辣椒（Capsicum spp.）又叫辛椒、辣子和番椒等。辣椒属于茄科辣椒属,是一种重要的蔬菜和加工调味品。辣椒素（Capsaicin）及其类似物简称辣椒素类物（Capsaicinoids）作为辣椒属植物特有的一种生物碱。辣椒素具有很高的应用价值,如运用在军事、医疗、食品和化工领域。发掘辣椒素生物合成关键基因,明确其作用机制是对辣椒素生物合成进行遗传改良的必要前提。本课题组前期通过筛选调控辣椒素生物合成的MYB转录因子,鉴定到一个胎座特异性表达的R2R3MYB转录因子MYB31,通过遗传学和功能验证发现该转录因子是辣椒素生物合成的关键调控基因。利用转录组数据进行共表达网络分析鉴定到一个“辣椒素模块”,发现一个编码HCHL（hydroxycinnamoyl-Co A hydratase/lyase,羟基肉桂酰-辅酶A水合酶/裂解酶）的候选基因。该基因的表达模式与辣椒素生物合成关键基因的表达模式高度一致,这表明该基因可能参与辣椒素的生物合成。本研究拟用共表达网络分析筛选出与已知辣椒素合成途径高度共表达的基因,筛选出编码HCHL的候选基因并对其进行功能验证。取得的研究结果如下:1.CaHCHL基因全长的克隆、基因序列特点和蛋白亚细胞定位（1）基因模块筛选和相关性分析筛选与辣椒素合成途径相关基因高度共表达的基因模块,并且将其中的候选基因和假单胞菌HCHL蛋白序列进行比对,筛选得到的Capana08g002463基因命名为CaHCHL。对“59”自交系16DPA胎座的RNA进行提取并反转录生成c DNA,通过对c DNA序列进行特异性扩增并测序。（2）相似性分析将获得的序列用生物信息学进行比对分析。分析了CaHCHL基因结构、理化性质、跨膜结构、信号肽、磷酸化位点、二三级蛋白质结构和亲缘关系。（3）亚细胞定位亚细胞定位结果表明HCHL蛋白定位在细胞膜和细胞核。在预测该基因的信号肽时该基因并没有信号肽。2.HCHL表达模式分析（1）器官特异性及其种间特异性表达分析分别提取“59”自交系（Capsicum annuum L.）和“Trinidad Moruga scorpion”（Capsicum chinense Jacq.）不同组织部位RNA,对HCHL的表达模式进行分析,HCHL在这两种材料中胎座组织表达量最高,且在“Trinidad Moruga scorpion”中的表达量高于前者。（2）发育阶段特异性及其种间特异性表达分析提取“59”自交系和“Trinidad Moruga scorpion”胎座不同发育时期RNA进行HCHL表达量分析,HCHL表达量在两种材料中都是在16DPA最高,之后开始下降。HCHL在胎座中的表达模式与辣椒素生物合成关键基因表达模式类似。（3）MYB31与HCHL的表达协同性MYB31是辣椒素生物合成的关键调控基因,分析MYB31在“59”自交系和“Trinidad Moruga scorpion”胎座和果肉不同发育时期的表达量,两者都在16DPA表达量最高且在胎座中表达量高于果肉。HCHL的表达模式与之类似。（4）基因表达与辣椒素含量的协同性分析使用高效液相色谱分别测定20种不同材料的辣椒素含量,再分析HCHL和MYB31在这些材料胎座中（16DPA）表达量,结果表明HCHL和MYB31的表达量与辣椒素含量呈正相关即HCHL和MYB31的表达量越高辣椒素含量就越高。3.基因功能鉴定（1）基因沉默分析将CaHCHL构建病毒诱导的基因沉默（VIGS）表达载体。选用“59”自交系进行侵染。在16DPA时候取胎座提取RNA,进行CaHCHL表达量的分析。在沉默植株胎座中HCHL的表达量下降31%,在45DPA时取胎座部分用高效液相色谱（HPLC）测定辣椒素含量,辣椒素含量下降25%。（2）基因超表达分析将CaHCHL进行瞬时表达实验,对本氏烟草进行侵染。该基因在实验组烟草中的表达量高于对照组。再将剩余的烟草叶片进行冻干,使用高效液相色谱仪器测定是否有下游物质香草醛的生成,结果表明烟草中有香草醛生成,但含量很低。4.CaHCHL启动子克隆和活性研究（1）启动子的克隆与特性分析对CaHCHL上游2000bp左右的序列进行克隆得到启动子序列并分析启动子元件,在线网站预测启动子元件有21种,其中CAAT-box启动子元件最多。（2）启动子活性分析将获得的启动子连接到含有GUS表达载体上,侵染16 DPA的“59”自交系果实,实验结果表明CaHCHL启动子只在胎座中有染色即该启动子转录具有组织特异性。（3）启动子与CaMYB31的互作关系分析本课题组前期筛选得到调控辣椒素合成的关键转录因子CaMYB31。进行双荧光素酶报告系统试验结果表明CaMYB31转录因子对CaHCHL启动子转录具有调控活性。