紅素是辣椒成熟果實特異高度積累的一種類胡蘿卜素，賦予成熟果實紅色，決定果實外觀和營養品質。同時，辣椒紅素作為脂溶性天然色素，由于具有優異的抗氧化等生物活性和極高色價的特點，被作為重要的工業原料廣泛應用于食品、醫藥、化妝品及飼料添加劑等領域。
目前，全球辣椒紅素市場規模達數十億元，且以每年15%復合增長率增加。在食品添加劑領域，辣椒紅素憑借色價高、著色力強、保色效果好和安全性高等優點被聯合國糧食及農業組織和世界衛生組織列為A類色素（即在使用中可以不限量添加）。
論文共同第一作者之一、華南農業大學博士后宋佳麗表示，辣椒紅素主要在辣椒果實轉色期至成熟期合成，其合成基因PSY（八氫番茄紅素合成酶），PDS（八氫番茄紅素脫氫酶），β-CH（β-胡蘿卜素羥化酶）和CCS（辣椒紅素-辣椒玉紅素合成酶）在轉錄水平層面控制辣椒紅素含量，但是其合成的轉錄調控機制尚不清楚。
最新研究中，研究人員首次鑒定到了辣椒紅素生物合成的關鍵調控基因，明確了脫落酸信號介導非呼吸躍變型辣椒果實類胡蘿卜素生物合成的機制，并且發現了辣椒紅素在茄科的生物合成差異調控的進化機制，為辣椒色澤遺傳改良奠定了基礎。
據論文通訊作者之一、華南農業大學園藝學院教授雷建軍介紹，截至目前，園藝學院辣椒團隊已經從世界范圍內收集3200余份遺傳多樣性極為廣泛的辣椒種質資源，這些材料為辣椒重要農藝性狀、風味色澤代謝品質和雜種優勢形成機理的研究以及分子設計育種提供了重要的支撐。
相關論文信息：https://doi.org/10.1111/tpj.16257
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