辣椒果实辣椒素类物质生物合成分子遗传学研究进展

辣椒是我国栽培面积最大的蔬菜作物,辣椒果实因为富含辣椒素类物质而呈现辣味,而辣椒素类物质在制药、化妆品和农用工业等领域具有多种用途。辣椒素类物质是通过香草醛胺(衍生自苯丙氨酸)与支链脂肪酸(缬氨酸或亮氨酸前体)缩合而成的,它们通常积聚在辣椒果实的胎座组织中。辛辣度取决于辣椒的基因型,但也受外部条件的影响。近年来,分子生物学和生物技术的发展促进了辣椒素类物质生物合成基因的鉴定,为培育辣椒素类物质含量更高的辣椒新品种提供了机会。本文综述了辣椒素类物质生物合成的部位、合成途径、关键结构基因、QTL位点、关键转录因子,以及外源辣椒素和胁迫反应对辣椒素生物合成的影响等方面的研究进展,并对该领域的研究现状和前景进行了展望,以期为辣椒果实辣椒素类物质的生物合成与调控研究提供指导。

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。

辣椒素类物质生物合成研究进展

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,主要包括辣椒素和二氢辣椒素,其含量高低决定辣椒辣度大小。总结了近年来辣椒素类物质的种类与生物合成途径及其分子机理研究,辣椒素类物质积累与影响因素,分析了辣椒素生物合成途径关键基因与辣味的关系,阐明了辣椒素类物质含量遗传与相关基因定位的最新进展。

辣椒素类物质生物合成研究进展

辣椒素类物质是辣椒果实中产生辣味物质的总称。辣椒素类物质有镇痛止痒、抗炎消肿、调节食欲和防治风湿等作用,广泛应用于医药工业。综述了辣椒素类物质的种类、分布以及生物合成途径等最新研究进展。

辣椒素类物质生物合成及相关调控基因研究进展

辣椒可以产生辣椒素类物质,主要成分有辣椒素、二氢辣椒素等。辣椒素除了应用于食品加工生产方面,作为一种神经刺激性物质,在医药领域也有着广泛的用途,如止疼、抗癌治疗等。综述了有关于辣椒素基础代谢与分子遗传机制的研究,为今后辣椒素的相关研究提供一定的参考。

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

辣椒(Capsicum annuum L.)是我国重要的蔬菜和调料作物,2019年我国辣椒种植面积达200万hm2(3000万亩),产量超过4000万t,辣椒及其相关制品年产值近900亿。辣椒素及其类似物简称辣椒素类物质,是辣椒属植物特有的一类次生代谢产物,赋予辣椒果实辣味,帮助其抵抗哺乳动物和病原菌危害果实和种子。辣椒素类物质同时在医药、化工、食品和军事等领域具有重要的经济和应用价值,每千克纯辣椒素(类物质)价值高达数万元。目前,鲜食、制干和工业提取对辣椒的辣度(辣椒素类物质含量和辣度正相关)具有不同的要求,然而符合目标市场需求的优良新品种十分匮乏。辣椒素类物质生物合成受到精确的调控,主要在开花后16~33天果实胎座中积累。此前,研究表明辣椒素类物质生物合成基因在转录水平上受到精确的转录调控,但是调控机制尚不是特别清楚。

辣椒素类物质生物合成及其分子生物学机理研究进展

系统地介绍了辣椒素类物质生物合成的器官,辣椒素类物质的种类及其积累运输,影响辣椒素类物质生物合成的因素,其合成的结构基因及调控基因等。

光照影响辣椒素类物质含量的研究进展

辣椒素类物质是辣椒属果实特有的一类天然次生代谢物,在食品工业和治疗人类疾病中发挥着重要作用,其生物合成受到光环境和遗传因素的调控。研究表明,辣椒素类物质的生物合成受单色蓝光、红光、远红光及光强的影响。本文综述了光照对辣椒素类物质生物合成影响的研究进展及其转录调控机制,为解析辣椒素类物质在特定光环境下的合成代谢调控机制提供了理论参考。

研究揭示辣椒素生物合成进化机制

最近,华南农业大学园艺学院辣椒研究团队联合北京大学现代农业研究院,破译了栽培和野生辣椒基因组,研究揭示了辣椒素生物合成进化机制。相关成果发表于《自然-通讯》杂志。辣椒的高质量完整基因组序列对解析辣椒素生物合成通路、进化历史和组织特异性机制、辣椒分子设计育种等问题至关重要。该团队还发现了辣椒素合成基因附近的染色质可及性区域导致辣椒素积累的组织特异性。完整的基因组资源也将加速辣椒精准分子育种、辣椒素合成生物学等核心技术研发,促进辣椒食用、观赏、药用价值的开发利用。

辣椒素类物质的化学研究进展

本文对国内外在辣椒果实中的辣椒素类 (Capsaicinoid)物质化学组成及结构、化学合成及分子结构改造、生物合成及降解代谢、提取与分离方法以及辣椒素类物质的结构鉴定、定性定量分析方法等方面的研究进行了综述。

辣椒素酯类物质研究进展

辣椒素酯类物质是结构和生物活性与辣椒素相似,但无辛辣味、无刺激性和无毒性的一类物质。具有促进能量代谢、增强肌体免疫功能和抗紫外线辐照后产生灼烧感等作用。因而是食品、药品和化妆品理想的添加剂及一些有机化学品的主要成分。本文从辣椒素酯类物质的生物合成、辣椒素酯类物质的合成途径以及生物活性等角度综述辣椒素酯类物质的发展历程,并对辣椒素酯类物质的发展趋向进行展望,旨在为辣椒素酯类物质的进一步发展提供一定的参考。

辣椒素生物合成路径及调控基因研究的最新进展

辣椒素是辣椒果实最重要的品质性状,在食品、医药和工业上都具有重要应用前景,其含量高低决定辣椒辣度大小。本文总结了辣椒素类物质积累部位及其含量的环境、遗传影响因素,并图示了最新辣椒素生物合成可能的路径,分析了辣椒素生物合成途径相关基因表达与辣味的关系,以及控制辣椒素生物合成的关键基因的克隆和功能鉴定情况,最后阐明了有关辣椒素含量的QTL分析和分子标记研究最新进展。

辣椒素生物合成相关基因研究进展

辣椒素是一种仅在辣椒属植物中合成的十分重要的次生代谢产物,其生物合成受遗传和环境的双重影响。辣椒中辣椒素含量的高低决定辣度的大小。辣椒素类物质是由香草基胺与C9-C11支链脂肪酸合成,前者来源苯丙氨基酸途径,后者来源于缬氨酸或亮氨酸。参与辣椒素合成途径中目前已知的酶有:苯丙氨酸裂解酶(PAL)、肉桂酸水解酶(Ca4H)、对香豆酸水解酶(C3H)、咖啡酸转甲氧基酶(COMT)、氨基转移酶(pAMT)、支链氨基酸转移酶(BCAT)、β-酮脂酰-ACP合酶(KAS)、酰基运载蛋白(ACL)、酰基-ACP-硫酯酶(FAT)、去饱和酶、酰基CoA合成酶(ACS)和辣椒素合成酶(capsaicin synthase,CS)等。目前,参与辣椒素类物质生物合成的PAL、Ca4H、COMT、pAMT、KAS、ACL、FAT、ACS和CS基因已经克隆出来,相应功能也做了初步的研究。综述了辣椒素生物合成相关基因的克隆和特性研究的最新进展,并探讨了辣椒素基因研究存在的问题和今后研究的方向。

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。

生物强化修复合成辣椒素对序批式反应器的影响

探究了合成辣椒素对序批式反应器(SBR)的冲击情况,并研究了复合菌剂修复合成辣椒素冲击的效果和原理。结果表明在100 mg/L合成辣椒素的作用下,反应器的处理效率显著下降,活性污泥微生物群落受到冲击。复合菌剂的使用可能通过降解合成辣椒素,改善功能菌群的生存条件,恢复功能菌群的种类与含量,进而恢复了群落代谢功能,最终显著提高了SBR反应器的运行效果。

基于转录组denovo拼接鉴定辣椒(Capsicum frutescens)中辣椒素生物合成相关基因

辣椒素是由辣椒果实产生的一组化合物,被广泛应用于许多领域,尤其是医药行业。辣椒素生物合成途径还没有被清楚地确定。为了解更多辣椒素生物合成的知识,我们对辣椒(Capsicum frutescens L.)胎座和果皮的混合材料进行了转录组测序。并使用不同的拼接软件对各拼接参数的影响进行了评估,最终获得了转录组数据de novo拼接的最佳策略之一。我们利用Trinity软件得到共54 045条高质量unigenes(转录物)。约92.65%的unigenes与马铃薯、番茄和辣椒(C.annuum)ESTs数据库公共蛋白序列和基因组有相似性。我们预测到了3个新的结构基因(DHAD,TD,PAT),填补了由Mazourek提出的辣椒素分子合成途径中的空缺,并且以KEGG(京东基因与基因组百科全书)分析为基础,鉴定到了参与辣椒素生物合成新的候选基因。大量的SSR(简单重复序列)和SNP(单核苷酸多态性)标记在C.frutescens和C.annuum序列中被预测到,这些标记可在识别辣椒群体多态性方面提供帮助。这些数据将为辣椒素生物合成途径及相关研究提供新的思路。此外,我们的转录组de novo拼接策略也可用于其他大量类似研究中。

黄灯笼辣椒辣椒素合成相关基因CCaPun1（酰基转移酶）生物信息学和表达分析

该研究根据已发表的辣椒基因组序列信息，设计PCR引物，利用RT-PCR的方法从海南黄灯笼辣椒中克隆了辣椒素合成相关基因Pun1基因（酰基转移酶基因），并命名为CCaPun1基因。

辣椒素生物合成途径基因pal克隆及原核表达分析

以辣椒品种“益都红”胎座RNA反转录的cDNA为模板，根据pal基因保守序列设计引物，PCR扩增得到1条全长2157bp的目的片段。该基因包含有完整的开放阅读框架，编码718个氨基酸，预测的分子质量为73ku。与多种植物PAL的氨基酸序列有一定的同源性，

辣椒素葡萄糖苷的合成(英文)

本文合成了辣椒素类物质-4-O-β-D-葡萄糖苷类化合物(3)。首先,以BF3·OEt2为催化剂,用五乙酰葡萄糖酯与辣椒素类物质反应得到中间体辣椒素类物质-4-O-β-D-四乙酰葡萄糖苷类化合物(2),以硅胶柱色谱纯化收率为22%,LC-MS分析表明含有降二氢辣椒素四乙酰葡萄糖苷(2a,M623)、辣椒素四乙酰葡萄糖苷(2b,M635)、二氢辣椒素四乙酰葡萄糖苷(2c,M637)、高二氢辣椒素四乙酰葡萄糖苷(2d,M651);中间体2易水解为目标化合物3,收率63%。1HNMR分析表明化合物2及3均为β构型。

辣椒果实中辣椒素的研究进展

辣椒是人们日常生活中重要的蔬菜和调味品,在全球范围内均有种植。辣椒素类物质是辣椒果实中“辣味”的来源,经研究发现其具有杀虫、镇痛、抗癌和减肥等作用。综合概括了辣椒的起源、种植现状和辣椒素类物质的合成途径及其合成中参与的酶类和相关调控基因等研究进展,指出了目前辣椒素类物质相关研究的不足,并展望了未来的研究方向,以期为辣椒育种工作者育成高含量辣椒素的优质辣椒新品种提供重要参考。