高温是限制植物生长发育和地理分布最重要的非生物胁迫因子之一。辣椒(Capsicum annuum L.)起源于中南美洲的热带和亚热带地区,对高温敏感,其最适合生长温度为21~27℃,温度一旦高于32℃就出现热伤害现象,严重的导致辣椒开花期出现不良的授粉和受精以及果实生长期出现严重的落花落果现象,从而极大地限制了辣椒生产的时令性和地域性。辣椒的耐热性存在品种间差异,然而其分子机制尚不清楚。我们在前期工作中利用cDNA-AFLP技术获得了在耐热辣椒材料中上调表达,而在热敏辣椒材料中下调表达的基因片段。经同源性比较,发现该基因(Capana03g002300)含HMA(heavy metal-associated domain)结构域,将其命名为CaHMA-like。本研究以热敏辣椒品系B6和耐热辣椒品系R9为材料,分析了CaHMA-like的基因结构、表达特性,并初步研究了其在植物耐热性形成中的功能,并取得以下主要研究结果:(1)辣椒CaHMA-like基因编码区全长327个核苷酸,编码108个氨基酸。同源性比较显示,番茄、马铃薯、水稻及玉米等不同植物物种中均存在其同源基因。序列对比结果表明,该基因编码的氨基酸序列在不同植物物种中存在较高的保守性。启动子序列分析该基因启动子中含有3个热激响应元件HSE(heat shock element)。(2)CaHMA-like基因被定位于细胞膜上。实时定量qRT-PCR分析结果显示,CaHMA-like基因在辣椒的根、叶、种子组织器官中均有转录表达。40℃热胁迫下,CaHMA-like基因在辣椒耐热品系R9中表达峰值出现在处理后2h,而在热敏品系B6中其表达被抑制。除了高温胁迫外,在B6中CaHMA-like基因还能被低温诱导表达。在R9中,重金属Cu和Cd能明显诱导CaHMA-like基因的表达,外源信号物质ABA、MeJA、SA和Put可不同程度地诱导CaHMA-like基因的表达。(3)以转pET28a空载体的大肠杆菌作为对照,对转Ca HMA-like的大肠杆菌和pET28a空载体的大肠杆菌进行热胁迫处理,结果发现目的基因的转入明显提高了大肠杆菌在高温胁迫下的存活率。利用VIGS技术沉默辣椒CaHMA-like基因,高温和重金属处理后,CaHMA-like基因沉默辣椒叶片的耐热性和对重金属的耐受性均降低,叶绿素含量也降低。构建了CaHMA-like基因的过量表达载体pVBG2307-GFP-CaHMA-like,并将其转入拟南芥生态型Col-0中。高温胁迫处理后发现,过量表达CaHMA-like基因的拟南芥幼苗存活率明显高于空载体对照和野生型植株。