观赏辣椒果实中辣椒红素-辣椒玉红素合成酶(CCS)基因的表达分析与功能鉴定

为解决观赏辣椒果实颜色育种的关键问题，研究人员通过分析不同颜色品种的类胡萝卜素含量及CCS基因表达差异，发现红色品种具有完整的CCS基因CDS序列(1497 bp/498 aa)，而橙色品种存在C碱基缺失导致的移码突变(1496 bp/494 aa)或CCS基因缺失。利用TRV介导的病毒诱导基因沉默(VIGS)技术证实CCS基因沉默会导致红色品种成熟期无法转红，为观赏辣椒色泽育种提供了分子靶点。

　　

这项研究揭示了观赏辣椒果实着色的分子奥秘。通过对比红、橙、黄三种颜色品种发现，红色品种的类胡萝卜素总量和辣椒红素-辣椒玉红素合成酶(CCS)基因转录水平显著更高。基因测序显示，红色品种(B3/C2/W6)能编码完整CCS基因(1497 bp，498个氨基酸)，而橙色品种(G1/W9等)因第1265位C碱基缺失导致移码突变(1496 bp，494个氨基酸)，部分品种(S1-1/B7等)甚至完全缺失CCS基因。

研究团队采用烟草脆裂病毒(TRV)介导的病毒诱导基因沉默(VIGS)技术，在转录后阶段特异性敲低CCS基因表达。实验结果显示，经过基因沉默处理的红色品种(B3/C2)成熟后无法正常转红，如同被"关闭"了颜色开关。这一发现不仅证实CCS基因是辣椒果实红色素合成的关键"调色师"，其移码突变和基因缺失的分子特征，更为观赏辣椒的精准分子育种提供了重要靶点。研究中所用的VIGS技术，犹如一把分子剪刀，为解析植物色素合成通路提供了高效的研究工具。