中国农业科学｜西北农林科技大学逯明辉课题组探析辣椒MADS-box转录因子基因CaAGL61的耐热功能

辣椒（Capsicum annuum L.）生长的最佳温度为20—30 ℃，当环境温度高于32 ℃时，会发生热胁迫。热胁迫会引起辣椒的形态、生理和生化状态发生异常变化，进而影响生长和发育，并导致经济产量和果实品质下降。深入理解辣椒对热胁迫的分子适应机制，对培育辣椒耐热品种、改善热胁迫条件下辣椒的生长状况具有重要指导意义。

近期，西北农林科技大学园艺学院逯明辉课题组完成的题为“辣椒MADS-box转录因子基因CaAGL61的耐热功能分析”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷8期正式发表。

通过SMART在线工具预测CaAGL61保守结构域，使用MEGA7构建辣椒和其他植物物种AGL61蛋白的系统发育树，利用实时荧光定量PCR技术探究CaAGL61在辣椒中的表达模式，运用烟草亚细胞定位技术和酵母双杂交自激活系统检测CaAGL61的转录因子特性，利用病毒诱导的基因沉默技术和基因瞬时过表达技术探究CaAGL61表达对辣椒耐热性的影响。

CaAGL61编码179个氨基酸，包含一个MADS结构域，在系统进化方面高度保守。

辣椒CaAGL61的序列特征分析

CaAGL61在辣椒花器官中的表达量最高、其次是茎和果实，根中的表达量最低；进一步分析发现CaAGL61的表达量随着花器官的成熟而增加，尤其在授粉坐果期的花药中表达量最高；45 ℃高温处理显著上调了CaAGL61的表达水平。

CaAGL61的表达模式分析

亚细胞定位显示，CaAGL61定位于细胞核中；酵母转录激活分析表明，CaAGL61具有转录激活活性。

CaAGL61的亚细胞定位

CaAGL61的转录活性分析

CaAGL61沉默植株的耐热性显著增强，热胁迫处理后，与对照相比，CaAGL61沉默植株生长点萎蔫程度减轻，叶片相对电导率降低，丙二醛含量、死细胞和活性氧积累减少，而叶绿素含量升高。相反，CaAGL61瞬时过表达降低了辣椒的耐热性，与对照相比，表现为植株受热胁迫损伤程度更严重，叶片相对电导率升高，丙二醛含量、死细胞和活性氧积累增多，叶绿素含量下降。

辣椒CaAGL61沉默植株的表型和沉默效率测定

CaAGL61沉默对辣椒耐热性的影响

CaAGL61瞬时过表达对辣椒耐热性的影响

该研究鉴定了一个辣椒热响应MADS-box转录因子基因CaAGL61，该基因通过加剧氧化胁迫而负调控辣椒耐热性。

西北农林科技大学园艺学院王梦园为该文的第一作者，逯明辉教授和黄炜副研究员为该文的通信作者。

该研究获得国家自然科学基金（32172552）、国家大宗蔬菜产业技术体系专项（CARS-23-G22）、陕西省农业核心技术攻关项目（2024NYGG008-2）、西安市科技计划（22NYYF007）的资助。

全文链接：

《辣椒MADS-box转录因子基因CaAGL61的耐热功能分析》

引用文献：

王梦园, 魏倩睿, 李海艳, 杨巧敏, 宇军, 黄炜, 逯明辉. 辣椒MADS-box转录因子基因CaAGL61的耐热功能分析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(8): 1604-1616.

WANG MengYuan, WEI QianRui, LI HaiYan, YANG QiaoMin, YU Jun, HUANG Wei, LU MingHui. Functional Analysis of MADS-box Transcription Factor Gene CaAGL61 in Heat Tolerance of Pepper[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(8): 1604-1616.