辣椒中辣椒素生物合成途径基因Kas克隆及表达研究
辣椒色素与辣椒素的遗传与分子调控机制研究进展
生物合成调控研究较多.了解色素与辣椒素的生物合成与调控机制，对于研发色素生物合成调控分子机制的最新进展，并提出了相关的研究方向.
关键词:辣椒；辣椒素；色素；遗传；调控
中图分类号:S641.3
文献标志码：A
文章编号：2095-7300(2019)02-0043-09
3辣椒素的生物合成
自20世纪初以来，人们已经开始研究辣椒素类 化合物.1923年解析了辣椒素的结构和分子式， 1968年首次阐明了辣椒素类物质生物合成途径.研 究表明，辣椒素通过香草胺和支链脂肪酸缩合合 成，香草胺经苯丙氨酸代谢途径合成，支链脂肪酸 衍生自颌氨酸67）.苯丙氨酸代谢途径依次合成苯丙 氨酸、肉桂酸、对香豆酸、咖啡酸和阿魏酸，然后形 成香草醛和香草胺⑷.苯丙烷氨裂解酶（PAL）、肉桂 酸4-羟化酶（C4H）、香豆酸3-轻化酶（C3H）和咖啡 酸0-甲基转移酶（C0MT）参与苯丙烷类介导的辣椒 素生物合成I酰基部分衍生自绻氨酸或亮氨酸、 4-香豆酰辅酶A连接酶（4CL）、羟基肉桂酰转移酶 （HCT）、咖啡酰辅酶A 0-甲基转移酶（CCoAOMT） 等参与了此途径的生物合成；22-231 .
从史前时代开始,辣椒(Capsicum spp.)便在人类 文明中占有十分重要地位.它是食品界不可或缺的辅 料和流行的调味品.除了增加食品风味，它还增强了 食品的营养保健价值.辣椒是最纯净、最有效的天然 辛辣植物之一，同时还含有钾、镁、铁等多种矿质元素 和抗坏血酸.长期以来，辣椒被用于缓解疼痛,特别是 缓解关节炎、头痛、烧伤和神经痛.辣椒还具有增强免 疫、提高清除肠道寄生虫能力等作用⑴力.此外辣椒对 循环系统也具有非常重要的作用.研究表明 ，辣椒可 以减少胆固醇的积聚并减少血小板聚集,从而降低心 脏病发作和中风的风险•辣椒还可以降低髙血压并增 加外周循环⑴.新鲜辣椒含有丰富的维生素P,除了 具有抗氧化作用外，还能强化毛细血管和调节渗透 性.新鲜辣椒也是维生素A和抗坏血酸以及中性和酸 性酚类化合物等重要抗氧化剂的极好来源⑶.辣椒刺 激味蕾并增加唾液(淀粉酶)的分泌因而有助于消化. 当与沙拉一起食用时，除了开胃之外,辣椒还是一种 很好的维生素补充剂.辣椒在世界各地用作香料 ，也 用于制作饮料和药品•辣椒是厨房中不可或缺的食 品，每天作为调味品以多种形式食用UN.世界各地共 有400多种颜色各异的辣椒.
辣椒中辣素合成途径的分子机制研究
辣椒中辣素合成途径的分子机制研究辣椒是一种常见的香辛料，据统计全世界有三分之一的人口喜欢吃辣，而辣椒的辣味主要来自一种叫做辣素的化合物。
辣素是辣椒中的一种生物碱，具有强烈的刺激性，能够刺激唾液腺和汗腺分泌，增加食欲，促进消化。
不过，对于人体而言，摄入过多的辣素并不利于健康，可能会引起胃痛、胃溃疡等不适。
因此，研究辣素的合成途径和分子机制，对于合理利用、控制辣素含量，以及开发辣素类新药物等方面具有重要意义。
辣椒中的辣素主要是通过辣椒素合成途径合成的。
辣椒素是一种黄色的脂溶性颜料，对光线敏感，在辣椒的的果实成熟能见到明显的黄色感觉。
研究表明，辣椒素是辣椒辣味的前体物质，也就是说，辣椒素在合适的环境下可以发生辣素化反应，生成辣素。
目前研究表明，辣素的合成与多种酶类有关。
其中，最重要的酶类之一就是辣椒素加氧酶（CAPS, Capsanthin-Capsorubin Synthase）。
CAPS是一种存在于辣椒中的细胞质膜蛋白，具有双重催化活性。
首先，CAPS能够将辣椒素氧化成Capsanthin,再把Capsanthin加氧化成红色的Capsorubin。
而在CAPS的催化下，Capsanthin和Capsorubin又会在一系列的化学反应中被转化成辣素。
除了CAPS外，Cytochrome P450 Enzyme（CYP450酶）也参与了辣椒素的加氧化反应。
研究表明，在辣椒素合成过程中，CYP450与CAPS共同作用，通过逐步氧化的方式将Capsanthin和Capsorubin转化成辣素。
此外，还有一些调控因子能够直接或间接地影响辣素的合成。
例如，研究表明，一个叫做辣椒素合成调控基因（CRSP）的基因能够通过调控辣椒素合成途径的酶类活性，影响辣素的合成。
而另外一个叫做 Capsaicinoid Amino Acid Methyltransferase 1 (AMT1) 的基因则能够通过催化辣素前体物质的甲基化反应，进一步促进辣素的合成。
辣椒COI1.2基因的克隆、表达分析和植物表达载体的构建
辣椒COI1.2基因的克隆、表达分析和植物表达载体的构建黄小云;陈再刚;杨俊年;胡廷章【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2014(027)004【摘要】利用RT-PCR技术,通过同源克隆从辣椒中分离到CaCOI1.2基因,采用生物学软件对序列进行生物信息学分析,采用实时定量RT-PCR技术分析基因的表达模式.结果表明:克隆到的CaCOI1.2基因长度为2041 bp,推测其读码框大小为1812 bp,编码603个氨基酸.在CaCOI1.2蛋白质N-端有一个F-box结构域,C-端有6个富含亮氨酸结构域.CaCOI1.2蛋白的氨基酸与巳知其他植物COI1蛋白序列有53.03 ％～93.37％的一致性.聚类分析结果显示:CaCOI1.2与番茄、烟草和葡萄等双子叶植物的亲缘关系较近,而和水稻、玉米、高粱等单子叶植物的亲缘关系较远.CaCOI1.2在辣椒的不同生长发育时期的组织中都能表达,在花和青熟期果实中表达水平较高,表明CaCOI1.2在花和果实的发育过程中起重要作用.构建植物表达载体pBI121-CaCOI1.2,并导入根癌农杆菌LBA4404中,得到植物转化工程菌,这为下一步用于辣椒等作物的转基因操作、研究CaCOI1.2基因在植物中的功能奠定了基础.【总页数】7页(P1649-1655)【作者】黄小云;陈再刚;杨俊年;胡廷章【作者单位】重庆三峡学院生命科学与工程学院,重庆404000;重庆三峡学院生命科学与工程学院,重庆404000;重庆三峡学院生命科学与工程学院,重庆404000;重庆三峡学院生命科学与工程学院,重庆404000【正文语种】中文【中图分类】S641.3【相关文献】1.新疆耐盐植物藜的甜菜碱醛脱氢酶基因(CaBADH)的克隆、盐胁迫表达分析及植物表达载体的构建 [J], 袁军文;谷丽丽;陈莎莎;徐栋生;兰海燕2.烟草质膜ATPase4基因的克隆、表达载体构建及表达分析 [J], 王静;彭双;胡圣;卓维;陈倩;李立芹3.甘蓝型油菜GPDH基因克隆、表达分析及植物过表达载体构建 [J], 张超;付三雄;周小婴;唐容;黄莎;杨克相;戚存扣4.甘蓝型油菜GPDH基因克隆、表达分析及植物过表达载体构建 [J], 张超; 付三雄; 周小婴; 唐容; 黄莎; 杨克相; 戚存扣5.青花菜β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆、表达分析及其植物表达载体的构建 [J], 靳敏峰;侯喜林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
辣椒素和辣椒素酯的生物合成与应用研究进展
辣椒素和辣椒素酯的生物合成与应用研究进展
高蓝
【期刊名称】《中国食品添加剂》
【年(卷),期】2008(000)004
【摘要】辣椒素和辣椒素酯是辣椒属的特异代谢产物.辣椒中的主要辛辣成分辣椒素已广泛用作食品添加剂,它在医药方面的应用也越来越广泛.辣椒素酯是在甜椒中发现的无辣味的物质,其化学结构及生物合成途径与辣椒素相似,在中间物香草醛处发生分支.辣椒素酯和辣椒素都是通过辣椒素受体发挥作用的,它们的一些生理功能也是相似的.
【总页数】5页(P112-116)
【作者】高蓝
【作者单位】广东药学院,广州,510006
【正文语种】中文
【中图分类】TS202.3
【相关文献】
1.GPC-HPLC-MS／MS法测定食用油中天然辣椒素、二氢辣椒素和合成辣椒素含量 [J], 徐彦辉;刘燕;丁磊
2.辣椒素类物质生物合成及相关调控基因研究进展 [J], 刘熠;刘峰;邹学校
3.超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱质谱快速筛查和定量检测食用油脂中的天然辣椒素、合成辣椒素和二氢辣椒素 [J], 刘诗瑶;吴文林;肖全伟;梁恒兴;苟兴华
4.固相萃取-液相色谱-串联质谱法测定食用油脂中的合成辣椒素、天然辣椒素和二
氢辣椒素 [J], 阳曦;向世杰
5.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 [J], 无
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辣椒CMB1_基因克隆与表达分析
收稿日期：2023-09-27基金项目：国家自然科学基金（32360744）；云南省生物种业与精深加工重大专项（202202AE090031)作者简介：张明先（2000-），女，在读硕士生，研究方向为蔬菜种质创新及利用，E-mail：*******************通信作者：吕俊恒（1989-），男，博士，副教授，研究方向为蔬菜种质创新及利用，E-mail：******************.cn广东农业科学2023，50（11）：50-58Guangdong Agricultural SciencesDOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.11.005张明先，张芮豪，李平平，吴睿，周慧丹，邓明华，吕俊恒. 辣椒CMB1基因克隆与表达分析［J］. 广东农业科学，2023，50（11）：50-58.辣椒CMB1基因克隆与表达分析张明先1，张芮豪1,2，李平平1，吴 睿1，周慧丹1，邓明华1，吕俊恒1（1.云南农业大学园林园艺学院/云南省蔬菜生物学重点实验室，云南 昆明 650201；2.云南省农业科学院园艺作物研究所,云南 昆明 650205）摘 要：【目的】CMB1基因在植物的花序结构和果实成熟调控中发挥重要作用，但有关辣椒CMB1基因的功能和调控机制鲜有报道，因此研究辣椒中调控类胡萝卜素合成相关的转录因子及CMB1基因在辣椒中的作用，为辣椒选育提供参考。
【方法】以皱皮红、皱皮黄两种辣椒果实为试验材料，利用同源序列法克隆CMB1的编码序列并对其进行生物学信息分析，通过实时荧光定量PCR 技术分析CMB1在红色与黄色辣椒果实中不同发育时期（绿熟期、转色期、完熟期）的表达模式。
【结果】皱皮红与皱皮黄辣椒的CMB1基因ORF 长度均为732 bp，可编码243个氨基酸残基。
序列比对发现，皱皮红CMB1碱基序列的第11个位点发生突变，G 突变为T，导致氨基酸序列由G（甘氨酸）突变为V（缬氨酸）。
经济作物辣椒中辣椒素代谢途径的分子机制研究
经济作物辣椒中辣椒素代谢途径的分子机制研究辣椒是我国的传统经济作物之一，其独特的香辣味道不仅能够为美食带来不同的味觉享受，也具备一定的医学价值。
辣椒素是辣椒香辣的主要成分，因此研究辣椒素代谢途径的分子机制对于促进辣椒产业的发展，推动我国经济的稳步增长具有重要作用。
第一部分辣椒素的代谢途径辣椒素是辣椒香辣的主要成分，分为胡椒素和辣椒红素两种。
胡椒素是辣椒中主要的黄色素，是一种具有强抗氧化作用的化合物，具有预防癌症和心脑血管疾病的作用。
而辣椒红素则是辣椒中主要的红色素，其中最为活跃的成分是辣椒素A，它具有一定的刺激性和毒性，但也具有一定的保健功能。
辣椒素的代谢途径主要包括几个方面：首先，辣椒素在肠道内被水解成为胆固醇代谢产物，并被吸收到肠道上皮细胞；其次，这些代谢产物被ATP结合转移酶即葡萄糖醛酸转移酶（UGT）加工成为更易于排泄的水溶性代谢物；最后，这些代谢产物被经过肝脏代谢排入尿液中。
同时，辣椒素的代谢途径也存在一些异质性。
例如，对于同样摄入相同剂量的辣椒素，不同的个体可能会表现出不同的生理反应，这与其代谢途径的异质性有关。
第二部分辣椒素代谢途径的分子机制研究1. 辣椒素与葡萄糖醛酸转移酶的作用葡萄糖醛酸转移酶是辣椒素代谢途径中的关键酶，它能将辣椒素转化为水质的代谢产物，以降低辣椒素对人体的刺激性。
近年来，国内外的一些研究表明，UGT基因家族具有较高的表达差异性，这可能是导致辣椒素嗜口性不同的原因之一。
2. 辣椒素代谢途径的调控辣椒素代谢途径的调控机制也备受关注。
研究表明，部分转录因子，如绿原酸/肉桂酸共激活因子（PGC-1α）、细胞因子信号转导因子c-Jun N端激酶（JNK）等，可能与辣椒素代谢途径有关。
这些转录因子的活性变化，可能会导致UGT基因的表达发生改变，进而影响辣椒素的代谢途径和生理反应。
3. 辣椒素代谢途径的遗传多样性在不同人群中，辣椒素代谢途径的相关基因多态性也将会引起不同程度的体内药代动力学和药效学的变化。
辣椒素类物质生物合成及相关调控基因研究进展
109--专论•综述 引用格式：刘 熠，刘 峰，邹学校. 辣椒素类物质生物合成及相关调控基因研究进展[J]. 湖南农业科学，2020（9）：109-111. DOI:10.16498/ki.hnnykx.2020.009.028辣椒（Casicum.C ）是闻名于世界各地的绝佳菜肴调味品。
它不仅在食品加工方面发挥着必不可少的作用，而且有巨大的潜在药用价值[1-2]。
辣椒素（Capsaicin ）是存在于辣椒中的重要次生代谢物质，按含量排列，其次是二氢辣椒素、去二氢辣椒素、同二氢辣椒素等[3]。
在众多的茄科植物中，只有辣椒属可以产生辣椒素，辣椒素主要是在辣椒胎座中合成。
辣椒素具有多种功能，如抗氧化、抗癌等药理作用，除此之外，食用辣椒素还可以产生令人体感到兴奋的多巴胺物质[4]。
因此，对于辣椒素的研究越来越受人们的关注，培育可以产生大量辣椒素的优质辣椒品种也成为了辣椒研究方向最主要的目标之一。
1 辣椒素类物质种类与含量测评1.1 辣椒素类物质辣椒最早产于中拉丁美洲的热带地域，但随着时间的推移和全球化的进展加快，辣椒的栽植面积呈现出逐年增加的趋势。
与此同时，辛辣的菜肴已经成为许多国家传统菜肴的一部分，食品再生产和原料加工的方向上辣椒素的作用可谓是发挥到了极致[5]。
此外，辣椒素的许多益处也和工业应用息息相关。
人类食用辣椒所感受到的辛辣味道实际上是一种神经灼烧痛感，是对神经末梢的刺激反应，而这种刺激是因为存在于辣椒属中的生物碱和其类似物的积累造成的[6]。
辣椒素最早是在1876年由Thresh 等获得晶体后命名的[7]。
当前已分离出的30多种辣椒素同 系物被统称作辣椒素类物质[8]。
辣椒素类物质其实本质 是一种生物碱，是由香草基胺与支链脂肪酸二者酰氨化合成的。
按存在于辣椒中的含量排列，已发现的辣椒素类物质种类有很多，人们所熟知且含量较高的有辣椒素、二氢辣椒素（Dihydrocapsaicin ）、降二氢辣椒素（Nordihydrocapsaicin ）、高辣素（Homocapsaicin ）、高二氢 椒（Homodihydrocapsaicin ）、 辛酸香草酸胺（Octanoyl vanillylamide ）、壬酸香草基胺（Nonanoyl vanillylamide ）、 癸酸香草肽胺（Decanoyl vanillylamide ）、辣椒素酯（Capsiate ）、二氢辣椒素酯（Dihydrocapsiate ）和降二氢辣椒素酯 （Nordihydrocapsiate ）等[9]，它们的主要区别是脂肪侧链长度和在脂肪链中存在的双键多少。
辣椒生长素抑制蛋白基因CaARP1的克隆及其对青枯菌侵染的响应
刘艳艳，丁 颖，刘兴华，等．辣椒生长素抑制蛋白基因ＣａＡＲＰ１的克隆及其对青枯菌侵染的响应［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（２１）：１３－１９．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．２１．００３辣椒生长素抑制蛋白基因ＣａＡＲＰ１的克隆及其对青枯菌侵染的响应刘艳艳，丁 颖，刘兴华，郑佳秋（江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城２２４０００） 摘要：生长素响应基因编码生长素抑制蛋白（ＡＲＰ），是非常重要的下调基因，能够抑制生长素（ＩＡＡ）信号的转导，在植物的生长、发育、抗病、抗逆以及种子休眠等过程中发挥重要作用。
为解析辣椒ＡＲＰ１基因的序列特征和功能，以辣椒品种ＣＭ３３４为试材，克隆获得辣椒ＡＲＰ１基因ｃＤＮＡ全长序列，命名为ＣａＡＲＰ１，ＧｅｎＢａｎｋ登录号为ＡＡＲ８３８８８．１。
序列分析结果表明，辣椒ＣａＡＲＰ１基因的ｃＤＮＡ全长２２８ｂｐ，没有非翻译区，包含１个２２８ｂｐ的开放阅读框架，编码７５个氨基酸。
ＣａＡＲＰ１基因含有２个外显子和１个内含子，全长３８５ｂｐ。
ＣａＡＲＰ１蛋白的分子量为８．２９８ｋｕ，理论等电点为９ ９９，没有跨膜结构，不存在信号肽，为亲水性不稳定蛋白，二元结构元件多为无规则卷曲。
ＣａＡＲＰ１蛋白与同属茄科植物的马铃薯、番茄、黄果茄、烟草生长素抑制蛋白的同源性较高，序列一致性分别为９５．００％、９６．６７％、９３．２４％、９１ ８９％。
实时荧光定量ＰＣＲ分析结果表明，ＣａＡＲＰ１基因在青枯菌侵染１～７ｄ期间均呈现极显著下调的趋势，推测该基因可能在辣椒应答青枯病侵染中发挥重要作用。
关键词：辣椒；ＣａＡＲＰ１基因；基因克隆；序列分析；表达分析 中图分类号：Ｓ６４１．３０１；Ｓ４３６．４１８．１＋９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２３）２１－００１３－０６收稿日期：２０２３－０８－１８基金项目：江苏省农业科技自主创新资金［编号：ＣＸ（２１）３０３１］；江苏省农业重大新品种创制专项（编号：ＰＺＣＺ２０１７１５）。
辣椒素类物质生物合成途径及其相关基因研究进展
辣椒素类物质生物合成途径及其相关基因研究进展吴智明;程蛟文;唐鑫;胡开林【期刊名称】《中国蔬菜》【年(卷),期】2012(000)022【摘要】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.%Capsaicinoids are the substances responsible for the pungent sensation that synthesize and accumulate unique in fruits placental tissues of Capsicum species. Capsaicinoids are biosynthesized through 2 pathways: phenylpropanoid and branched-chain fatty acid pathways, which provide the precursors phenylalanine and valine or leucine, respectively. This paper reviewed the new research progress on studying the enzymes and genes participating in the biosynthetic pathway and the regulatory process that accounts for different accumulation levels of capsaicinoids in chili pepper fruits.【总页数】7页(P1-7)【作者】吴智明;程蛟文;唐鑫;胡开林【作者单位】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;华南农业大学园艺学院,广东广州510642;华南农业大学园艺学院,广东广州510642【正文语种】中文【中图分类】Q78【相关文献】1.植物花青素生物合成途径相关基因的研究进展 [J], 张云洁;潘怡辰;王汝茜;李集临;张杰2.功能性红曲中三类主要聚酮类化合物合成途径相关基因研究进展 [J], 陈泉;吴远征;赵晓燕;赵吉兴;李耀;李纪顺3.辣椒素类物质生物合成研究进展 [J], 李竞芸4.辣椒素类物质生物合成研究进展 [J], 张西露; 毛亦卉; 戴雄泽5.辣椒素类物质生物合成及相关调控基因研究进展 [J], 刘熠;刘峰;邹学校因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
辣椒素生物合成途径基因pal克隆及原核表达分析
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郭庆 勋 ，阮文渊 ，怀凤 涛 ，郝宏智
（． １ 吉林大学植物科学学院，长春 １０ ６ ；２ 东北农业大学园艺学院，哈尔滨 １０ ３ ３０２ ． ５０ ０）
摘
要 ： 以辣 椒 品 种 “ 都 红 ” 座 Ｒ Ａ反 转 录的 ｃ Ｎ 为 模 板 ，根 据 ｐ 基 因保 守序 列 设 计 引物 ，Ｐ Ｒ扩 增 益 胎 Ｎ ＤＡ Ｃ
２ Ｃ ｌｇ ｆ ｏｔ ｕ ｕｅ Ｎ ｒ ｅ ｓ ｇｉ ｌ ｒｌ ｎ ｅｓ ， ａｂｎ１ ０ ３ ， ｈｎ ） ． ｏｌ ｅｏ ｒｃ ｌ ｒ， ｏ ｈ ａ ｔ ｒ ｕ ｕａ Ｕ ｉ ｒｉ Ｈ ｒｉ ０ ０ Ｃ ｉａ ｅ Ｈ ｉ ｔ ｔ Ａ ｃｔ ｖ ｔ ｙ ５
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辣椒MYB转录因子基因的克隆及表达分析
辣椒MYB转录因子基因的克隆及表达分析辣椒素是辣椒属植物特有的次生代谢,是物辣椒素类物质中的主要组成部分,也是辣椒辛辣味道的主要来源。
众多研究表明辣椒素在新型农药、镇痛、抗疲劳、抗肿瘤、美容、抗菌等领域具有重要的作用,因此研究辣椒素的合成途径调控机制具有重要意义。
辣椒素是由苯丙氨酸途径合成的香草基胺和由支链脂肪酸途径合成的8-甲基-6-癸烯酰经辣椒素合成酶(CS)催化缩合而成。
CS基因启动子含有TATA-box、CAAT-box、W-box、GATA-box、ABRE、TCA-element等多个顺式作用元件,以及包含一个能够与MYB转录因子结合的结合位点(CAACTG)。
因此可以推测,MYB转录因子可以通过与CS启动子序列中的MYB结合位点结合,产生互作,激活或者抑制辣椒素合成酶基因(CS)的表达,影响辣椒素合成途径,最终影响了辣椒素的合成。
本研究通过PCR技术在黄灯笼椒中获得一个MYB转录因子基因,命名为Ccmyb,全长1038bp,编码345个氨基酸。
经过网站预测分析,Ccmyb包含有两个螺旋-转角-螺旋机构的MYB转录因子结构域,属于R2R3-MYB转录因子家族。
经过同源性分析发现与Lycopersicon esculentum Mill(番茄)和Solanum pennellii(野生种潘那利番茄)转录因子MYB44-like同源关系比较近。
利用网站对Ccmyb的蛋白进行分析,可知pI为8.57,Mw为38241.06,是一类定位在细胞核中的蛋白,无跨膜组织。
利用RT-PCR 技术分析了Ccmyb基因与3个辣椒素合成相关基因基因(Pun1,PAL,KAS)在黄灯笼椒根、茎、叶、花、果实、种子、胎座以及坐果期、绿熟期、转色期、成熟期的果实的表达情况。
发现Ccmyb基因在种子中的表达量最高,在花中表达量最低。
而在不同发育时期的果实中转色期中表达量最高;Pun1在种子中表达量最高,在花中表达量最低,不同发育时期的果实中在绿熟期表达量最高;KAS在叶中表达量最高,在花中表达量最低,不同发育时期的果实中在转色期中表达量最高;PAL在根中表达量最高,在花中表达量最高,不同发育时期的果实中在坐果期表达量最高;Pun1作为编码酰基转移酶基因(AT3),是辣椒素合成酶(CS)的基因,对辣椒素合成途径具有重要的调控作用,而Ccmyb基因与Pun1基因在不同组织和果实中表达趋势基本一致,因此可以推测Ccmyb基因对辣椒素合成途径有调控作用。
涮辣和昆明皱皮椒Kas生物信息学及表达分析
涮辣和昆明皱皮椒Kas生物信息学及表达分析作者：周慧丹李孟娟吴睿李平平张芮豪吕俊恒邓明华来源：《安徽农业科学》2024年第01期摘要［目的］探究涮辣與昆明皱皮椒3-氧酰基［酰基载体蛋白］还原酶（3-oxoacyl-［acyl-carrier-protein］synthase，Kas）的差异。
［方法］特异性扩增了Kas，并进行了生物信息学分析。
利用荧光定量 PCR 及酶活性测定方法测定了不同发育时期、不同环境及6种外源因子处理下 Kas 表达量及酶活性。
［结果］扩增得到的涮辣和昆明皱皮椒 Kas 基因均为 1 467 bp，编码 488个氨基酸。
Kas为脂溶性、亲水性的稳定蛋白，无信号肽与跨膜结构，主要定位于质膜。
在不同发育阶段，2种辣椒 Kas 表达水平与酶活性的趋势均为先升高后急剧降低，且在大部分发育阶段均表现为露地栽培高于大棚栽培；同一环境条件下，涮辣 Kas 表达与酶活性整体高于昆明皱皮椒；且不同外源物质在一定时间内可影响涮辣 Kas 的表达，其中MeJA和SA处理对Kas表达量影响较大。
［结论］涮辣与昆明皱皮椒 Kas 基因和蛋白特性相似，但存在差异，在辣椒生长发育、环境和外源物质响应方面有重要功能。
关键词涮辣；昆明皱皮椒；3-氧酰基［酰基载体蛋白］还原酶（Kas）；生物信息学中图分类号 Q943.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）01-0090-08doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.01.019开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Bioinformatics and Expression Analysis of 3-oxoacyl-［acyl-carrier-protein］Synthase （Kas）from Capsicum chinense and C. annuumZHOU Hui-dan， LI Meng-juan， WU Rui et al（College of Landscape and Horticulture， Yunnan Agricultural University， Kunming，Yunnan 650201）Abstract ［Objective］To investigate the difference of 3-oxoacyl-［acyl-carrier-protein］synthase （Kas） between Capsicum chinense and C. annuum. ［Method］Kas was specifically amplified and bioinformatic analysis was performed.Kas expression and enzyme activity were determined by quantitative PCR and enzyme activity assay under different development stages， different environments and six exogenous factors. ［Result］The Kas gene of Capsicum chinense and C. annuum was 1 467 bp， encoding 488 amino acids. Kas is a lipopolysaccharide， hydrophilic and stable protein with no signal peptide and transmembrane structure， which is mainly located in the plasma membrane. At different developmental stages，Kas expression level and enzyme activity of both kinds of capsicum were increased first and then decreased sharply， and in most developmental stages， they were higher in open field than in greenhouse cultivation. Under the same environmental conditions， Kas expression and enzyme activity in Capsicum chinense were higher than those in C.annuum. In addition， different exogenous substances could affect Kas expression in Capsicum chinense in a certain period of time， among which MeJA and SA treatments had a greater effect on Kas expression. ［Conclusion］The Kas gene and protein characteristics were similar but different between Capsicum chinense and C. annuum，which had important functions in pepper growth and development， environment and foreign substance response.Key words Capsicum chinense;C.annuum;3-oxoacyl-［Acyl-carrier-protein］synthase （Kas）;Bioinformatics基金项目国家自然科学基金项目（32160708）；云南省科技计划项目（202102AE090005，202205AR070001）。
辣椒的辣味遗传控制与辣椒素生物合成研究进展
园艺学报 2014，41（9）：1821–1832 http: // www. ahs. ac. cn Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@ 辣椒的辣味遗传控制与辣椒素生物合成研究进展张正海，毛胜利，王立浩，张宝玺*（中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081）摘 要：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。
关键词：辣椒；辣味；辣椒素类物质；辣椒素酯类物质；Pun1基因中图分类号：S 641.3 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2014）09-1821-12 Progress on Genetic Control of Pungency and Capsaicinoid Biosynthesis in Capsicum spp.ZHANG Zheng-hai，MAO Sheng-li，WANG Li-hao，and ZHANG Bao-xi*（Institute of Vegetables & Flowers，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）Abstract：The pungency of pepper（Capsicum spp.）is due to capsaicin，dihydrocapsaicin and other capsaicinoid biosynthesis in glands on the placenta dissepiment of the fruit. This paper reviews the genetic control and environmental effects on pungency，capsaicinoid biosynthesis pathway and evolution，QTL analysis of capsaicinoid content and marker-assisted selection breeding on Pun1 and pAMT in Capsicum spp.Key words：Capsicum；pungency；capsaicinoid；capsinoid；Pun1所谓辣椒（Capsicum spp.）的“辣味”，是人们食用辣椒及其制品后，辣椒素结合人体痛觉途径中的辣椒素受体（Transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1）而产生的灼痛感（Caterina et al.，1997）。
辣椒的果实生长调控和激素信号途径的基因表达分析
辣椒的果实生长调控和激素信号途径的基因表达分析在辣椒生长过程中，果实的生长和发育是一个复杂的过程，受到多种因素的控制。
植物激素在调控果实生长中起着至关重要的作用，其中包括植物生长素、赤霉素、脱落酸、植物内源激素和干旱胁迫激素等。
为了解辣椒果实生长调控的机制和激素信号途径，科学家们通过基因表达分析的方法研究了相关基因的调控网络。
在辣椒果实生长调控过程中，生长素被认为是一个重要的激素。
研究发现，辣椒果实生长素合成相关基因CsGA20ox1、CsGA20ox2和CsGA2ox1的表达水平在果实生长过程中呈现动态变化。
这些基因编码的酶参与了生长素的合成和降解过程。
另外，生长素信号传导途径中的关键基因CsARF2和CsGH3.1也表现出了类似的表达模式。
这些研究结果表明，在辣椒果实生长中，生长素的合成和降解过程及其信号传导途径在果实发育的不同阶段起着重要的调控作用。
除了生长素，赤霉素也被发现在调控辣椒果实生长中发挥重要作用。
研究人员通过基因表达分析发现，辣椒果实生长阶段，赤霉素合成基因CsGA3ox1和CsGA3ox2的表达水平显著增加，而赤霉素降解基因CsGA2ox1的表达水平则相对下降。
此外，赤霉素信号传导途径中的关键基因CsGID1和CsDELLA也表现出了类似的表达模式。
这些研究结果表明赤霉素在果实的发育过程中起着重要的调控作用。
在干旱应激条件下，辣椒果实的生长和发育受到了很大的影响。
研究人员通过基因表达分析发现，在干旱胁迫条件下，辣椒果实脱落酸合成基因CsNCED1和CsNCED2的表达水平显著增加，而脱落酸降解基因CsCYP707A2的表达水平相对下降。
此外，脱落酸信号途径中的关键基因CsABI1和CsSnRK2.6也表现出了类似的表达模式。
这些研究结果表明，脱落酸在辣椒果实的生长和发育中对干旱应激具有调节作用。
辣椒果实生长调控的基因表达分析揭示了激素信号途径在果实发育过程中的重要作用。
这些研究结果不仅有助于我们理解果实生长的分子机制，还为提高辣椒产量和质量提供了重要的理论基础。
辣椒的果实植物生理和发育关键基因的功能研究
辣椒的果实植物生理和发育关键基因的功能研究辣椒（Capsicum annuum）是一种广泛栽培的蔬菜作物，也是一种重要的调味品。
辣椒果实的辛辣味道由辣椒中的辣椒素所贡献。
辣椒的果实生理和发育过程受到许多基因的调控。
本文将探讨辣椒果实生理和发育关键基因的功能研究。
首先，辣椒果实生理和发育关键基因之一是辣椒素合成基因。
辣椒素合成基因通过调节辣椒素的合成和积累来确定辣椒的辣度。
研究发现，辣椒素合成基因包括辣椒素合成相关基因（如PAL、CHS、CHI、ANS、PMT等）和辣椒素合成调控基因（如CaMYB31、CaMYBx、CaMYB115等）。
这些基因通过调控辣椒素合成途径的不同酶的活性或表达水平，直接或间接地影响辣椒的辛辣味道。
其次，辣椒果实生理和发育关键基因中的果胶合成和降解基因也具有重要作用。
果胶是辣椒果实中的主要成分之一，它决定了辣椒果实的质地和口感。
研究表明，果胶合成基因（如GAUT、GAUT-like、CslA等）和果胶降解基因（如PG、PME、PL等）参与了果胶的合成和降解过程。
这些基因的功能调控了辣椒果实中果胶的含量和结构，进而影响了辣椒果实的质地和口感。
此外，辣椒果实生理和发育关键基因中的色素合成基因也是重要的研究对象。
辣椒果实的颜色种类丰富，色素合成基因对辣椒果实的颜色起着至关重要的作用。
例如，辣椒的红色和黄色果实由红色素（如胡萝卜素）和黄色素（如类胡萝卜素）的合成调控决定。
研究发现，色素合成基因包括类胡萝卜素合成基因（如PSY、PDS、LCYE）、胡萝卜素合成基因（如CCD）和类胡萝卜素转运基因（如CRTISO）。
这些基因通过调控色素的合成和转运，从而影响辣椒果实的颜色。
最后，辣椒果实生理和发育关键基因中的激素合成和信号传导基因也受到深入研究。
激素在果实的生长和发育过程中起着重要的综合调控作用。
拟南芥中较为常见的几种植物激素包括生长素（auxin）、细胞分裂素（cytokinin）、激素（gibberellin）、脱落酸（abscisic acid）、乙烯（ethylene）和水杨酸（salicylic acid）等。
植物基因克隆研究进程分析
植物基因克隆研究进程分析作者：李卓雨来源：《种子科技》2022年第03期摘要：随着科学技术的发展及人类基因工作的推进，植物基因克隆技术研究取得了一定的成就。
近年来，我国植物基因克隆技术有了新发展，玉米、小麦及水稻等均克隆了较多与植物产品品质、产量等相关的基因。
就植物基因克隆技术展开研究，以供借鉴。
关键词：植物;基因;克隆技术文章编号：1005-2690（2022）03-0010-03 中国图书分类号：S336 文献标志码：B植物基因克隆技术是现代生命科学的关键组成，也是现代生命科学技术最为关键的要素，基于20世纪70年代初级DNA体外重组技术的诞生，经历了甄别、分离特异性的基因并得到基因完整的序列，明确其在染色体上的确切位置，阐明其生化功能，以及结合生物工程方式应用于生产实践中的过程[1]。
通常基因克隆策略包含两类，即正向遗传学方式和反向遗传学方式。
前者主要以待克隆基因所表现出的功能为前提，基于对包括基因表达产物及其表现现状实现克隆，包含了功能方面以及表观方面等多个部分;后者更多综合基因自有的序列或基因组之中的特殊点位进行克隆，如定位克隆和同源序列法克隆等。
随着DNA测序和生物信息学等理念不断完善，电子克隆等新兴技术诞生[2]。
目前，包括烟草在内的多类植株已在品质、抗性以及性状等多个维度实现了克隆。
对植株基因克隆涉及的相关技术进行分析，可以更好地了解植物基因克隆技术的发展过程，并对其未来发展趋势进行展望。
1 功能克隆技术功能克隆是以蛋白质的功能为基础进行的基因克隆，主要内容是综合确切的生化问题或已知与这一功能存在关联性的蛋白质，对纯化蛋白进行分离，测定出相关氨基酸序列，结合遗传密码研究明确潜在的编码序列，开发出相关的核苷酸探针、杂交筛选基因组文库等，基于抗原反应锁定特异克隆，完成测序处理，继而获得对应的序列。
结合该形式克隆基因的核心分离得到纯蛋白，得到其部分序列以及相关抗体，随后搭建基因组文库，并结合文库予以筛选[3]。
贵州省辣椒品种辣椒素含量控制基因克隆研究
南方农业 South China Agriculture
2019年3月 Mar. 2019
贵州省辣椒品种辣椒素含量控制基因克隆研究
韩 畅，蒋 琪，高智席，吕朝燕，胡海军，古荣斌
（遵义师范学院生物与农业科技学院，贵州遵义 563002）
摘 要 对16份贵州省主要辣椒品种的辣椒素含量进行鉴定，并成功克隆了导致辣椒素含量差异性状的PUN1 （AT3）基因的2个等位基因（AT3-D1和AT3-D2）。实验结果表明：在16个辣椒品种中，辣椒素含量最高的是 单生理想和正椒12号，分别达到3 323.11 ng·mL-1和3 160.52 ng·mL-1；最低的是干椒3号和辛香15号，分别只有 759.3 ng·mL-1和583.28 ng·mL-1。选取单生理想和辛香15号作为材料克隆控制辣椒素含量的关键基因（AT3-D1和 AT3-D2），AT3-D1比AT3-D2在蛋白质的N端少了100个氨基酸，但是在此后序列中具有较高的同源性，整体一 致性达到67.35%；二者的蛋白分子量分别为37.79 kD和49.68 kD，等电点（pI）分别为6.95和7.09，均属于稳定
以开花后25天的辣椒果实为材料提取总RNA，通过 试剂盒逆转录合成cDNA链，依据NCBI中遵辣1号基因 组中辣椒素合成酶基因（AT3基因）mRNA序列设计引 物，Pun1F：ATGGCTTTTGCATTACCATC，Pun1R： TTAATTAGGCAATGAACTCAAGG。以cDNA链为模板 进行扩增。PCR反应体系为：5 μL 10×buffer，6 μL dNTPs，0.5 μL Extaq DNA聚合酶，2 μL Pun1F，2 μL Pun1R（各25 pmol·μL-1），1 μL DNA模板链，加水 至50 μL。PCR反应程序为：95 ℃ 3 min预变性，95 ℃ 1 min，50 ℃ 50 s，72 ℃ 75 s，30个循环，最后72 ℃ 5 min 延伸。PCR扩增产物经1%凝胶电泳回收后连接到pUC19 载体上，转化大肠杆菌，挑选3个重组子检测并送到华大 基因公司测序。序列拼接采用DNAMAN8.0，序列比对采
辣椒素生物合成路径及调控基因研究的最新进展
分子植物育种 ，０ ８年， ６卷 ， ２期， ３ ５ ３ ０页 ２０ 第 第 第 ３－４
Ｍ ｏ ｅ ｕ ａ ｌ ｎ ｅ ｄ ｎ ， ０ ８ Ｖｏ ．， ．， ３ — ４ ｌｃ ｌｒＰ ａ ｔ Ｂｒ ｅ ｉ ｇ ２ ０ ， １ Ｎｏ ２ ３ ５ ３ ０ ６
‘Ｃ ｒ ｓｏ ｄｎ ｕｈ ｒｃｓｈ １ ａ ｏ ． ｌ．ｌ ｏｒ ｐ ｎ ｉｇａｔｏ，ｈｈ ８＠ｙ ｈ ｏｃ ｎｅ ｅ ｏ ｌ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃａ ｓ ｉｉ ｓ ｓｒ ｃ ｐ ａｃｎ ｉ ｍｏ ｔ ｍｐ ｒ ｎ ｕ ｌｙ ａｔｉ ｅ ｆ ｉ ｆ ｅ ｐ ｒ ａ ｄ ｈ ｓｂ ｅ 、ｉ ｅｙ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｏ ｄ ｓ ｉ ｏ ｔ ｔ ａ ｉ ｔ ｉ ｎ ｔ ｕ ｔ ｏ ｐ ｐ ｅ ｎ ａ ｅ ｎ Ⅳ ｄ ｌ ｐ ｌ ｆ ｏ ， ａ ｑ ｔ ｒ ｈ ｒ ｓ ｅ ｏ
Ｋｅ ｗｏ ｄ Ｃａ ｓ ｉｉ ， ｏ ｙ ｔｅ ｃｐ ｔｗａ ， ｇ ｌｔｒ ｅ ｅ ｙ ｒｓ ｐ ａｃ Ｂｉｓ ｈ ｔ ａ ｎ ｎ ｉ ｈ ｙ Ｒｅ ｕ ａｏｙｇ ｎ ｓ
辣 椒（ａｓ ｕ ｔｌ， Ｌ） Ｃｐｉ ｍ ｏｌ， ． ｃ ｌｌｌ ，ｌ ｌｍ 原产 于 中南 美洲 。哥 目前在 食 品添 加 剂 、医 药产 品和 生物 农 药等 方 面 具 伦 布在 新 大 陆首先 发 现辣 椒 并 带 回欧洲 ， 明朝 末 年 有 广 阔 的开 发前 景 ， 因而 培育 高含 量 辣 椒 素 的辣 椒 传入我国。辣椒是一种风味蔬菜 ， 不仅可以鲜食， 而 对 于 提 高辣椒 的附加 值 具 有重 要 意 义 。本 文对 当前 基 且可 以加工成辣椒酱 、 辣椒粉等 ， 因其独特 的辣味而 有 关 辣椒 素及其 合成 路径 、 因调 控等 进行 了综 述 。 深受 消 费者欢 迎 。辣 椒 果实 中 的辣 味 主要 成 分 是辣 椒 素（ａｓｉｉ） 物质 （ａｓｉ ｏｄ） ｃｐａｃ 类 ｎ ｃｐａ ｉ ｉ 。辣椒 素类 物质 ｃ ｎ ｓ 不 仅 可 以镇 痛 止 痒 、 炎消 肿 、 节食 欲 、 治 风湿 抗 调 防
辣椒COI12基因的克隆、表达分析和植物表达载体的构建
2叫4年27卷4期西南农业学报V01．27No．4Sou山we st C hi n a Jo um al of Agricultural Sciences 1649文章编号：1001—4829(2014)04—1649一07辣椒CD朋．2基因的克隆、表达分析和植物表达载体的构建黄小云，陈再刚，杨俊年，胡廷章4(重庆三峡学院生命科学与工程学院，重庆404000) 摘要：利用RT—PcR技术，通过同源克隆从辣椒中分离到cnc0朋．2基因，采用生物学软件对序列进行生物信息学分析，采用实时定量RT—PcR技术分析基因的表达模式。
结果表明：克隆到的cnc0朋．2基因长度为2041 bp，推测其读码框大小为1812 bp，编码603个氨基酸。
在cac011．2蛋白质N一端有一个F_box结构域，c一端有6个富含亮氨酸结构域。
cac0Ⅱ．2蛋白的氨基酸与已知其他植物c011蛋白序列有53．03％～93．37％的一致性。
聚类分析结果显示：cac011．2与番茄、烟草和葡萄等双子叶植物的亲缘关系较近，而和水稻、玉米、高梁等单子叶植物的亲缘关系较远。
cnc0埘．2在辣椒的不同生长发育时期的组织中都能表达，在花和青熟期果实中表达水平较高，表明饧c0“．2在花和果实的发育过程中起重要作用。
构建植物表达载体pBll21一cac011．2，并导入根癌农杆菌LBA4404中，得到植物转化工程菌，这为下一步用于辣椒等作物的转基因操作、研究cncD盯．2基因在植物中的功能奠定了基础。
关键词：辣椒；c0埘．2；基因克隆；序列分析；基因表达；载体构建中图分类号：S641．3 文献标识码：ACloning and Expression Analysis of CD，J．2 Gene ofChili Pepper and Plant Expression Cassettes ConstructionH U A N G Xiao—yun，CHEN Zai-ga ng，YANG Jun—ni an，H U Ting-z han g+(School of Life Sc ie nc e a nd En gi nee ri ng，C ho ng qi ng Th re e G or ge s Un iv er si ty，C ho ng qi ng404000，C h i n a)A bs t r a ct：I n this p a p er，t h e c D N A se qu en ce s of C。
辣椒中辣椒素生物合成途径基因Kas克隆及表达研究
sion assay
辣椒（Capsicum annuum L.）是茄科辣椒属草本 来[1]，并命名为 8-甲基-6-癸烯香草基胺，分子式 植物。辣椒素由 Thres 于 1876 年从辣椒中分离出 为 C18H27NO3，是一种含香草酰胺的生物碱。辣椒
在辣椒素生物合成途径中，3-氧酰基（酰基载 体蛋白）还原酶位于脂肪酸合成支链上。Kas 与酰 基转运蛋白酶（Acyl carrier protein，Acl）和 ACP-酰 基硫酯酶（Acyl-ACP thioesterase，FatA）组成了脂 肪酸合酶（Fatty acid synthase，FAS）复合体，催化 脂肪链的延伸[12]。脂肪烃链的延伸方式与枯草芽孢 杆菌（Bacillus subtilis）膜脂的生物合成很相似 [13]。 Abraham -Juarez 等 利 用 病 毒 介 导 的 基 因 沉 默 （Virus-induced gene silencing，VIGS） 技术研究了 Comt、pAmt 和 Kas 基因表达水平与辣椒素的积累 量关系[14]。任何一个基因 Comt、pAmt 和 Kas 的沉 默都会导致辣椒素含量的急剧下降。Nemhauser 等 发现植物激素油菜素内酯（Brassinosteroid，BR） 处 理诱导表达的 342 个基因中有四分之一同时受到 生长素的诱导，这些被共同调控的下游基因参与 细胞生长、新陈代谢、细胞壁合成和信号转导等 各个过程[15]。辣椒素作为辣椒的次级代谢产物，其 代谢通路基因的表达水平与辣椒素的积累量密切 相关。Maneesha 等克隆了辣椒（Capsicum chinese） 的 Kas mRNA 序列，但辣椒（Capsicum annuum L.） Kas 的 DNA 序列仍未见报道 。 [16] 另外，植物激素 油菜素内酯对 Kas 表达的调控也未见报道。为了
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（Brassinosteroid，BR）对辣椒胎座 Kas 基因的表达有促进作用，在处理 24 h 后 Kas 表达量达到最高，随后逐渐降
低。该基因的克隆与表达分析为深入研究辣椒 Kas 基因表达调控和辣椒素的生物合成机制奠定了重要基础。
关键词：辣椒素；3-氧酰基[酰基载体蛋白]还原酶（Kas）；油菜素内酯；表达分析
Plant Sciences, Jilin University, Changchun 130062, China)
Abstract: A full length of 3 456 bp Kas (3-oxoacyl- [acyl-carrier-protein] synthase) gene (GenBank accession: HQ229922) was obtained from genomic DNA of Capsicum annuum Yidu-Red by PCR method.
辣椒素类物质是辣椒次级代谢的产物，其生物 合成途径主要由香草基胺和 C9~C10 支链脂肪酸两 部分组成[8-9]。近年来，国内外研究者对辣椒代谢 途径进行了大量深入的研究，也取得了不少研究成 果。Stewart 等对辣椒素的生物合成途径进行了补 充，并对辣椒素生物合成相关基因 Pun1 进行了深 入研究[10-11]。Mazourek 等系统总结了辣椒素生物合 成代谢网络，提出了辣椒素生物合成模型 （CapCyc model）[13]。但是对辣椒素代谢网络中的基 因功能研究仍然有限，仅有部分基因被详细研究， 例如：AT3 的缺失与辣椒辣味有无有关[11]。
在辣椒素生物合成途径中，3-氧酰基（酰基载 体蛋白）还原酶位于脂肪酸合成支链上。Kas 与酰 基转运蛋白酶（Acyl carrier protein，Acl）和 ACP-酰 基硫酯酶（Acyl-ACP thioesterase，FatA）组成了脂 肪酸合酶（Fatty acid synthase，FAS）复合体，催化 脂肪链的延伸[12]。脂肪烃链的延伸方式与枯草芽孢 杆菌（Bacillus subtilis）膜脂的生物合成很相似 [13]。 Abraham -Juarez 等 利 用 病 毒 介 导 的 基 因 沉 默 （Virus-induced gene silencing，VIGS） 技术研究了 Comt、pAmt 和 Kas 基因表达水平与辣椒素的积累 量关系[14]。任何一个基因 Comt、pAmt 和 Kas 的沉 默都会导致辣椒素含量的急剧下降。Nemhauser 等 发现植物激素油菜素内酯（Brassinosteroid，BR） 处 理诱导表达的 342 个基因中有四分之一同时受到 生长素的诱导，这些被共同调控的下游基因参与 细胞生长、新陈代谢、细胞壁合成和信号转导等 各个过程[15]。辣椒素作为辣椒的次级代谢产物，其 代谢通路基因的表达水平与辣椒素的积累量密切 相关。Maneesha 等克隆了辣椒（Capsicum chinese） 的 Kas mRNA 序列，但辣椒（Capsicum annuum L.） Kas 的 DNA 序列仍未见报道 。 [16] 另外，植物激素 油菜素内酯对 Kas 表达的调控也未见报道。为了
摘 要：3-氧酰基[酰基载体蛋白]还原酶（3-oxoacyl-[acyl-carrier-protein] synthase，Kas）在辣椒素生物合成
途径中起着重要作用，但其全长 DNA 序列仍未见报道。以辣椒益都红基因组为模板，根据同源性设计特异引物
PCR 扩增得到辣椒 Kas 基因 DNA 序列（GenBank 登录号：HQ229922）。Kas DNA 序列全长 3 456 bp，有 8 个外
显子区域，编码 488 个氨基酸；推测蛋白分子质量为 52.2 ku，等电点 8.24。经同源比对分析得出，辣椒 Kas 与
其他物种 Kas 有一定同源性；其中，与小米椒的遗传距离为 0.0723。通过半定量 RT-PCR 分析发现，Kas 在胎座
中的表达量要高于肉质体中的表达量，授粉 10 d 后 Kas 的表达量逐渐降低 。另外，植物激素油菜素内酯
深入研究 Kas 的表达调控与外源植物激素激素 BR 对辣椒素生物合成量的影响，本文以辣椒益都红 为材料，采用 PCR 技术对 Kas 基因进行克隆分析， 利用半定量与实时定量 PCR 技术对 Kas 基因进行 了表达分析，采用生物信息学的手段分析了辣椒 Kas 与其他物种的进化关系，为进一步研究辣椒素 代谢网络的基因功能及其表达调控机制提供理论 基础。
This gene consists of eight extrons, encodes 488 amino acids. The molecular weight and pI of the putative protein were 52.2 ku and 8.24, respectively. The putative amino acid sequences shared high identity to Kas gene of other plants. Especially Capsicum chinese, they share about 98% homology. In this study, the expression pattern of Kas gene at different time point after pollination in flesh and placenta was examined by semi-quantity RT-PCR. The mRNA abundance of Kas in placenta was higher than that of flesh. In addition, the Kas expression level decreased 10 d after pollination. Furthermore, the effect of brassinosteroid on this gene expression was investigated. The results showed that the mRNA abundance of Kas gene dramatically increased 6 h after treatment with brassinosteroid and reached a peak after 24 h and then decreased slowly. This results illustrated that brassinosteroid had a positive effect on Kas expression. Accordingly, this study will provide the basis for further studying the expression and regulation mechanism of Kas and its role in the biosynthesis mechanism of capsaicin.
第1期
阮文渊等：辣椒中辣椒素生物合成途径基因 Kas 克隆及表达研究
中图分类号：S641.3；Q785
文献标志码：A
文章编号：1005-9369（2011）01－0103－06
Cloning and expression of Kas gene related to capsaicin biosynthesis in Capsicum annuum L./RUAN Wenyuan, JIA Chengguo, LI Yanlei, GUO Qingxun (College of
用 改 良 的 CTAB 法 提 取 辣 椒 叶 片 基 因 组 总 DNA。用 RNAiso Reagent 提取辣椒果实肉质体与 胎座总 RNA，经核酸测定仪和琼脂糖电泳确认质 量和产量后，-20 ℃保存备用。反转录 cDNA 的制 备参照 BioFlux 公司反转录试剂盒说明书。 1.3.2 Kas 基因的克隆
1 材料与方法
1.1 材料 以辣椒益都红（Capsicum annuum L.）为试材，
播种于吉林大学农业实习基地，并进行人工授粉。 克隆菌株为大肠杆菌（Escherichia coli.）Top10，由 本实验室保存。 1.2 试剂
Pfu DNA 聚合酶（2.5 U·μL-1）购自 MBI 公司； 高 纯 dNTP（2.5 mmol·L -1 each）， 荧 光 染 料 Real Master Mix（SYBR Green）和克隆载体 pGM-T Easy vector 均购自天根生化科技（北京）有限公司；RNA 提取试剂 RNAiso Reagent 与核酸限制性内切酶购 自 TaKaRa 公司；反转录试剂盒，Biospin 胶回收试 剂盒，质粒提取试剂盒购自 BioFlux 公司；引物合 成由南京金思特科技有限公司完成；其余试剂为国 产分析纯；荧光定量 PCR 管购自 Axygen；24-表油 菜素内酯（24-epibrassinolide，EBR）购自北京鼎国。 1.3 方法 1.3.1 DNA\RNA 的提取和 cDNA 模板的制备
第 42 卷 第 1 期 2011 年 1 月
东北农业大学学报 Journal of Northeast Agricultural University
42(1): 103~108 Jan. 2011
辣椒中辣椒素生物合成途径基因 Kas 克隆及表达研究
阮文渊，贾承国，李彦磊，郭庆勋*
（吉林大学植物科学学院，长春 130062）
Key words: capsaicin; 3-oxoacyl-[acyl-carrier-protein] synthase (Kas); brassinosteroid (BR); expres-
sion assay
辣椒（Capsicum annuum L.）是茄科辣椒属草本 来[1]，并命名为 8-甲基-6-癸烯香草基胺，分子式 植物。辣椒素由 Thres 于 1876 年从辣椒中分离出 为 C18H27NO3，是一种含香草酰胺的生物碱。辣椒