環(huán)球觀焦點：辣椒為什么那樣紅？相應(yīng)轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制獲揭示
發(fā)布時間：2023-05-05 21:18:53
文章來源：中國科學(xué)報
辣椒為什么那樣紅？近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院辣椒團隊聯(lián)合北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院辣椒團隊聯(lián)合北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院等單位，研究解析了辣椒紅素生物合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制。相關(guān)研究在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《植物學(xué)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(chuàng)制高辣椒紅素辣椒新種質(zhì)奠定基礎(chǔ)。”論文通訊作者之一、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院副教授朱張生表示。
辣椒的顯色物質(zhì)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(yǎng)品質(zhì)。同時，辣椒紅素作為脂溶性天然色素，由于具有優(yōu)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(yè)原料廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品及飼料添加劑等領(lǐng)域。
目前，全球辣椒紅素市場規(guī)模達數(shù)十億元，且以每年15%復(fù)合增長率增加。在食品添加劑領(lǐng)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(yōu)點被聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)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(nóng)業(yè)大學(xué)博士后宋佳麗表示，辣椒紅素主要在辣椒果實轉(zhuǎn)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(zhuǎn)錄水平層面控制辣椒紅素含量，但是其合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)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(guān)鍵調(diào)控基因，明確了脫落酸信號介導(dǎo)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(fā)現(xiàn)了辣椒紅素在茄科的生物合成差異調(diào)控的進化機制，為辣椒色澤遺傳改良奠定了基礎(chǔ)。
據(jù)論文通訊作者之一、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授雷建軍介紹，截至目前，園藝學(xué)院辣椒團隊已經(jīng)從世界范圍內(nèi)收集3200余份遺傳多樣性極為廣泛的辣椒種質(zhì)資源，這些材料為辣椒重要農(nóng)藝性狀、風(fēng)味色澤代謝品質(zhì)和雜種優(yōu)勢形成機理的研究以及分子設(shè)計育種提供了重要的支撐。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/tpj.16257
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