辣椒果实发育与代谢物生物合成的多组学解析：探秘非辣与辣度极高辣椒的差异

尽管高通量技术有所发展，但辣椒（Capsicum）果实的蛋白质组学、转录组学和代谢组学等全球组学的综合分析尚未充分探索。研究人员开展了对鬼椒（Capsicum chinense）和C. annuum两种基因型辣椒果实的研究，鉴定出相关蛋白，明确其与代谢物的关系，为后续研究和育种提供资源。

　　全球组学能够深入探究植物不同发育阶段重要生物分子的多样性。尽管高通量技术不断进步，但在辣椒（Capsicum）属植物果实中，蛋白质组学（proteomics）、转录组学（transcriptomics）和代谢组学（metabolomics）等全球组学的综合分析仍有待深入挖掘。在这项研究中，研究人员运用综合组学方法，对鬼椒（Capsicum chinense）和C. annuum这两种对比鲜明的基因型辣椒果实的胎座和果皮组织进行研究，以识别参与果实发育和代谢物生物合成的蛋白质。通过质谱分析，从辣椒果实的果皮和胎座组织中分别鉴定出 4473 种和 2012 种蛋白质。研究人员观察到，发育阶段特异性蛋白质，如激酶、转移酶、离子转运蛋白、F-box 蛋白和转录因子等有所表达，这些蛋白质在初级和次级代谢物的生物合成过程中富集。这些蛋白质的丰度与 RNA 测序（RNAseq）数据相符。在辣度极高的鬼椒胎座中，研究人员识别出与辣椒素（capsaicinoids）生物合成相关的关键蛋白质，如酰基转移酶 3（Acyltransferase 3）、3 - 氧代酰基 -[酰基载体蛋白] （3-oxoacyl-[acyl-carrier protein]）、4 - 香豆酰辅酶 A 连接酶（4-coumaroyl co-A ligase）和 3 - 酮脂酰辅酶 A 合酶 3（3-ketoacyl-coA synthase 3），以及 J 结构域蛋白和转录因子，如 MYB101、MYB 14-like、bHLH112、NAC 和细胞色素 P450 CYP82D47（Cyt p450 CYP82D47），这表明它们在辣椒素和次级代谢物生物合成中发挥作用。此外，研究人员还发现基因和蛋白质的表达与初级和次级代谢物（如碳水化合物、醇类、脂肪酸、酚类、甘油酯、多胺和氨基酸）的丰度之间存在相关性。研究结果为未来的功能研究提供了新的多组学资源，在育种计划中具有潜在应用价值。