2,4-表油菜素内酯(EBR)通过"代谢分配-酶活性-基因表达"多级调控网络动态平衡辣椒素合成与降解的机制研究

本研究揭示了外源2,4-表油菜素内酯(EBR)在辣椒果实发育关键期(36-48 DPA)通过双重调控辣椒素(Cap/DhCap)合成与降解通路的创新机制：低浓度EBR(0.05-0.1 mg/L)可显著促进果实生长(增幅达30.8%)和辣椒素积累(最高提升51.1%)，其通过上调苯丙氨酸解氨酶(PAL)、辣椒素合成酶(CS)等关键酶活性(增幅28.2%)及合成基因表达，同时抑制氧化降解酶活性和竞争代谢物含量，形成多级动态平衡网络。

　　

Highlight

EBR对辣椒果实和胎座生长指标的影响

如图1所示，外源2,4-表油菜素内酯(EBR)通过"低促高抑"的浓度效应调控辣椒果实不同发育阶段的生长，其中绿熟期(36 DPA)和转色期(48 DPA)差异最显著。在绿熟期，与对照(CK)相比，0.05 mg/L EBR处理(E1)使单果重、果长、果肩宽和干物质含量分别显著增加12.3%、9.8%、15.6%和8.4%，而0.5 mg/L处理(E5)则表现出抑制效应。特别值得注意的是，EBR对胎座生长的促进作用(最大增幅30.8%)显著高于果肉组织，这为辣椒素合成提供了更有利的空间基础。

EBR和BRZ处理对辣椒果实生长及辣椒素含量的影响

Serna等(2012)的研究表明，油菜素内酯类似物处理可提高辣椒单果鲜重和产量。Khamsuk等(2018)证实水分胁迫下BRs处理能同步提升果实鲜重和辣椒素含量，二者呈显著正相关。本研究发现，0.1 mg/L EBR处理使辣椒素总量(Cap+DhCap)在绿熟期和转色期分别增加51.1%和56%，而抑制剂BRZ处理则导致含量降低45.7%。这种调控具有组织特异性——胎座组织的辣椒素积累量是果肉组织的3.2-4.7倍，印证了胎座作为辣椒素主要合成位点的重要性。

Conclusion

综上所述，低浓度EBR通过调控辣椒生长和干物质含量，在绿熟期和转色期促进胎座组织辣椒素积累(增幅51.1%-56%)，这种积累表现为合成与降解途径的动态平衡：首先，EBR处理为辣椒素合成提供了更多前体物质(如对香豆酸、阿魏酸、咖啡酸等)，并通过减少竞争性代谢物(木质素、黄酮类)的分配来优化代谢流向；其次，它同时激活苯丙烷代谢关键酶(PAL、C4H、4CL)和支链脂肪酸代谢酶(BCAT、BCKDH)，并上调Pun1基因编码的辣椒素合成酶(CS)表达；最后，通过抑制过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的活性来减缓辣椒素的氧化降解。这种"代谢分配-酶活性-基因表达"的多级调控网络为实现辣椒素的高效定向积累提供了新策略。