辣椒zui早出自美洲，但自十五世紀(jì)被航海家們帶至世界各地后，這種植物成為了zui廣泛種植的香料作物之一。辣椒不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，zui重要的就是其口味中的辣令美食家們流連忘返，甚至還成為了一些城市的“地標(biāo)”那么這種備受世界各地喜愛(ài)的植物為何會(huì)具有這樣*的辣味呢？本身從進(jìn)化的角度上來(lái)看，野生辣椒的辣味能令食草動(dòng)物退避三舍，不去咀嚼其種子，但是對(duì)于人類來(lái)說(shuō)辣椒并不是必需的，主要是因?yàn)槠淅蔽稁?lái)的神經(jīng)刺激，讓我們漸漸“上癮”，這其中有何奧秘？辣椒辣味的遺傳分子機(jī)制又是什么呢？野生辣椒與馴化后的辣椒有何區(qū)別？帶來(lái)辣味的“辣基因”還存在于哪些蔬菜中呢？
ELISA試劑盒以及隨后的航海探索，辣椒傳遍了世界各地，這是由于辣椒能夠適應(yīng)于不同的農(nóng)業(yè)氣候，并且被具有不同文化背景的人們快速接受。 在對(duì)辣椒與其他茄科植物的比較基因組及進(jìn)化分析中，還發(fā)現(xiàn)辣椒和西紅柿、馬鈴薯一樣，經(jīng)歷了一次三倍化事件和一次全基因復(fù)制事件，但是由茄科中分化出的辣椒屬分支并未發(fā)生全基因組的復(fù)制，進(jìn)一步證實(shí)辣椒的基因組擴(kuò)張是由近期重復(fù)序列的擴(kuò)張復(fù)制導(dǎo)致的。相對(duì)于馬鈴薯和西紅柿，辣椒基因組產(chǎn)生了大量的重排和異位事件。
辣椒為什么會(huì)辣，含有同源基因的西紅柿為何不辣？
對(duì)于這個(gè)*主要由辣椒素和二氫辣椒素組成，能夠產(chǎn)生辣椒果實(shí)*的辣味。在辣椒中發(fā)現(xiàn)了51個(gè)參與辣椒素生物合成的基因家族，雖然這些基因家族在西紅柿、土豆、擬南芥中也存在同源基因，但部分關(guān)鍵的基因在辣椒中有明顯的拷貝數(shù)擴(kuò)增。ELISA試劑盒通過(guò)對(duì)不同辣度的辣椒相關(guān)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的比較分析，我們推測(cè)可能負(fù)責(zé)辣椒素zui終合成的AT基因家族中AT3-D1和AT3-D2基因協(xié)同作用，合成并積累含量不同的辣椒素，這可能是一種與辣椒素積累相連的關(guān)鍵因素，可以決定不同品種辣椒的辣度。其它一些蔬菜，如西紅柿，馬鈴薯種也含有*生物合成相關(guān)的同源基因，那么為何這些蔬菜中沒(méi)有辣味呢？
ELISA試劑盒西紅柿和馬鈴薯AT同源基因比較，負(fù)責(zé)辣椒素zui終合成的AT基因家族中AT3-D1和AT3-D2發(fā)生了保守結(jié)構(gòu)域中重要氨基酸的突變，這種突變導(dǎo)致AT3-D1和AT3-D2基因發(fā)生了功能的變化，能夠合成辣椒素并產(chǎn)生辣椒果實(shí)*的辣味。 同時(shí)對(duì)野生辣椒和栽培辣椒進(jìn)行了全基因組測(cè)序，并繪制了其完整的基因組圖譜。 相關(guān)發(fā)現(xiàn)證實(shí)了前人推測(cè)的染色體異位現(xiàn)象。在人工馴化過(guò)程中，野生種的1號(hào)染色體和8號(hào)染色體發(fā)生了染色體的異位，導(dǎo)致了馴化后的栽培種1號(hào)染色體的長(zhǎng)臂更長(zhǎng)和8號(hào)染色體的長(zhǎng)臂更短，但是8號(hào)染色體的短臂并沒(méi)有丟失，只是低密度的遺傳圖譜觀測(cè)不到。
ELISA試劑盒通過(guò)將3個(gè)野生/半野生和栽培辣椒基因組與20種重測(cè)序品種進(jìn)行比對(duì)之后，研究人員發(fā)現(xiàn)了大量的馴化候選基因，這些基因揭示出人工選擇的分子印跡。在馴化辣椒的選擇區(qū)域內(nèi)，有511個(gè)基因可能是與轉(zhuǎn)錄調(diào)控、壓力、防御反應(yīng)、生長(zhǎng)、果實(shí)發(fā)育相關(guān)。另外，在栽培和馴化辣椒之間的形體和生理上的差別也可能與這些馴化的基因有關(guān)。
此外，之前韓國(guó)的也完成了甜辣基因組測(cè)序，兩個(gè)參考物種都是一年生辣椒，盡管表型不同，但基因組的特征非常相似，基因組的序列差異不到1%。
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