中国农业科学院蔬菜花卉研究所揭开辣味形状的秘密

 近日，我国科学家的一项最新研究，解释了辣椒驯化的历程，以及辣椒果实朝向、形状、辣味的秘密。该研究由中国农科院蔬菜花卉所王立浩研究团队和程锋研究团队完成。研究成果发表在《Molecular Plant（分子植物）》上。

辣椒起源于中南美洲，这种茄科植物，开着细碎的小花，结出美丽的果实，但入口却火辣、热烈。有考古资料显示，在美洲，至少在6000年前，辣椒就已经被驯化，作为调味品使用。

在生产中，我国辣椒播种面积和产值，均居各类蔬菜的首位。但辣椒究竟是如何驯化的？从何地传入中国？其辣味、果形等重要性状究竟是怎样形成的？

为此，科研人员对347份搜集自全球各地的辣椒种质资源，进行了重测序和变异分析，构建了辣椒变异组图谱。以遗传变异为基础，结合地理来源、果实类型等特征，将一年生辣椒种群体分为了9个主要群组。

通过对不同群组的变异和遗传多样性比较，研究团队从全基因组水平揭示了辣椒从野生/祖先种、地方品种到类型多样化的现代栽培品种的驯化改良过程，首次提出辣椒栽培群体的演化经历了两步驯化过程，并且伴随不同类型基因集受到强烈的驯化选择。

研究还发现，第9群组——中国西南部云贵川藏等高海拔地区资源群组，在中国辣椒类群中的遗传多样性最高，这意味着，中国西南部可能是辣椒引入较早和来源丰富的地区，具有一定的次级起源或多样化中心的特征。

找到控制“辣味”的关键基因

果形、果实朝向、辣味等，是辣椒重要的性状，决定着辣椒的产量、风味等。据介绍，科研人员基于变异组数据，开展了进一步的分析，首次在植物中鉴定出并验证了控制果实朝向的关键驯化基因，还定位了辣椒果实重要性状相关的多个基因位点，解释了基因是如何调控果形、辣味的机理。

团队科研人员介绍，在研究中，科研人员提出了辣椒重要性状关键基因位点主导辣椒栽培种驯化、分化和类型多样化过程的演化模型。针对果实朝向基因Up、果形调控基因fsi、辣味调控基因Pun1和punv等4个基因，以及2个野生渐渗片段的不同的组合驯化选择，是形成大果灯笼椒甜椒和窄果（或长形）辣椒多样化类型的关键遗传基础。

据了解，这一研究构建了辣椒栽培种群体的变异组数据集，揭示了辣椒果实驯化和多样化过程中的基因组选择特征和关键基因位点，对果形、辣度及果实朝向等重要性状遗传位点及其调控机制的解析为辣椒功能基因组学研究奠定了重要基础，也为辣椒分子育种与遗传改良提供了重要理论依据。

研究以中国农业科学院蔬菜花卉研究所为第一完成单位，助理研究员曹亚从、张亢、于海龙、陈姝敏和徐东辉研究员为该论文第一作者，程锋研究员、王立浩研究员和意大利国家新技术、能源和可持续经济发展中心Giovanni Giuliano教授为该论文共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、中国农业科学院科技创新工程、大宗蔬菜产业技术体系、国家自然科学基金等项目支持。