辣椒因果实辛辣和浓郁的香味而风靡世界,辣味是辣椒独特的性状,而辣味的主要成分是辣椒素,近些年辣椒素广泛应用于食品工业、生物防治、医疗保健等方面,因而世界的需求量日益增加,但受限于产地环境和提取工艺,辣椒素产量相对较低。高辣椒素含量的品种如小米辣、鬼椒、朝天椒和黄灯笼辣椒等是用于制作酱料或提取辣椒素的重要材料,但引种、杂交等育种方法存在自然条件限制和驯化时间长等问题,常规育种方法对于提高辣椒素的含量较为耗时费力,因此更加全面了解辣椒素生物合成途径及相关基因的功能,从而通过基因工程手段调控辣椒素的合成成为辣椒品质研究的热点。辣椒素类物质生物合成的基本框架和直接参与的有关基因已经基本清楚,而辣椒素和木质素等次生代谢物质都是辣椒苯丙烷类代谢路径的产物,它们的合成途径有着共同的前体物质如肉桂酸、香豆酸、阿魏酰CoA等,其中木质素合成特异途径的下游调控基因主要由肉桂酰辅酶A还原酶（Cinnamoyl-CoA reductase,CCR）和肉桂醇脱氢酶（Cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD）组成,故CCR和CAD基因的表达调控可能会影响辣椒素的合成积累。本研究从海南黄灯笼椒中克隆了CAD1基因,构建了黄灯笼辣椒CcCCR1、CcCCR2异源表达载体和CcCCR1、CcCCR2、CcCAD1VIGS载体,研究了黄灯笼椒CcCCR1、CcCCR2在木质素和辣椒素代谢调控中的功能,分析了CcCAD1在辣椒不同组织部位中的表达特性。主要研究结果如下:1.将前期从黄灯笼椒中克隆得到的CcCCR1、CcCCR2两个基因,设计带BamHI和SacI酶切位点的引物用于扩增目的基因ORF全长,成功构建了pBI121-CcCCRs植物过表达载体,实现了CcCCR1和CcCCR2基因在拟南芥中的异源表达。结果显示转CcCCR1/2植株木质素含量较野生型拟南芥分别提高了13.02%和24.46%,转CcCCR2植株木质素的提高更为显著,由此推断CcCCR1/2两个基因可能参与调控了黄灯笼辣椒木质素的特异合成,其中CcCCR2发挥了主要的作用。2.根据CcCCR1、CcCCR2基因序列设计特异性引物扩增目的片段,构建了VIGS载体pTRV2-CcCCRs,分别转农杆菌后再诱导培养,并于花后5d幼果期注射侵染果梗,侵染两周后取正常生长的果实进行候选基因的定量qPCR检测,果实和果梗中的CcCCRs表达量显著下降,且CcCCR1和CcCCR2沉默对其余五个候选基因在果肉和胎座中表达量的影响基本一致,下调了CAD基因的表达量,而合成辣椒素苯丙烷途径中的PAL、4CL、pAMT、CS基因表达量在胎座中均有提高,在果肉中CS基因下降到未见表达,其余三个基因总体上得到诱导提高;花后40d CcCCR1沉默果实中,果肉与胎座中木质素含量分别下降了10.2%、13.5%,果肉与胎座中辣椒素含量分别提高了5%、9.6%;CcCCR2沉默果实中,果肉与胎座中木质素含量分别下降了18.8%、22.8%,果肉与胎座中辣椒素含量分别提高了16.2%、19.1%。CcCCR2基因沉默后较CcCCR1更为显著降低了木质素含量,且在提高辣椒素含量方面更为明显,故推测黄灯笼辣椒中CcCCRs基因正向调控了木质素的生物合成且CcCCR2发挥了更主要的作用,即木质素与辣椒素含量存在着明显的竞争关系,通过抑制辣椒果实中木质素的合成提高了辣椒素的含量。3.利用RT-PCR法从黄灯笼辣椒幼嫩叶片中克隆得到CAD1基因全长cDNA,命名为CcCAD1。序列分析表明,CcCAD1 cDNA序列全长1074 bp,编码357个氨基酸;CcCAD1编码蛋白没有跨膜结构,属于亲水蛋白,定位在细胞质中;结构域分析表明CcCAD1包含CAD特征性的2个Zn2+结合位点和1个NADP+辅酶结合位点,属于MDR超级家族;同源比对显示其与番茄CAD1蛋白的一致性高达96.09%;荧光定量PCR检测结果显示,CcCAD1基因在辣椒根、茎、叶、胎座和果肉中的表达量存在差异,其相对表达量的大小依次为叶>果肉>茎>根>胎座;利用BamHI和SacI双酶切连接成功构建了pTRV2-CcCAD1沉默载体,为后续CcCAD1基因的功能鉴定奠定基础。通过本研究,表明CcCCRs基因促进了木质素的合成并且CcCCR2基因发挥着主要作用,初步阐明通过降低CcCCRs基因表达可抑制木质素的合成来提高辣椒素的合成。因此,整个研究可为后续通过生物技术提高辣椒的品质,完善辣椒辣味调控的分子机制提供理论依据。