本技术属于基因工程技术领域,具体涉及一种调控辣椒果实中类胡萝卜素合成的CaNAC02基因及应用,所述CaNAC02基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明所述CaNAC02基因在辣椒果实中具有促进类胡萝卜素类化合物合成,影响辣椒果实品质形成等作用。本发明所述CaNAC02基因为NAC家族转录因子,可为辣椒新品种的培育提供靶标基因,同时为辣椒品种遗传改良提供遗传材料和理论依据。
背景技术
辣椒为茄科、辣椒属一年或有限多年生草本植物,包含多个种,现有一年生辣椒(Capsicum.annuumL.)、中国辣椒(C.chinenseJacquin)、下垂辣椒(C.baccatumL.)、柔毛辣椒(C.pubescensKeep)、灌木辣椒(C.frutescensL.)5个栽培种,我国主要种植一年生辣椒,还有少量的中国辣椒和灌木辣椒。作为我国重要的蔬菜作物之一,辣椒不仅可以鲜食,还可被加工成辣椒油、辣椒酱、泡椒等调味品。其具有促进新陈代谢、治疗关节炎、祛湿等作用,可预防多种疾病的发生,被广泛应用于医疗业。此外,辣椒中亦含有维生素、矿物质、可溶性糖等多种营养物质,以及类胡萝卜素、辣椒素等天然色素。
类胡萝卜素是一类广泛存在于自然界中的天然色素,最早在19世纪初被分离得到,迄今已发现近800种天然类胡萝卜素,其中辣椒中的类胡萝卜素有40多种。类胡萝卜素是一种含40个碳或30个碳的类异戊烯聚合物,普遍存在于植物的叶、花及果实等器官中,在少数细菌、真菌、藻类中还存在C45和C50。在自然界中,类胡萝卜素主要被分成两类,一类是只含有碳氢元素,不含氧元素的,如:α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、辣椒红素、β-玉米黄素、番茄红素等。另外一种是它的氧化性衍生物,其至少含有羟基、酮基、环氧基、甲氧基等其中一个氧官能团,如叶黄素、玉米黄质、虾青素、紫黄素和岩藻黄素等,它们都是由植物进行光合作用时产生的一种次生代谢物。作为一类经异戊二烯途径合成的脂溶性萜类化合物,类胡萝卜素含有多个共轭双键,由于共轭双键的位置、数量不同,使得不同类型类胡萝卜素的吸光度不尽相同,植物不同部位呈现出由无色到黄色、橙色和红色等颜色,其中,共轭双键的数目越多,颜色越偏向红色。
植物类胡萝卜素的合成是一个复杂的过程,受到多方面的调控。目前已在多种植物中鉴定出了参与类胡萝卜素合成的关键基因或酶基因,包括番茄、马铃薯、辣椒和大麦。在研究中发现这些基因直接或间接调控类胡萝卜素的合成,并与植物颜色性状密切相关。其中,NAC(NAM、ATAF1/2和CUC1/2)转录因子作为植物中最大的转录因子家族之一,在植物的生长发育过程中扮演着重要角色,涉及到多个代谢过程的调节。不仅参与了种子萌发、侧根发育、茎顶端分生组织、花器官的形成,以及细胞扩增、纤维发育、次生壁合成、叶片衰老、果实成熟和激素合成等生物学过程,同时也介导了植物对非生物胁迫和生物胁迫的响应。截止目前,NAC家族转录因子在其它园艺植物中已有许多发现,但是关于其参与调控辣椒果实中类胡萝卜素合成的研究尚未报道。
实现思路