辣椒的辣味遗传控制与辣椒素生物合成研究进展

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1、园艺学报2014，41（9）：1821–1832http://www.ahs.ac.cnActaHorticulturaeSinicaE-mail:yuanyixuebao@126.com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

2、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：S641.3文献标志码：A文章编号：0513-353X（2014）09-1821-12ProgressonGeneticControlofPungencyandCapsaicinoidBiosynthesisinCapsicumspp.*ZHANGZheng-hai，MAOSheng-li，WANGLi-hao，andZHANGBao-xi（InstituteofVegetables&Flowers，ChineseAcademyofAgricultural

3、Sciences，Beijing100081，China）Abstract：Thepungencyofpepper（Capsicumspp.）isduetocapsaicin，dihydrocapsaicinandothercapsaicinoidbiosynthesisinglandsontheplacentadissepimentofthefruit.Thispaperreviewsthegeneticcontrolandenvironmentaleffectsonpungency，capsaicinoidbiosynt

4、hesispathwayandevolution，QTLanalysisofcapsaicinoidcontentandmarker-assistedselectionbreedingonPun1andpAMTinCapsicumspp.Keywords：Capsicum；pungency；capsaicinoid；capsinoid；Pun1所谓辣椒（Capsicumspp.）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（Transientreceptorpotentialvanilloid1

5、，TRPV1）而产生的灼痛感（Caterinaetal.，1997）。习惯上所称的辣椒素是辣椒素类物质（Capsaicinoid）的混合物，为辣椒果实所特有。目前已发现20多种辣椒素类物质（Bosland&Votava，2012），辣椒素（Capsaicin）和二氢辣椒素（Dihydrocapsaicin）约占辣椒果实中总辣椒素类物质含量的80%以上（Kozukueetal.，2005）。辣椒素类物质由苯丙氨酸和支链脂肪酸两条途径合成于果实胎座和隔膜上的腺体细胞中，超过50个基因家族参与辣椒素类物质的生物合成（Mazoure

6、ketal.，2009；Liuetal.，2013；Kimetal.，2014；Qinetal.，2014）。辣椒辣味的有无为质量性状，由显性Pun1（最早用C表示）基因位点控制，编码辣椒酰基转移酶（Acyltransferase，AT），亦即辣椒素合成酶（Capsaicinsynthase，CS），Pun1基因的突变导致辣椒辣味的丢失（Blumetal.，2002，2003；Stewartetal.，2005，2007）。辣椒辣味的强弱呈数量性状特征，并受栽培环境等因素的影响（Harvell&Bosland，1997；Ze

7、wdie&Bosland，2000b，2000c；Blumetal.，2003；Ben-Chaimetal.，2006；Gurungetal.，2011，2012），目前已定位多个与收稿日期：2014–06–19；修回日期：2014–09–01基金项目：中国农业科学院科技创新工程项目（2013-2014）；农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室项目*通信作者Authorforcorrespondence（E-mail：zhangbx@mail.caas.net.cn）1822园艺学报41卷辣椒素含量相关的QTL（Ben-C

8、haimetal.，2001，2006；Blumetal.，2003；Paranetal.，2010；Yarnesetal.，2013）。辣椒辣味的强弱，即辣椒素类物质含量的多少可通过HPLC检测（Collinsetal.，1995），并转化为表示辣度的史高维尔指数（ScovilleSca