辣椒CAMTA 基因家族生物信息學(xué)分析

蔣宏華 李 麗 李雪峰*

（1 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，湖南長(zhǎng)沙 410125；2 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研基地管理中心，湖南長(zhǎng)沙 410125）

植物主要是通過(guò)分子機(jī)制來(lái)優(yōu)化生長(zhǎng)和改善對(duì)環(huán)境約束的耐受性（Iqbal et al.，2020）。在生物和非生物脅迫下的植物生長(zhǎng)發(fā)育中，鈣離子（Ca）作為第二信使在真核生物中普遍存在（Galon et al.，2010），且發(fā)揮重要作用（Kudla et al.，2010；Reddy et al.，2011）。鈣信號(hào)被認(rèn)為是許多適應(yīng)性過(guò)程和發(fā)育過(guò)程的核心調(diào)節(jié)信號(hào)，由鈣調(diào)素（CaM）等一系列鈣結(jié)合蛋白進(jìn)行傳輸和解析。這些蛋白質(zhì)通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子（TFs）進(jìn)一步傳播信號(hào)以產(chǎn)生特定的下游反應(yīng)（Xiao et al.，2021）。目前，至少有90 種轉(zhuǎn)錄因子被鑒定為CaM結(jié)合蛋白，如CAMTA、MYB、WRKY、NAC、bZIP 和MADS-box 蛋 白（Reddy et al.，2002；Popescu et al.，2007；Kim et al.，2009；Galon et al.，2010）。在這些轉(zhuǎn)錄因子中，鈣調(diào)素結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活因子（CAMTA）是1 個(gè)保守家族，也是與鈣調(diào)素相關(guān)的最具特征的轉(zhuǎn)錄因子（Bouché et al.，2005；Finkler et al.，2007；Xiao et al.，2021），在Ca/CaM 驅(qū)動(dòng)的模式中通過(guò)調(diào)節(jié)植物應(yīng)激反應(yīng)和整體發(fā)育發(fā)揮了重要作用（Bouché et al.，2002；Galon et al.，2010；Liu et al.，2015；Shkolnik et al.，2019）。

CAMTA 轉(zhuǎn)錄因子家族具有相同的功能結(jié)構(gòu)域CG-1，這是1 個(gè)與DNA 結(jié)合有關(guān)的特異性結(jié)構(gòu)域，可以激活下游基因的轉(zhuǎn)錄。Tig（transcription factor immunoglobulin）參與TFs 中的非特異性DNA 相互作用（Aravind &Koonin，1999），也參與蛋白質(zhì)二聚化（Müller et al.，1995）。ANK 重復(fù)序列（ankyrin repeat）是多種真核生物蛋白質(zhì)中約33 個(gè)氨基酸的串聯(lián)重復(fù)模塊，與蛋白質(zhì)間的相互作用有關(guān)（Sedgwick &Smerdon，1999；Rubtsov &Lopina，2000）。串聯(lián)重復(fù)的IQ 基序（IQ motif）以不依賴于Ca的方式與CaM 相互作用。在擬南芥（）受到低溫脅迫時(shí)，基因可誘導(dǎo)100 多個(gè)基因的表達(dá)（Vogel et al.，2005；Maruyama et al.，2010），其 中CAMTA 的CG-1 結(jié)構(gòu)域可以與基因啟動(dòng)子中的CM2 順式作用元件特異性結(jié)合，調(diào)控的表達(dá)，當(dāng)和發(fā)生功能突變時(shí)，會(huì)抑制的表達(dá)；此 外，、和均可以誘導(dǎo)、和表達(dá)，并增強(qiáng)植物的抗凍性（Doherty et al.，2009）。擬南芥中的已被證實(shí)與種子萌發(fā)早期的鈉（Na）穩(wěn)態(tài)有關(guān)，突變體積累較少的NaCl，并表現(xiàn)出對(duì)鹽分和ABA 的耐受性（Shkolnik et al.，2019）。突變體損害了光合作用效率和水分利用效率，植物含水量相對(duì)較低，生長(zhǎng)遲緩，易受干旱脅迫影響（Pandey et al.，2013）。在其他物種中，也廣泛參與了非生物脅迫的反應(yīng)，在玉米（）中，響應(yīng)低溫脅迫、鹽脅迫、干旱脅迫（Yue et al.，2015）；在小麥（）中，響應(yīng)低溫脅迫、高溫脅迫、鹽脅迫、干旱脅迫（Yang et al.，2020）；草莓（）在高溫、低溫、鹽脅迫下的表現(xiàn)也受到的調(diào)控（Leng et al.，2015）。

在擬南芥、水稻（）等模式植物中均有報(bào)道，但在辣椒（L.）中還沒(méi)有進(jìn)行全面的研究。本試驗(yàn)通過(guò)PlantTFDB 數(shù)據(jù)庫(kù)的信息獲得5 個(gè)辣椒CAMTA 家族基因成員，通過(guò)分析這5 個(gè)CAMTA 家族成員的蛋白理化性質(zhì)、蛋白保守結(jié)構(gòu)域、基因結(jié)構(gòu)及構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，同時(shí)分析其在幾種非生物脅迫與組織發(fā)育過(guò)程中表達(dá)量的變化等信息，為辣椒CAMTA家族基因在非生物脅迫與組織發(fā)育過(guò)程中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與調(diào)控表達(dá)的功能研究提供理論基礎(chǔ)，為辣椒抗逆研究提供新思路。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與基因表達(dá)量數(shù)據(jù)來(lái)源

試驗(yàn)材料為辣椒高代自交系6421，由湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供，對(duì)炭疽病、菌斑病和青枯病具有抗性。基因在非生物脅迫與不同組織發(fā)育階段的表達(dá)量數(shù)據(jù)下載于PepperHub（http：//pepperhub.hzau.edu.cn/；Liu et al.，2017）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 基因表達(dá)量分析 ①激素和非生物脅迫處理。6421 種子用5%次氯酸鈉溶液表面消毒15 min，清水洗滌，然后播于裝滿蛭石的200 孔育苗盤中。將育苗盤放置在30 L 的避光塑料箱上，箱內(nèi)裝滿日本花園試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)液，pH 值6.0。幼苗生長(zhǎng)溫度為25 ℃/18 ℃（晝/夜），光照/暗周期為16 h/8 h，相對(duì)濕度為60%～70%，光照強(qiáng)度為6 000 lx。

對(duì)播種40 d 后的幼苗進(jìn)行激素和脅迫處理，在營(yíng)養(yǎng)液中添加最終濃度為10 μmol · L茉莉酸甲酯（MeJA）作為激素處理，在營(yíng)養(yǎng)液中添加最終濃度為200 mmol · L的NaCl 作為鹽脅迫，在營(yíng)養(yǎng)液中添加最終濃度為30 mmol · L的HO作為氧化脅迫，對(duì)照植株添加相應(yīng)量的營(yíng)養(yǎng)液。低溫脅迫處理，將幼苗轉(zhuǎn)移到10 ℃恒溫的生長(zhǎng)室中，光照/暗周期、相對(duì)濕度和光照強(qiáng)度與對(duì)照植株相同。采集脅迫處理后0、0.5、1、3、6、12、24 h 和對(duì)照植株葉片和根組織?？紤]到生物鐘對(duì)植物基因表達(dá)的影響，所有處理和對(duì)照植株的樣本采集分別從脅迫處理第1 天的8：00、8：30、9：00、11：00、14：00、20：00 和第2 天的8：00 開(kāi)始。每個(gè)樣品4 次生物學(xué)重復(fù)，取樣后迅速放入液氮中冷凍，并在-80 ℃下保存，用于RNA 提取。

② 組織不同發(fā)育時(shí)期。幼苗生長(zhǎng)溫度為白天25～29 ℃，夜間16～20 ℃。采用盆栽方式，每天通過(guò)滴灌系統(tǒng)補(bǔ)充復(fù)合肥料（N、P 和K）。為了采集不同發(fā)育階段的果實(shí)樣品，在開(kāi)花當(dāng)天對(duì)第4 分杈處的花進(jìn)行標(biāo)記。開(kāi)花后3、7、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60 d 采集標(biāo)記花生長(zhǎng)的果實(shí)。對(duì)于在開(kāi)花后3、7 d 采集的果實(shí)，將整個(gè)果實(shí)研磨以提取RNA；而對(duì)于在開(kāi)花后10 d 及其后采集的果實(shí)，將其切割并分為果肉、胎座和種子進(jìn)行研磨提取RNA。每個(gè)樣品由10個(gè)果實(shí)組成。根據(jù)花蕾的大小，在花蕾出現(xiàn)后2、5、10、15、20、25、30、40、50 d 收集花蕾，并將花蕾出現(xiàn)后60 d 時(shí)完全開(kāi)放的花分為花瓣、帶柱頭的子房和雄蕊。在葉片出現(xiàn)后2、5、10、15、20、25、30、40、50、60 d 采集相同葉位的葉片樣本。每個(gè)樣品4 次生物學(xué)重復(fù)，取樣后迅速放入液氮中冷凍，并在-80 ℃下保存，用于RNA 提取。

1.2.2 RNA 測(cè)序取樣本總RNA 0.5～5.0 μg，用作RNA 樣本制備的輸入材料。使用NEBNext Ultra Directional RNA Library Prep Kit（Illumina，#E7420L，NEB，USA）生成測(cè)序庫(kù)，并將索引代碼添加到每個(gè)樣本的屬性序列中。使用Qubit 3.0中的Qubit DNA 檢測(cè)試劑盒測(cè)定文庫(kù)濃度，然后將其稀釋至1 ng · μL。使用Bioanalyzer 2100 system（Agilent Technologies）評(píng)估文庫(kù)中的插入大小，并使用StepOnePlus Real-Time PCR System（Applied Biosystems，Carlsbad，CA，USA）準(zhǔn)確定量具有合格插入大小的文庫(kù)。使用HiSeq SR Cluster Kit v4 cBot HS（Illumina，San Diego，CA，USA）在cBot 群集生成系統(tǒng)上對(duì)索引庫(kù)進(jìn)行聚類。聚類生成后，使用150 bp 配對(duì)末端模型在Illumina Hiseq 4000 平臺(tái)上對(duì)文庫(kù)進(jìn)行測(cè)序。

1.2.3 mRNA 序列數(shù)據(jù)處理質(zhì)量控制 使用FastQC 軟件（Babraham Bioinformatics，http：//www.Bioinformatics.Babraham.ac.uk）評(píng)估RNA 序列數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

1.2.4 映射和表達(dá) 使用hisat2 程序（Kim et al.，2015）將所有干凈讀取的片段映射到辣椒的參考基因組（http：//peppersequence.genomics.cn；Qin et al.，2014）Zunla 和CM334（http：//peppergenome.snu.ac.kr；Kim et al.，2014）中，設(shè)置為“max intronlen 15000—dta-cuラinks—rna-strandness RF”（Kim et al.，2015）。就映射到染色體錨定基因組的讀取率而言，與基因組Zunla 的比對(duì)結(jié)果略好于CM334，因此在后續(xù)分析中選擇Zunla 基因組作為參考。提取所有與Zunla 對(duì)齊的唯一映射讀取，然后使用samtools 將其轉(zhuǎn)換為排序的bam 文件（Li et al.，2009）。通 過(guò)HTSeq（Anders et al.，2015）計(jì)算映射到每個(gè)基因外顯子的片段數(shù)量來(lái)量化基因表達(dá)。使用內(nèi)部perl 程序?qū)⒒蜷L(zhǎng)度估計(jì)為所有外顯子的長(zhǎng)度之和，使用每千個(gè)堿基每百萬(wàn)個(gè)映射片段的片段數(shù)（fragments per kilobase million，F(xiàn)PKM）對(duì)每個(gè)基因的片段計(jì)數(shù)進(jìn)行歸一化，每個(gè)基因的表達(dá)水平計(jì)算為3 次生物復(fù)制的平均值。

1.2.5 鄰近法系統(tǒng)進(jìn)化分析 在PlantTFDB 網(wǎng)站（http：//planttfdb.gao-lab.org/）得到辣椒5 個(gè)、擬南芥10 個(gè)、玉米10 個(gè)、水稻7 個(gè)、番茄（）7 個(gè)CAMTA 基因家族的成員，使用MEGA 11 對(duì)得到的CAMTA 基因家族成員的氨基酸序列構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，方法為鄰近法（neighborjoining，NJ）。進(jìn)行Clustal W 多重序列比對(duì)，并采用自展法（Bootstrap）進(jìn)行檢驗(yàn)，其中Bootstra 設(shè)置為1 000。

1.2.6 順式作用元件分析 使用Plant Care 網(wǎng)站（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）對(duì)辣椒的5 個(gè)CAMTA 家族基因的啟動(dòng)子進(jìn)行在線預(yù)測(cè)，并篩選相關(guān)的順式作用元件，使用TBtools 對(duì)順式作用元件進(jìn)行可視化。

1.2.7 蛋白理化性質(zhì)與基因結(jié)構(gòu)分析 利用ExPASy Proteomics Sever（https：//www.expasy.org/）對(duì)獲得的辣椒CAMTA 家族蛋白進(jìn)行理化性質(zhì)分析。利用GSDS（http：//gsds.gao-lab.org/）對(duì)基因結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與可視化。使用MEME 網(wǎng)站（https：//meme-suite.org/meme/tools/）對(duì)蛋白的保守序列進(jìn)行分析，并使用TBtools 進(jìn)行可視化。使用NCBI 網(wǎng)站（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）對(duì)蛋白序列進(jìn)行分析，并使用TBtools 對(duì)功能結(jié)構(gòu)域進(jìn)行可視化。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣椒CAMTA 基因家族信息及蛋白理化性質(zhì)分析

辣椒5 個(gè)基因通過(guò)Protparam 進(jìn)行定位分析表明（表1）：5 個(gè)基因分別分布在4 條染色體上，且大小差異明顯，基因全長(zhǎng)最小，為270 bp；基因全長(zhǎng)最大，為13 814 bp。CaCAMTAs 氨基酸數(shù)目在89～1 023 個(gè)之間；Capana01g002305 氨基酸數(shù)目最少，為89 個(gè)；Capana00g001755 氨基酸數(shù)目最多，為1 023 個(gè)。Capana01g002305 相對(duì)分子質(zhì)量最小，為10.686 35 kD；Capana00g001755 相對(duì)分子質(zhì)量最大，為115.200 58 kD。各基因的等電點(diǎn)分布較廣，在5.81～9.10 之間，且5 個(gè)蛋白的不穩(wěn)定系數(shù)均大于40，表明其編碼產(chǎn)物并不穩(wěn)定。

表1 辣椒CAMTA 基因家族信息及蛋白理化性質(zhì)

2.2 辣椒CAMTA 基因家族基因結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)在線軟件GSDS 對(duì)辣椒CAMTAs 基因結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化分析（圖1），辣椒CAMTAs 基因不僅在長(zhǎng)度上存在差異，而且在內(nèi)含子與外顯子數(shù)目上也存在差異。只有1 個(gè)外顯子，含有3 個(gè)外顯子，含有12 個(gè)外顯子，和均含有13 個(gè)外顯子。

圖1 辣椒CAMTA 基因家族基因結(jié)構(gòu)分析結(jié)果

2.3 辣椒CAMTA 基因家族系統(tǒng)進(jìn)化、保守基序和結(jié)構(gòu)域分析

系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析顯示（圖2-A），辣椒CAMTA基因家族可以分為3 類，、和為I 類，為Ⅱ類，為Ⅲ類。

辣椒基因的蛋白質(zhì)序列中共鑒定獲 得5 個(gè)Motif（Motif1～Motif5），蛋白質(zhì)序 列相對(duì)保守（圖2-B），其位置與圖2-C 結(jié)構(gòu)域吻合。辣椒CAMTA 蛋白結(jié)構(gòu)域分析結(jié)果如圖2-C所示，該家族所有蛋白在N 端均含有CG-1 結(jié)構(gòu)域，是與DNA 結(jié)合有關(guān)的特異性結(jié)構(gòu)域，可以激活下游基因的轉(zhuǎn)錄。還有其他不保守的結(jié)構(gòu) 域，如Capana08g002031 和Capana00g001755共有的TIG 結(jié)構(gòu)域，Capana08g002031 獨(dú)有的CBD 結(jié)構(gòu)域，Capana00g001755 獨(dú)有的IQ 結(jié)構(gòu) 域，Capana08g002031、Capana00g001755 和Capana12g000162 共有的ANK 結(jié)構(gòu)域。

圖2 辣椒CAMTA 基因家族系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)、保守基序和結(jié)構(gòu)域分析結(jié)果

通過(guò)在線軟件Swiss Model 對(duì)CaCAMTAs 家族蛋白進(jìn)行三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，結(jié)果如圖3 所示，辣椒CAMTA 家族蛋白構(gòu)象并不完全相同，這與蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)有關(guān)，其中兩條最小的蛋白Capana06g001435 和Capana01g002305 僅含有CG-1 結(jié)構(gòu)域，其三維構(gòu)象相仿。

圖3 辣椒CAMTA 基因家族蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)

2.4 辣椒CAMTA 基因家族系統(tǒng)進(jìn)化分析

通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，將辣椒與擬南芥、玉米、水稻、番茄的CAMTA 基因家族進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果如圖4 所示。辣椒的5 個(gè)CAMTA可以分為3 個(gè)亞家族，Capana08g002031、Capana06g001435 和Capana01g002305 分 為1 組，Capana00g001755與Capana12g000162各自為1組。辣椒Capana08g002031 與番茄Solyc01g105230 親緣關(guān)系最近，與擬南芥AT5G09410、AT5G64220 較近；辣椒Capana06g001435 與番茄Solyc01g057270親緣關(guān)系較近；辣椒Capana01g002305 與水稻Os07g43030、玉米GRMZM2G431243 親緣關(guān)系較近；辣椒Capana00g001755 與番茄Solyc05g015650親緣關(guān)系最近，與番茄Solyc12g035520、擬南芥AT1G67310 親緣關(guān)系較近；辣椒Capana12g000162與番茄Solyc12g099340 親緣關(guān)系最近，與擬南芥AT4G16150、AT3G16940 親緣關(guān)系較近。

圖4 辣椒、擬南芥、玉米、水稻和番茄CAMTA 基因家族系統(tǒng)進(jìn)化分析結(jié)果

2.5 辣椒CAMTA 基因啟動(dòng)子順式作用元件分析

通過(guò)辣椒CAMTA 基因啟動(dòng)子順式作用元件分析，找出常見(jiàn)的順式作用元件，包括防御應(yīng)激反應(yīng)元件和脅迫響應(yīng)元件，結(jié)果如圖5 所示。辣椒CAMTA 家族基因有9 種順式調(diào)控元件，激素類的響應(yīng)元件主要包括水楊酸響應(yīng)元件（Salicylic acid responsiveness）、赤霉素響 應(yīng)元 件（Gibberellin-responsiveness）、茉莉酸甲 酯響應(yīng)元件（MeJA-responsiveness）、脫落酸響應(yīng)元件（Abscisic acid responsiveness）、生長(zhǎng)素響應(yīng)元件（Auxin responsiveness），脅迫響應(yīng)元件主要包括厭氧誘導(dǎo)響應(yīng)元件（Anaerobic induction responsiveness）、防御和應(yīng)激響應(yīng)元件（Defense and stress responsiveness）、低溫響應(yīng)元件（Low temperature responsiveness）、干旱誘導(dǎo)的MYB 結(jié)合位點(diǎn)（MYB binding site）。表明辣椒基因與響應(yīng)辣椒的非生物脅迫關(guān)系密切。

圖5 辣椒CAMTA 基因啟動(dòng)子順式作用元件分析結(jié)果

2.6 激素和脅迫處理下辣椒CAMTA 基因表達(dá)分析

通過(guò)定量分析辣椒CAMTA 家族基因在激素和非生物脅迫處理下的表達(dá)情況，基因表達(dá)量變化如圖6 所示。在低溫脅迫下，與對(duì)照相比，表達(dá)量下調(diào)，、在葉片中表達(dá)量上調(diào)，在根中處理12 h 時(shí)下調(diào)表達(dá)。NaCl 脅迫下，在葉片中處理6 h 后就開(kāi)始上調(diào)表達(dá)，在根中處理24 h 時(shí)下調(diào)表達(dá)，在葉片中處理3 h 后開(kāi)始上調(diào)表達(dá)，在葉片中處理6 h 后上調(diào)表達(dá)，在根中處理1.5 h 后上調(diào)表達(dá)。HO脅迫下，表達(dá)量上 調(diào)，表達(dá)量在葉片中處理6 h 后上調(diào)，在根中處理3 h 時(shí)下調(diào)表達(dá)，處理12 h 后上調(diào)表達(dá)，變化不顯著。MeJA處理后，、與表達(dá)量均下調(diào)，而與表達(dá)量低且變化不明顯。辣椒在低溫、NaCl、HO與MeJA處理后，、與表達(dá)量均有不同程度的變化，表明辣椒CAMTA 基因家族參與了脅迫后的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。

圖6 CaCAMTA 基因在不同處理后的表達(dá)量變化

2.7 組織不同發(fā)育時(shí)期辣椒CAMTA 基因表達(dá)分析

為探究辣椒CAMTA 基因家族是否在組織發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮了作用，對(duì)辣椒在葉片、花、果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期的表達(dá)量進(jìn)行了分析。在整個(gè)發(fā)育階段表達(dá)量低且無(wú)明顯變化，只在花蕾發(fā)育的2～10 d（圖7-A）、胎座發(fā)育的40 d（圖7-B）上調(diào)表達(dá)，而在其他組織的發(fā)育過(guò)程中變化不明 顯。、和表達(dá)模式類似，在葉片、花蕾發(fā)育過(guò)程中有明顯的表達(dá)量變化，在子房、花瓣、雄蕊中的表達(dá)量依次降低（圖7-A）。在果肉、胎座、種子、早期的種子與胎座的發(fā)育過(guò)程中均有明顯的表達(dá)量變化，種子發(fā)育的前期表達(dá)量較高，隨后下調(diào)表達(dá)，這表明、和對(duì)種子發(fā)育的調(diào)節(jié)作用主要發(fā)揮在早期（圖7-B）。

圖7 CaCAMTA 基因在葉片、花、果實(shí)中不同時(shí)期的表達(dá)量變化

3 結(jié)論與討論

了解植物對(duì)脅迫響應(yīng)的分子機(jī)制對(duì)分析植物的生命活動(dòng)具有重要意義，并進(jìn)一步影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。CAMTA 家族作為鈣調(diào)素轉(zhuǎn)錄激活因子，在植物受到脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中必然發(fā)揮著重要的作用。5 個(gè)辣椒CAMTA 基因分布在4 條染色體上，基因大小差異極大，內(nèi)含子外顯子數(shù)目也不盡相同，表達(dá)的蛋白質(zhì)等電點(diǎn)變化范圍較大且不穩(wěn)定系數(shù)大于40，表明其表達(dá)產(chǎn)物并不穩(wěn)定，唯一共同點(diǎn)是其共有的CG-1 結(jié)構(gòu)域，可與DNA 特異性結(jié)合，并激活下游基因轉(zhuǎn)錄。對(duì)其啟動(dòng)子分析發(fā)現(xiàn)，CAMTA基因家族含有多個(gè)與脅迫相關(guān)的順式作用元件，表明其在脅迫響應(yīng)過(guò)程中的重要作用。在其他物種中的大量研究也已有證明。例如，在擬南芥中，、與協(xié)同工作，直接結(jié)合在的啟動(dòng)子上誘導(dǎo)表達(dá)，從而提高植物的抗凍性（Kim et al.，2013）；也通過(guò)調(diào)節(jié)一些應(yīng)激反應(yīng)基因來(lái)積極應(yīng)對(duì)干旱反應(yīng)，包括、（Pandey et al.，2013）。本試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定低溫、鹽、過(guò)氧化氫與茉莉酸甲酯處理后辣椒基因表達(dá)量的變化，表明在辣椒中CAMTA同樣參與了多種非生物脅迫的響應(yīng)。CAMTA 基因家族對(duì)脅迫的響應(yīng)并不局限于非生物脅迫，在非生物脅迫產(chǎn)生的調(diào)控過(guò)程中同樣發(fā)揮著重要作用，如可以作為植物免疫的負(fù)調(diào)節(jié)因子，通過(guò)激活介導(dǎo)的水楊酸（SA）信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)病原體防御反應(yīng)（Du et al.，2009）；可能是小麥條銹病防御反應(yīng)的負(fù)調(diào)節(jié)因子，病毒誘導(dǎo)基因沉默（VIGS）后小麥的抗性增強(qiáng)。

本試驗(yàn)中，對(duì)葉片、花、果實(shí)中不同發(fā)育時(shí)期的表達(dá)量變化分析表明，辣椒CAMTA 基因家族在組織的發(fā)育過(guò)程中同樣發(fā)揮了作用。在其他植物中，同樣有報(bào)道基因表達(dá)的空間差異與植物生長(zhǎng)和發(fā)育有關(guān)（劉文宇 等，2021）。在擬南芥花粉發(fā)育過(guò)程中，和可以增強(qiáng)在花粉中的特異性表達(dá)（Li et al.，2005）。在煙草中過(guò)表達(dá)基因（），葉片和花瓣出現(xiàn)早衰的表型，這意味著CAMTA 參與了發(fā)育調(diào)節(jié)（Yang &Poovaiah，2000）。本試驗(yàn)結(jié)果可以為辣椒CAMTA 基因家族成員的生物學(xué)功能研究與分子機(jī)制研究提供參考，同時(shí)為分子育種提供方向。