近日，园艺学院辣椒研究团队朱张生副教授等人指导本科生在SCI学术期刊International Journal of Biological Macromolecules（中科院二区Top期刊，影响因子7.7）在线发表了A comprehensive analysis of the O-methyltransferase gene family in the chili pepper (Capsicum annuum) identifies COMT36 involved in capsaicinoids biosynthesis学术论文，揭示COMT36基因编码甲基转移酶参与辣椒素合成。
甲基转移酶（O-methyltransferases, OMTs）作为次生代谢产物甲基化修饰的核心催化酶类，在植物代谢调控网络中具有重要作用。辣椒素是辣椒中的特征代谢产物，赋予果实独特的辛辣风味，具有极广泛的用途。研究表明，阿魏酸作为辣椒素类物质生物合成的核心前体，其合成依赖于苯丙烷代谢途径中咖啡酸O-甲基转移酶（COMT）的催化活性。前人研究已从中国辣椒（Capsicum chinense）中克隆获得该基因（登录号AF081214.1），但遗传学分析表明其功能缺失并未影响辣椒素类物质的生物合成，暗示该代谢通路中可能存在尚未鉴定的关键OMT基因。
本研究通过全基因组分析鉴定到58个OMT基因，其染色体分布不均匀且频繁的串联重复事件驱动了基因家族扩张。系统发育与保守基序分析将其划分为咖啡酰辅酶A O-甲基转移酶（CCoAOMT）和咖啡酸O-甲基转移酶（COMT）两个亚家族。组织差异表达模式及启动子顺式作用元件变异分析揭示该基因家族其功能发生分化。值得注意的是，本研究发现此前功能未知的COMT36可能是编码辣椒素生物合成通路甲基转移酶的关键基因，基于时空特异性及不同基因型表达分析发现COMT36表达模式和辣椒素积累特征的高度一致，系列实验证实CaCOMT36参与辣椒素类物质的生物合成。上述研究完善了辣椒素生物合成通路，为辣椒风味遗传改良提供了相关基因资源。
辣椒素生物合成通路
华南农业大学园艺学院本科生李尚霖为第一作者，华南农业大学朱张生副教授和陈长明教授及西藏大学马红梅副教授为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目资助。
来源/园艺学院
