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辣椒（Capsicum annuum）是茄科重要的蔬菜兼香辛料作物，因其独特的辛辣风味和辣椒红素而备受关注，广泛应用于食品、医药、化妆品及天然色素、工业涂料等领域，具有重要的经济价值。随着辣椒功能基因组学和分子育种研究的不断深入，建立高效、稳定的遗传转化体系已成为解析关键基因功能、创制优异种质和加速品种改良的迫切需求。然而，辣椒遗传转化仍存在基因型依赖强、再生效率低、稳定性差等问题，严重制约基因功能验证与分子育种进程。因此，建立高效、稳定且广适性强的辣椒遗传转化体系具有重要意义。
近日，Modern Agriculture在线发表了北京大学现代农业研究院/潍坊现代农业山东省实验室侯毅枫研究员团队题为“Efficient regeneration and Agrobacterium-mediated genetic transformation in pepper (Capsicum annuum)”的研究论文。该研究建立了辣椒高效再生体系，并优化了农杆菌介导的遗传转化方法，在5个品种中均获得转基因植株，拓宽了可转化基因型范围，为辣椒基因功能研究和分子育种提供了有效的技术支撑。
主要研究内容 研究团队以辣椒子叶为外植体，系统筛选多种激素组合，明确反式玉米素与生长素的配合能高效诱导不定芽，并在5个性状各异的辣椒品种中实现35%—80.55%的健康不定芽诱导率。同时，研究团队进一步优化农杆菌介导的遗传转化体系，以“30秒超声处理+2分钟抽真空+7.5分钟浸泡”为最优侵染方案，选用增强型绿色荧光蛋白（eGFP）作为可视化标记进行筛选，并适时添加硝酸银促进芽诱导，使素有辣椒界“爱马仕”之称的樟树港辣椒遗传转化效率达8.39%，其余4个芽再生良好的品种转化效率为3.02%—9.05%。总体而言，该研究建立了适用于多个辣椒品种的再生与遗传转化体系。 此外，研究发现过表达CaAUX1（编码生长素内流转运蛋白）可显著提高多个辣椒品种的转化效率，与空载对照相比，在朝天椒中过表达CaAUX1使遗传转化效率由9.05%提升至12.89%，在樟树港辣椒中遗传转化效率由8.39%提升至11.49%，在羊角椒中遗传转化效率由7.39%提升至9.91%，在八寸红辣子中遗传转化效率由6.50%提升至8.69%，在蛆椒中遗传转化效率由3.02%提升至3.47%。上述结果表明，过表达CaAUX1是进一步提升辣椒遗传转化效率的有效策略，也为辣椒遗传转化体系优化提供了新靶点。 图1 辣椒高效再生和农杆菌介导的遗传转化方法 北京大学现代农业研究院/潍坊现代农业山东省实验室副研究员王祯、科研助理刘灵芝为该论文共同第一作者；北京大学现代农业研究院/潍坊现代农业山东省实验室侯毅枫研究员为该论文的通讯作者；北京大学现代农业研究院/潍坊现代农业山东省实验室副研究员臧杰、助理研究员权姝璇和助理研究员王桂栾参与了该项研究工作；山东农业大学张宪省教授对本课题进行了重要指导。该研究得到了泰山学者计划、山东省自然科学基金和山东省重点研发计划等项目的资助。
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