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辣椒素（Capsaicinoid）是辣椒属植物特有的次生代谢产物,在食品添加、医疗保健、生物防治等方面具有广阔的应用前景和极高的生产价值,但我国作为辣椒原材料的生产大国,在辣椒素的工业生产上一直无法解决辣椒材料利用率过低的生产成本问题,纠其原因,不同栽培种辣椒中辣椒素含量差异过大,高辣度的C.chinese类型辣椒作为短日照植物无法在我国特别是北方地区广泛生产种植,而在我国广泛栽培的C.anuum类型辣椒辣椒素含量较低,无法满足生产需要,而传统的遗传育种不能培育出高产高辣的品种,因此,挖掘不同栽培种辣椒间辣椒素生物合成关键基因的异同,解析调控其表达的作用机制,对通过基因技术提升高产辣椒中辣椒素含量具有重要意义。AT3基因编码了辣椒素合酶CS,已经被广泛证明是辣椒素生物合成途径上最关键的基因,其表达量的多少决定了辣椒果实中辣椒素含量的多少,但不同栽培种辣椒间AT3基因及其启动子在碱基水平上否存在差异,这种差异是否导致了不同辣椒辣度的差异及AT3基因的表达受哪些因素的调控,此类研究尚不全面,本研究通过对不同栽培种辣椒AT3基因及其启动子进行克隆比对与生物信息学分析,通过对辣椒素合成相关基因进行筛选和表达分析,对外源激素处理后的辣椒果实中辣椒素合成相关基因进行表达分析,得到结果如下:1.克隆得到C.chinese、C.frutescens、C.anuum三种类型的辣椒AT3基因的cDNA序列、DNA序列、启动子序列,发现三个基因在碱基水平和氨基酸水平上仅有不连续的个别碱基的差异,通过生物信息学分析发现三个基因所编码的蛋白质也不存在功能性质上的不同,而C.chinese类型辣椒的AT3启动子比其他两种类型辣椒中AT3启动子在序列上多一段10bp的碱基片段,在CAAT-box、TATA-box、TCT-motif三种作用元件上与其他两种类型辣椒的AT3启动子存在数量上的差异,这可能是导致不同栽培种辣椒AT3表达量不同的原因之一。2.通过qPCR实验得到AT3、CAJMYB、CAFMYB、CADMYB、CEFMYB在不同辣椒茎叶果实中的表达情况,根据AT3基因在辣椒果实中特异性表达的特点,筛选出在三种类型辣椒果实中均能有较高表达量的CAJMYB、CAFMYB、CADMYB三种MYB转录因子,三者均存在调控AT3基因表达可能。3.利用高效液相色谱法测得三种辣椒辣椒素含量,其中C.chinese类型辣椒辣椒素含量最高,C.frutescens类型辣椒辣椒素含量次之,C.anuum类型辣椒辣椒素含量最低,而三种辣椒果实中辣椒素含量均随辣椒果实生长发育而逐步增加直至过熟期停止。采用相同材料进行的qPCR结果显示,AT3基因在C.chinese类型辣椒中的表达量最高,是在C.frutescens类型辣椒中的1.5倍,是在C.anuum类型辣椒中的3倍,在单种辣椒中随果实的发育其表达量呈上升趋势,CAJMYB基因在C.chinese类型辣椒中的表达量最高,约为在其他两种辣椒中的1.5倍,CADMYB基因在C.chinese类型辣椒中的表达量最高,约为其在C.frutescens类型辣椒中表达量的1.6倍,是在C.anuum类型辣椒中的2.5倍,两者的表达量在单种辣椒中均随果实的发育呈上升趋势,故CAJMYB、CADMYB是调控AT3表达的重要转录因子。4.分别对果实处于幼果期的三种类型辣椒植株外源喷施激素SA、MeJA、SA+MeJA、BR、H3BO3,喷施清水作为对照,当果实发育到转色期及成熟期时各采样一次进行qPCR实验,发现外源激素SA、MeJA、BR均可以提高辣椒果实中辣椒素生物合成相关基因AT3、CAJMYB、CADMYB的表达量,但SA+MeJA混合使用时,辣椒果实中辣椒素生物合成相关基因表达量未见变化,H3BO3处理可以提高辣椒果实中AT3基因的表达量,对CAJMYB与CADMYB的表达没有影响。此外,在不同种辣椒间,SA处理后的果实中辣椒素生物合成相关基因的表达量提升幅度一致,而MeJA、BR处理后的C.anuum类型辣椒果实中相关基因AT3、CAJMYB、CADMY的表达量提升幅度远大于在其他两种辣椒中的提升幅度,H3BO3处理后的C.anuum类型辣椒果实中AT3基因的表达量提升幅度大于其他两种辣椒中的提升幅度,说明SA对辣椒素生物合成相关基因的调控不受辣椒栽培品种的影响,而MeJA、BR、H3BO3对特定的辣椒品种C.anuum类型的调控作用更明显,能大幅度提高相关基因的表达量。