为了适应不断变化的环境,植物在长期的生长发育过程中进化出许多应答机制,包括诱导产生热激蛋白。DnaJ蛋白也称热激蛋白40,作为热激蛋白家族中的一类胁迫响应因子,广泛存在于植物细胞中,在许多生物及非生物胁迫响应中扮演着重要角色。DnaJ蛋白家族成员具有分子伴侣的特性,通常作为热激蛋白70的辅伴侣分子,在植物生长发育和应激反应中发挥着重要作用。随着辣椒全基因组测序的完成,利用生物信息学手段研究辣椒Dna J基因家族成为可能。本研究利用生物信息学方法,鉴定了辣椒全基因组序列中的全部Dna J家族基因,并进行结构特征和表达分析;在此基础上,进一步分析了DnaJ基因在有辣味和不辣辣椒中的表达差异。1.利用生物信息学方法鉴定出76个辣椒DnaJ蛋白,并依次命名为基因CaDnaJ01到CaDnaJ76。按照结构(是否含有完整的三个域:J结构域、锌指结构域、C端结构域)可将它们分为A、B、C、D、E五类,按序列同源性可分为I、II、III、IV、V、VI和VII七个亚家族。2.我们对76个CaDnaJ基因进行染色体定位后发现,这些基因不均匀的分布在辣椒12条染色体上。其中6个基因参与基因重复,包括一次连续重复(CaDnaJ41/CaDnaJ42)和两次片段重复(CaDnaJ04/Ca DnaJ44,CaDnaJ19/CaDnaJ67)。3.分析CaDnaJ基因启动子区域的顺式元件,可分为两类主要的顺式元件,包括应激反应和激素应答。应激反应包含HSE、LTR、TC等丰富的顺式作用元件,分别响应热环境、低温和植物防御;激素应答包含了TCA元件、TGA元件、GARE模块、CGTCA模块、ABRE和ERE,分别响应SA、IAA、GA、MeJA、ABA和乙烯。结果表明,CaDnaJ基因可能参与了植物响应多种胁迫的过程。4.通过对辣椒根、茎、叶和不同阶段的果皮和胎座中DnaJ基因RNA-seq数据分析发现,76个CaDnaJ基因中有29个基因在组织中几乎不表达,其余的49个(61.84%)基因至少在一个组织中表达,表明Ca DnaJ基因在辣椒的生长发育中起着重要的作用。此外,我们还发现有十个基因(CaDnaJ06、08、21、27、28、47、50、55、56和76)在所有组织中高度表达,这意味着它们可能在辣椒正常生长条件下具有看家基因的功能。5.实时荧光定量PCR分析了辣椒(有辣味,007EA)和甜椒(不辣,P2)果实发育6个时期胎座中的DnaJ基因家族,发现8个基因(分别是III亚族的Ca DnaJ25、47、56,IV亚族的CaDnaJ10、40、74,V亚族的CaDnaJ70,VII亚族的Ca DnaJ46)的表达有显著差异,表明这些基因可能与辣椒素的形成有关。6.进一步分析了上述与辣椒素合成相关的8个基因响应高温、干旱、盐胁迫和植物激素(茉莉酸甲酯、赤霉素、脱落酸、水杨酸)处理后的表达情况,8个基因的表达均出现不同程度的上调或下调,表明,逆境胁迫和植物激素均可能影响辣椒素的合成。