近日，园艺学院农业农村部华南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室等单位在辣椒素生物合成的转录调控中取得新进展。相关成果在Horticultural Plant Journal（农林科学1区Top期刊，影响因子5.7）发表题为“Two APETALA2/ETHYLENE RESPONSE FACTORS coordinately with CaMYC2 positively regulate capsaicinoid biosynthesis in pepper (Capsicum annuum)”的研究论文（论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16257）。该研究表征了两个AP2/ERF转录因子(TF)在辣椒素生物合成过程中的作用，进一步揭示了辣椒素生物合成转录级联反应和调控网络，为创制高辣椒素辣椒新种质奠定基础。
辣椒是一种重要的全球性经济作物，其果实含有的辣椒素类物质是辣椒属（Capsicum spp.）植物特有的一类生物碱，赋予辣椒果实辣味，是辣椒最重要的风味品质。辣椒素类物质产生的辛辣味是辣椒长期进化和适应环境的结果，不仅可以保护自身免遭外源因素的侵害，还在医药、军事、农业、化妆品等行业具有重大应用价值。目前，辣椒素类物质生物合成途径已经比较清晰，但其转录调控仍然很大程度上未知。
本研究发现CaERF102和CaERF111在辣椒胎座不同发育时期中的表达均与辣椒素生物合成相关基因的表达模式比较相似。采用病毒诱导基因沉默技术分别沉默CaERF102和CaERF111后，辣椒素生物合成相关基因（CBG）的表达以及辣椒素和二氢辣椒素的含量均显著降低。在CaERF102沉默的辣椒果实中，CaERF111的表达显著降低，而在CaERF111沉默的辣椒果实中，CaERF102的表达同样显著降低。因此，CaERF102和CaERF111可以相互影响对方的转录水平，以此直接或者间接地调控辣椒素生物合成。
通过蛋白互作实验发现CaERF102和CaERF111分别与CaMYC2存在相互作用。双荧光素酶报告系统表明，CaERF102和CaERF111可能协同CaMYC2调控辣椒素生物合成。
本研究模式图
我校博士后宋佳丽为该论文第一作者，朱张生副教授、陈长明教授和曹必好教授为该文的通信作者，雷建军教授、唐湘如教授和陈国菊教授等研究组或团队参与了本研究。该研究获得国家自然科学基金（32202502、U21A20230、32070331、32102380和32072580），国家重点研发计划（2018YFD1000800），广东省重点区域研究开发计划（2022B0202080001），2022年广东省级乡村振兴战略专项资金种业振兴项目(2022-NPY-00-024)，西藏自治区拉萨市科技计划项目（LSKJ202310）和毕节市科学技术项目(BKK2022-3)的资助。
文图/园艺学院