【摘 要】
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辣椒（Capsicum annuum L.）是全世界范围内广泛栽培的蔬菜作物之一,具有重要的经济价值和食疗保健作用。辣椒果实颜色作为商品品质的重要构成因子,也越来越受到育种家重视。本研究以3对辣椒不同成熟果色突变体为研究材料,对辣椒果实类胡萝卜素生物合成的相关基因进行克隆、生物信息学以及表达分析;通过对不同果色辣椒花后25 d,40 d和55 d的果实进行比较转录组学分析,从中筛选出和果实类胡萝卜
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辣椒（Capsicum annuum L.）是全世界范围内广泛栽培的蔬菜作物之一,具有重要的经济价值和食疗保健作用。辣椒果实颜色作为商品品质的重要构成因子,也越来越受到育种家重视。本研究以3对辣椒不同成熟果色突变体为研究材料,对辣椒果实类胡萝卜素生物合成的相关基因进行克隆、生物信息学以及表达分析;通过对不同果色辣椒花后25 d,40 d和55 d的果实进行比较转录组学分析,从中筛选出和果实类胡萝卜素代谢密切相关的NAC转录因子,利用q RT-PCR及VIGS技术验证NAC相关转录因子的功能。本文主要的研究结果如下:（1）以三对具有不同果色辣椒突变体为研究材料,对类胡萝卜素生物合成途径的关键基因GGPS、PSY、LCYB、CRTZ、ZEP和CCS进行克隆、生物信息学及表达分析,结果显示,在三对不同的突变材料中均能扩增到GGPS、PSY、CRTZ、LCYB和ZEP基因的完整序列;三个红色野生型和黄色突变体H0809中能扩增到全长的CCS基因,在其余两个突变体（SP02和PC02）中则扩增不到,说明SP02和PC02黄色突变果色的形成与CCS基因的缺失关系密切,而H0809果色的形成可能和CCS基因的差异表达调控模式有关。（2）基于课题组前期对红色（XHB）和黄色（H0809）辣椒果实在花后25d、40 d和55 d果实的比较转录组研究,从中筛选出12个辣椒果实类胡萝卜素生物合成相关的差异表达基因以及96个NAC转录因子,并对二者进行Pearson相关性分析。结果表明CaNAC008（T459＿02323）转录因子和红色果实中CCS基因显著正相关与黄色果实中PSY1和PSY2等基因显著负相关,说明CaNAC008基因可能参与了辣椒果实中类胡萝卜素合成代谢过程的调控。（3）本研究在辣椒基因组中共鉴定了109个全长NAC基因,并对其基因结构、染色体分布、基因复制、保守基序和顺式元件进行全面分析,在辣椒基因组中共鉴定出109个NAC基因,分为11个主要亚组,其中98个分布在辣椒的12条染色体上,发现8个串联重复序列对涉及15个NAC基因。CaNAC008基因位于Chr1:182349891-182352960的位置,编码248个氨基酸;在红色材料XHB和黄色突变体材料H0809不同发育阶段CaNAC008基因表达差异显著。（4）利用qRT-PCR和VIGS技术验证CaNAC008基因功能,结果显示,CaNAC008基因沉默后,红色材料XHB和黄色突变体H0809离体果实中CaNAC008基因的表达量显著下调,沉默效率达82%和84.9%,表型明显改变;沉默CaNAC008基因后显著改变了CCS、LCYB和CRTZ等基因的表达量,说明CaNAC008基因可能参与了辣椒果实类胡萝卜素生物合成的调控,进而影响辣椒果实颜色的形成。研究结果初步明确了辣椒果实类胡萝卜素生物合成相关基因在不同突变体材料中的结构信息及差异表达情况,初步揭示NAC相关转录因子在辣椒果实类胡萝卜素生物合成过程中的调控机理,为今后深入研究辣椒果色形成的分子调控机制提供参考。
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