【目的】探究辣椒幼苗在不同梯度磷胁迫下的转录水平及生理响应的变化，分析不同梯度磷胁迫的重要通路，并结合相关生理试验分析辣椒应对磷营养逆境的生理机制，筛选出调控磷营养逆境的转录因子及核心基因，为辣椒选育提供理论基础和基因资源。【方法】本研究以纯系辣椒CA#8幼苗根系为试验材料，采用霍格兰水培法培养至四叶一心期进行4个不同梯度磷胁迫处理，分别为对照组(CK,200μmol·L^-1 NH₄H₂PO₄)、缺磷胁迫组(DP,0μmol·L^-1 NH₄H₂PO₄)、低磷胁迫组(LP,20μmol·L^-1 NH₄H₂PO₄)和高磷胁迫组(HP,1 000μmol·L^-1 NH₄H₂PO₄)。处理2 d后对辣椒根系进行转录组测序（RNA-Seq），并在处理0、2、4和6 d后测定辣椒根系内源激素和抗氧化酶活性。【结果】与CK组对比，DP、LP、HP组的差异表达基因（DEG）分别为626、107、171个，通过GO、KEGG富集分析和WGCNA分析发现10个与磷信号途径相关的DEG,4个与植物激素信号转导途径相关的DEG,7个与抗氧化酶活性相关的DEG，并进行实时荧光定量（q RT-PCR）验证了转录组数据的准确性。对辣椒幼苗根系内源激素定量测定发现，随着磷胁迫时间的增加，与CK组对比，DP、LP、HP组幼苗根系内各种生长促进类的植物内源激素如赤霉素（GA）、油菜素内酯（BR）、细胞分裂素（CTK）、吲哚乙酸（IAA）、独脚金内酯（SL）、茉莉酸（JA）含量降低，生长抑制类激素如乙烯（ETH）、脱落酸（ABA）含量上升。其中，缺磷胁迫和低磷胁迫表现最为明显，对幼苗根系生长的抑制程度最大。不同梯度磷胁迫处理能够诱导辣椒组织中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性升高，胁迫后期SOD活性下降，POD和CAT活性趋于稳定。【结论】磷营养逆境下，辣椒通过响应磷信号途径、植物激素信号转导途径及抗氧化酶活性相关的差异表达基因，缓解了磷胁迫对辣椒幼苗生长的影响，增强了辣椒对磷胁迫的耐受性。

为了研究辣椒抗疫病分子机制,探究其与抗疫病相关的功能基因,通过对114份辣椒自然群体抗疫病鉴定,选取1份抗疫病辣椒材料和3份感疫病辣椒材料,利用Illumina RNA-seq测序平台进行高通量转录组测序,将所得高质量的序列(Clean reads)与Pepper_Zunla_1_Ref_v1.0参考基因组进行比对。结果显示,有78.95%～85.11%的Clean数据比对到唯一的基因组位点。采用RPKM法计算基因表达量,并在此基础上以FDR≤0.001和|log_2 Ratio|≥1为条件筛选出2组样本间差异表达基因。通过排列前10的Gene Ontology(GO)分类可以看出,主要功能有氧化还原酶活性、碳氧裂解酶活性、过氧化物酶活性、代谢过程和逆境响应等过程。其中,有117个差异基因能归入KEGG通路,包括25个上调差异基因,92个下调差异基因。在这些通路中,包括泛素介导的蛋白水解作用、氧化磷酸化、植物激素信号转导、磷脂酶D信号通路、磷脂酰肌醇信号系统等过程。通过研究发现,辣椒抗疫病是一个高度复杂的过程,它由多个交叉通路调节,包括新陈代谢过程、防御反应、激素调节等,这为后期深入研究辣椒抗疫病分子机理奠定基础。

为初步揭示螺丝椒（Capsicum annuum L．）果实螺旋生长的机理，以螺丝椒与牛角椒自交系为试材，利用徒手切片、石蜡切片和转录组测序等技术，对试材果形、子房壁、果肉细胞分裂与膨大情况以及花期子房转录组差异进行了解析。结果表明：果实螺旋生长的起始可能发生在子房发育早期；螺丝椒的螺旋生长由果肉细胞倾斜排列所导致；两试材果肉在纵、横向细胞数与细胞大小方面存在差异，推测两试材果形差异是由细胞分裂与膨大综合调控的。转录组分析发现：螺丝椒果实可能通过改变KIN、NPH3和IQ67通路相关基因的表达使子房细胞分裂方向发生改变并最终导致果实呈现螺旋状生长，同时该试材果实还可能通过调控OFP8、IQ67通路相关基因以及细胞分裂素相关基因的表达来增加纵向与横向细胞数目并影响细胞形状，最终使果实伸长。综上，本研究可为揭示辣椒果形形成机理以及植物形态建成机理提供科学依据。

试验以野生辣椒威壮贝尔为砧木,辣椒品种科椒二号为接穗进行嫁接,研究了嫁接和自根辣椒对夏季温室中高温的抵御能力,为设施辣椒耐热栽培及生产提供依据。结果表明,高温对辣椒叶片各项指标影响比亚高温明显;不论是在高温还是亚高温条件下,嫁接辣椒叶片的脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)活性都明显高于自根苗,而嫁接苗的相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子产生速率低于自根苗。明确嫁接能显著提高辣椒的抗热性。

以EMS诱变的辣椒绿茎突变体gh1和紫茎野生型樟树港辣椒(ST–8)为材料，测定茎中花青素含量；采用转录组测序技术(RNA–seq)和实时荧光定量PCR(qRT–PCR)分析与辣椒茎中花青素生物合成相关基因的表达水平。结果表明：突变体gh1茎中的花青素含量极显著低于ST–8茎中的花青素含量；与ST–8相比，gh1共获得1794个差异表达基因，包括1003个上调表达基因，791个下调表达基因；与花青素生物合成途径相关的基因包括9个结构基因(DFR、UF3GT、F3H、ANS、CHI、CHS、C4H、PAL、4CL)和3个转录因子(TT8、AN1、TTG1)；对与花青素合成相关的差异表达基因进行转录组表达量分析和qRT–PCR分析，筛选出4个结构基因(CHS、CHI、DFR、UF3GT)和1个转录因子(AN1)，推测这5个基因可能在辣椒茎中花青素生物合成途径中起重要作用。

以EMS诱变的辣椒绿茎突变体gh1和紫茎野生型樟树港辣椒(ST–8)为材料，测定茎中花青素含量；采用转录组测序技术(RNA–seq)和实时荧光定量PCR(qRT–PCR)分析与辣椒茎中花青素生物合成相关基因的表达水平。结果表明：突变体gh1茎中的花青素含量极显著低于ST–8茎中的花青素含量；与ST–8相比，gh1共获得1794个差异表达基因，包括1003个上调表达基因，791个下调表达基因；与花青素生物合成途径相关的基因包括9个结构基因(DFR、UF3GT、F3H、ANS、CHI、CHS、C4H、PAL、4CL)和3个转录因子(TT8、AN1、TTG1)；对与花青素合成相关的差异表达基因进行转录组表达量分析和qRT–PCR分析，筛选出4个结构基因(CHS、CHI、DFR、UF3GT)和1个转录因子(AN1)，推测这5个基因可能在辣椒茎中花青素生物合成途径中起重要作用。

为了深入了解WRKY转录因子调节植物生长发育的过程,以辣椒全基因组和辣椒疫病转录组测序数据为材料,利用生物信息学方法分析辣椒WRKY转录因子的数目、种类、系统发生学和保守基序特征。结果表明,辣椒基因组中至少存在40个WRKY基因,包含1~2个WRKY保守结构域,根据WRKY结构域的数量及锌指结构的特征可将其分为Ⅰ、Ⅱ(a)、Ⅱ(b)、Ⅱ(c)、Ⅱ(d)、Ⅱ(e)和Ⅲ类/亚类。辣椒WRKY基因的保守motif共有3个,motif长度最长为50,最短为21,辣椒WRKY编码的蛋白为151~747个氨基酸,平均氨基酸数量为378.1个。该研究对辣椒WRKY基因功能的研究及进化具有重要的意义。

【目的】更广泛深入地认识辣椒素生物合成的调控因素，为辣椒生物技术育种工作提供分子基础。【方法】对两个不同辣度的辣椒材料754-3-1-1-1和‘渝椒5号’KS快速生长期和LS绿熟期的果实分别进行转录组测序，通过Cufflinks软件进行基因差异表达分析并利用荧光定量RT-PCR验证基因表达数据的准确性，比较两个材料两个发育时期的转录组数据获得差异表达基因，并对差异表达基因进行GO功能富集分析。【结果】L754LS＿vs＿L754KS、YJ5LS＿vs＿YJ5KS、L754KS＿vs＿YJ5KS和L754LS＿vs＿YJ5LS 4组对比分别有139、1 903、5 550和3 220个差异表达基因。2个材料在KS期有2 667个(48%)特有的差异表达基因，在LS期有871个(27%)特有的差异表达基因。4组对比数据的差异表达基因中共鉴定到18个CapCyc模型基因，其中PAL、CCoAOMT和CCR等辣椒素合成途径中的结构基因在不同样品中表达差异3倍以上。此外，还鉴定出可能参与调控辣椒素合成的MYB家族转录因子36个和ERF转录因子4个。【结论】辣椒素含量受果实发育早期基因的表达水平影响更大。PAL等结构基因可能具有调控辣椒素物质生物合成的作用。本研究为辣椒素生物合成的调控网络研究提供了更多的候选基因。

【目的】测定植物生长调节剂苯肽胺酸对辣椒（Capsicum annuum L.）生长及逆境生理的影响，探讨苯肽胺酸对作物生长的调控效应，为其科学合理使用提供依据。【方法】以辣椒为供试植物，芸苔素内酯为对照药剂，清水处理为空白对照，采用盆栽试验，在温室条件下测定不同质量浓度（133.3，200.0和266.7 mg/L）苯肽胺酸对辣椒植株生长、叶绿素含量及逆境生理指标的影响。【结果】苯肽胺酸处理对辣椒植株株高和茎粗具有一定的促进作用，其中当苯肽胺酸质量浓度为200.0 mg/L时效果最明显，与空白对照相比，

【目的】辣椒是我国广泛栽培的蔬菜作物，根据栽培类型可分为加工型与鲜食型。本研究鉴定并比较加工型和鲜食型辣椒在绿熟期和红熟期果实中的代谢物，为阐明加工型和鲜食型辣椒果实之间的代谢和品质差异提供理论基础。【方法】以加工型辣椒P059和鲜食型辣椒F270两个品种的绿熟期和红熟期果实为样本，通过液相色谱质谱联用技术（LC-MS）和多元统计学等方法鉴定并比较差异代谢物。【结果】加工型辣椒P059和鲜食型辣椒F270的绿熟期和红熟期果实中共检测到1 465种代谢物，这些代谢物被分为多种类别，包括脂类、氨基酸和萜类等。对两种类型辣椒相同成熟期的代谢物进行比较分析，发现P059红熟期和绿熟期果实中的脂类物质都显著高于相同成熟阶段的F270，如亚油酸通路（map00591）的亚油酸和9,10-二羟基-12-十八碳烯酸在P059中的含量是F270的两倍多。两种类型辣椒的绿熟期果实中，P059中亚精胺含量更高，是F270的2倍多；而F270高香草酸含量更高，是P059的2.93倍。对于红熟期果实，P059的辣椒素含量是F270的5.74倍；而F270中脯氨酸含量是P059的2.47倍。此外，对两种类型辣椒成熟过程中的差异代谢物进行比较分析，发现精氨酸和脯氨酸代谢通路（map00330）中的N-氨甲酰腐胺仅在P059成熟过程中存在差异，红熟期含量是绿熟期的2倍以上，而在F270中无显著差异；维生素A含量则仅在F270成熟过程中存在显著差异，其含量在红熟期上升幅度达277%。柠檬酸和脱落酸在P059和F270成熟过程中均显著上调（P059红熟期分别是绿熟期的1.7倍和8.4倍；F270红熟期中分别是绿熟期的1.7倍和12倍），而13-羟基-9,11-十八碳二烯酸在两种类型辣椒成熟过程中的变化趋势不同，其在P059中上调约300%，而在F270中显著降低。【结论】根据脂类、氨基酸类、维生素和有机酸等多种差异代谢物可以区分两种类型辣椒。此外，本研究还揭示了柠檬酸、脱落酸、13-羟基-9,11-十八碳二烯酸等特定代谢产物在两种类型辣椒果实成熟过程中的变化趋势。

为探明辣椒主要营养成分的配合力效应,用6个亲本,按(1/2)n(n-1)双列杂交法配制15个杂交组合,对辣椒可溶性糖、蛋白质、纤维素、干物质和V-C含量进行了配合力分析.结果表明,不同亲本、不同营养成分的一般配合力效应和不同杂交组合的特殊配合力效应差异较大.可溶性糖、蛋白质和V-C含量显性方差分别占遗传方差总量的100%,100%和72.28%;干物质含量加性方差占遗传方差总量的64.59%.V-C含量与干物质含量间一般配合力的相关达极显著水平,V-C含量与蛋白质含量间特殊配合力的相关达显著水平.

[目的]分析辣椒NAC转录因子CaNAC083在高温胁迫响应中的作用,为阐明辣椒耐高温机理奠定基础。[方法]以辣椒P70为材料,扩增CaNAC083基因,对其进行生物信息学分析,在辣椒中构建基因沉默载体沉默该基因,用RT-qPCR检测沉默效率以及高温胁迫相关基因Ca HsfA2、Ca HsfB5、CaHsp25.9和CaHSP90的相对表达量,测定42℃高温胁迫处理10 h前后丙二醛(MDA)含量、相对电导率、F_v/F_m、活性氧(H_2O_2和O_2~-)含量以及抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的变化,观测二氨基联苯胺(DAB)和氮蓝四唑(NBT)染色情况;同时构建过量表达载体转化拟南芥,测定42℃高温处理12 h前后的MDA含量、活性氧含量、相对电导率以及抗氧化酶活性的变化,探讨CaNAC083基因对植株耐高温能力的影响。[结果]CaNAC083属于NAP亚家族的一员,且与典型的NAP亚家族成员的结构一致。CaNAC083基因沉默辣椒植株在高温胁迫后叶片损伤较轻,MDA、相对电导率以及活性氧均低于对照植株,而POD、SOD和CAT活性高于对照植株,CaHsfA2、Ca HsfB5、CaHsp25.9和CaHSP90相对表达量均高于对照植株。过表达CaNAC083拟南芥株系在高温胁迫下受害程度较WT严重,MDA、相对电导率以及活性氧含量均高于WT,而POD、SOD和CAT活性均低于WT。[结论]CaNAC083基因沉默可以增强辣椒植株的耐高温性,过表达该基因则减弱植株的耐高温性,判断CaNAC083在植物高温胁迫中可能起负调控作用。

【背景】辣椒作为一种在世界范围内普遍栽培的蔬菜，具有喜温不耐热的特性。随着近些年极端高温天气出现日渐频繁，热胁迫已经成为影响辣椒生产的主要环境因素之一，明确辣椒的耐热机制进而培育耐热品种对辣椒生产具有重要的意义。【目的】热激转录因子HsfA2在植物耐热性中发挥重要作用，筛选辣椒CaHsfA2上游的转录因子，并分析后者在辣椒耐热性形成中的作用，为进一步阐明辣椒耐热分子机制提供理论依据。【方法】以CaHsfA2起始密码子上游的955 bp启动子序列为诱饵，利用酵母单杂交（Y1H）技术，筛选CaHsfA2的上游转录因子，并通过Y1H点对点杂交、双荧光素酶报告系统（Dual-Luciferase）与萤火素酶互补技术（LCA）进一步验证二者之间的互作关系。利用qRT-PCR技术分析热胁迫下CaHsfA2上游转录因子在辣椒耐热品系‘R9’中的动态表达模式；利用基因瞬时表达技术分析上游转录因子的亚细胞定位；利用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）分析CaHsfA2上游转录因子的耐热功能。【结果】筛选获得了CaHsfA2上游转录因子CaBES1，验证了二者的互作关系，通过分析双荧光素酶报告系统的结果及CaBES1沉默辣椒植株中CaHsfA2的表达量发现，转录因子CaBES1对CaHsfA2具有转录抑制作用。亚细胞定位结果表明，CaBES1在细胞膜和细胞核上均有表达，热胁迫处理后细胞核内的荧光信号增强，符合其发挥生物学功能时由细胞质向细胞核转移的特性；动态表达模式分析表明，热胁迫下，CaBES1表达水平呈现先降低后升高的变化趋势，这也说明CaBES1可以响应热信号，为下一步对其耐热功能研究提供了支撑。辣椒CaBES1被沉默后，通过对比分析沉默植株和对照植株的表型、相对电导率、叶绿素含量等指标发现，CaBES1的沉默表达提高了CaHsfA2表达量并增强了辣椒的耐热性。【结论】CaBES1通过负调控CaHsfA2表达而抑制辣椒的耐热性。

利用生物信息学方法从未经注释的甘薯(Ipomoea batatas)基因组中鉴定得到143个bHLH转录因子,对其保守结构域、motif组成、染色体分布情况、系统进化以及尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp.batatas,Fob)胁迫下和低温胁迫下的差异表达基因进行分析.结果表明,甘薯bHLH结构域约由54个氨基酸组成,其中21个氨基酸位点保守性在50%以上;74.8%(107个)的家族成员具有E-盒结合活性,56.6%(81个)的家族成员具G-盒结合活性.bHLH基因在15条染色体上的分布不均匀,在1、2、5、6以及14号染色体上分布较多,9和12号染色体上分布较少.MEME分析得到甘薯bHLH转录因子含有5个保守基序,motif 1和motif 2共同组成了bHLH结构域,存在于90%以上的家族成员中;系统进化分析将甘薯bHLH基因家族分为22个亚组.甘薯bHLH转录因子中有6个家族成员响应尖孢镰刀菌胁迫,其中4个基因表达下调,2个基因表达上调;在低温胁迫下甘薯bHLH家族成员中有44个基因表达量发生变化,其中13个基因在4个处理组中表达量均有变化,8个基因表达下调,5个基因表达上调.

【目的】土壤盐渍化是制约作物生产的重要非生物胁迫因子之一,高粱耐盐性强,进行高粱耐盐基因挖掘及分子机制研究是开发和利用盐渍土壤的有效途径,通过转录组测序分析与高粱耐盐相关的基因调控机制和代谢通路,挖掘高粱耐盐潜力。【方法】通过以筛选出的极耐盐品种八叶齐和盐极敏感品种PL212为试验材料,采用盆栽沙培,在播种后20 d(5叶期)采用180 mmol·L~(-1)的NaCl溶液漫灌模拟盐逆境,盐胁迫48 h后取幼叶,并连同对照(未经过盐处理)的同期幼苗共4个样品提取RNA,进行转录组测序,采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。【结果】耐盐和盐敏感材料分别在盐渍和非盐渍处理下的4个样品间共检测到1 338个差异表达基因,包括819个上调基因和519个下调基因。聚类分析发现在应答盐渍胁迫逆境时,5个依赖性氧合酶超家族蛋白、4个富含半胱氨酸的激酶、3个谷胱甘肽S-转移酶和3个重金属运输/解毒超家族蛋白相关基因表现出明显的上调表达和下调表达,还发现1个K+转运蛋白基因在耐盐调节中起着重要作用。GO分析发现在15 418个基因中获得4 528个有效GO注释条目,同时耐盐和盐敏感材料在遭受盐逆境时的生物过程、细胞组分和分子功能3个方面均存在较大差异。生物过程中代谢过程、细胞过程耐盐材料明显高于盐敏感材料,耐盐材料的生理过程中较盐敏感材料增加了多生物过程和定位这两个过程,很可能与耐盐材料盐抗性较强密切相关。差异基因KEGG分析结果显示耐盐和盐敏感材料在对照和盐渍胁迫条件下的苯丙烷类生物合成、苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成3个途径中差异基因表达较多,可能是造成耐盐和盐敏感材料耐盐性差异较大的重要原因。【结论】高粱耐盐调控基因表达涉及生物过程、细胞组分和分子功能多个方面,生物过程和定位这两个过程是提高高粱耐盐性的关键;苯丙烷类生物合成、苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成3个途径的基因表达很可能是造成盐害的重要原因。