甜辣椒的刺激性变量:基因和种子

时间：2021年3月10日

来源：Molecular Genetics and Genomics

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辣椒是一种重要的香料和蔬菜，支持着世界各地的饮食文化。辣椒素的含量因品种而异，而且已知随着栽培环境的不同而波动很大。研究人员开始确定水石椒内种子的数量和水果的辛辣程度，以及导致水石椒辛辣程度波动的基因表达控制机制。

辣椒(Capsicum spp.)是一种重要的香料和蔬菜，支持着世界各地的饮食文化，其辛辣味道的强度是由辣椒类物质的含量决定的。然而，辣椒素的含量因品种而异，而且已知随着栽培环境的变化而波动很大。这在辣椒的生产、加工和分销过程中可能是一个大问题，甜辣椒可能是辣的，而高辣辣椒只是微辣。据认为，辣椒素生物合成过程中多个基因表达的变化与这种辛辣味道的变化有关，但其机制尚不清楚。

在日本，辣椒的主要品种是蔬菜辣椒“Shishito”，它几乎没有辣味。然而，有时也会生产辛辣的水果，这让吃石蒜就像玩俄罗斯轮盘赌。人们从经验中知道“种子少的水果是辣的”。研究人员开始确定水石椒内种子的数量和水果的辛辣程度，以及导致水石椒辛辣程度波动的基因表达控制机制。

通讯作者，信州大学农业研究所的副教授Kenichi Matsushima指出，少籽的辣椒的辣味更有可能在辣味上波动，而这些波动是由参与辣椒素合成的多个基因的表达引起的。

课题组通过品尝试验和辣椒素含量测定，研究了不同种子数量的水石桐果实的辛辣程度。在合成辣椒素的果实中，胎盘/分隔组织(taiza/kakuheki)垂直分为两个相等的部分，一个用于测定辣椒素合成的刺激强度，另一个用于测定参与辣椒素合成的基因表达。结果表明，含有大量种子的水石桃果实的辣度较弱，而含有少量种子的水石桃果实的辣度由弱到强不等。

研究小组调查了同一种水果的辛辣程度和基因功能之间的关系。因此，在参与辣椒素合成的基因中，有10个基因的表达量与辣味强度呈正相关关系，发现这些基因的表达量越高，辣味越强。因此，阐明了这10个基因的激活增加了shishito辣椒中辣椒素的合成量，增强了辛辣的味道。

研究辣椒的刺激强度(辣椒素含量)随栽培条件的变化程度的研究很多，但对辣椒基因表达的研究很少。本研究从基因表达水平上研究了辣椒的刺激性波动现象。该小组采用了一种独特的实验方法，即将石石桐胎盘和石石桐隔等量分成两部分，同时研究其刺激强度和基因表达，明确了二者之间的关系。

除了本研究的结果外，这种新方法也可以被认为是未来研究刺鼻波动现象的重要结果。Matsushima副教授希望利用有关基因表达水平的知识和信息，这些基因已经被发现与刺激波动有很大关系，用于未来辣椒的刺激育种。本研究发现，辣椒的刺激性强度与参与辣椒素合成的多个基因的表达水平密切相关。根据这一结果，如果这些基因的表达水平可以被抑制，就有可能种植不太可能在辛辣程度上波动的蔬菜品种。他们的目标是使各种各样的石蒜不会产生不寻常的辛辣水果，同时保留独特的味道，这是不同于不辣的辣椒的。因此，本研究结果将应用于辣椒育种，最终目标是建立这些基因及其功能的育种技术。

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感谢Matsushima Sara的独立研究为目前的研究提供了启发。