在自然界中，辣椒素(Capsaicinoids)只在辣椒果实中合成，是辣椒辛辣味的主要来源。目前，辣椒素已经广泛应用于食品、化工和医药保健，具有很高的营养价值。虽然人们对辣椒素分子机理已经有数年的研究，但由于辣椒素的生物合成路径极其复杂，在其合成过程中有数以百计的蛋白酶起作用，更有不计其数的调控基因影响辣椒素的合成。所以至今为止，辣椒素合成的分子机理并没有完全弄清楚。由于辣椒素合成相关基因只在胎座中转录，并且大部分的辣椒素合成相关基因是在胎座中优势表达的，所以对辣椒果实转录组的研究和胎座表达谱的分析有利于发现大量辣椒素合成相关基因。本研究拟在分析小米辣辣椒素合成规律的基础上，用RNA-Seq技术分析小米辣的转录组，并以转录组序列为参考基因，分析辣椒胎座的表达谱，以期获得大量辣椒素合成相关基因，为进一步揭示辣椒素合成分子机理奠定基础。主要取得如下研究结果：　　(1)通过HPLC方法测定了小米辣不同时期胎座、果肉的辣椒素含量变化情况。辣椒素类物质总量在花后21天的胎座中最高，达到11.418mg/g，而果肉辣椒素物质总量出现最高的时间是花后30天，为0.780mg/g，出现最高峰的时间落后于胎座，并且辣椒素含量远少于胎座。此研究为后面对辣椒果实转录组及胎座表达谱分析时采集样品的时间确定提供了参考。　　(2)通过对辣椒花蕾和果实混合RNA样品进行测序后，共得到122，579，836条reads，长度为44 nt。通过短reads组装软件SOAPdenovo做转录组从头组装得到619，640条Contig，平均长度138nt，N50为107nt。在得到大量Contig之后，将reads比对回Contig，最后得到13，7563条Scaffold，N50为434nt，平均长度327nt。进一步利用双末端补齐对Scaffold做补洞处理，最后得到Unigene95，319条，N50为512nt，平均长度418nt。　　(3)我们对这些Unigene进行了初步的生物信息学分析，以便更好的从宏观上认识该物种的基因功能分布特征，这些分析包括COG分析，GO功能注释和代谢通路分析(KEGG)。除此之外，还进行了Unigene的编码蛋白框预测。通过blast比对，得到编码序列数为47844条，其中长度大于2000bp的为571条，长度在1000～2000bp的为4214条。比对上辣椒已知序列的unigene为1001个，占总数的2.1％，比对上番茄的为2385个，占总数的4.9％，比对上拟南芥已知序列的最多，为17865条，占总数的36.4％。从这些Unigene中随机挑选的50条序列进行RT-PCR的验证，结果有45条能一次性扩增出目的条带，阳性率达到了90％，说明RNA-Seq数据可靠性较高。　　(4)对小米辣辣胎座和果肉进行了表达谱分析。在胎座和果肉文库中分别得到总clean reads数为5937991条和6128718条，平均长度为49bp。与参考基因比对上的总reads数分别为2989599(50.35％)和3146432(51.34％)。通过比较分析，筛选出大量在胎座和果肉中差异表达的基因，其中2049个相对于果肉在胎座中表达上调的基因，2043个基因在胎座中下调表达。在胎座中上调表达的基因中有60个基因只在胎座中检测到，这些基因可能是胎座特异表达基因，可能与辣椒素的合成相关。　　(5)对差异基因进行了GO注释和Pathway显著性富集分析分析，结果表明，被微体(microbody)、过氧化物酶体(peroxisome)、线粒体的组分(mitochondrialcomponents)、连接酶活性(ligase activity)，脂肪酸合成酶活性(fatty-acid synthaseactivity)，辅酶A连接酶活性(CoA-ligase activity)，脂肪酸代谢过程(fatty-acid metabolicprocess)，碳水化合物代谢过程(carbohydrate metabolic process)和葡萄糖分解过程(Glucose catabolic process)等类别注释的基因数目在上调基因中明显比以在胎座下调的基因更多。因此我们推测在辣椒素合成的过程中可能有更多的基因是参与了这些分子过程的。　　(6)通过比对分析发现一系列在胎座中上调表达的基因可能与辣椒素合成相关。如苯基丙氨酸氨裂解酶基因，4-香豆酸辅酶A连接酶基因，酪氨-N-肉桂酰基转移酶基因，咖啡酸辅酶A-3-O-甲基转移酶基因和咖啡酸辅酶A-O-甲基转移酶3基因等可能参与了辣椒素合成中的苯基丙酸类合成途径。还有一些基因，如Unigene81383，Unigene15555，Unigene14171，Unigene75273，Unigene30665，Unigene4156，Unigene21655，和Unigene88903可能与产生侧链脂肪酸的缬氨酸途径有关，并且还发现数个可能是编码辣椒素合酶的酰基转移酶基因。　　(7)利用RT-PCR方法验证了RNA-Seq所产生的差异片断。结果表明，在被验证的25个差异片断中，有20个再次被证明为在胎座中表达，而在果肉中没有或仅有微弱表达，与RNA-Seq结果相似。从在胎座中上调并被注释为辣椒素相关基因的Unigene中随机挑选了13基因，并挑选了两个在胎座中下调的基因作qRT-PCR分析。结果表明，这15个基因的qRT-PCR分析结果与RNA-Seq结果一致，验证了RNA-Seq结果的准确性。　　(8)采用RACE技术从小米辣胎座中克隆到一个辣椒素合成相关候选基因T6。该基因cDNA序列全长为846bp，最大开放阅读框为471bp，编码156个氨基酸。其编码蛋白分子量为18.13kDa，理论等电点6.71。将T6基因的cDNA全长序列经同源性比对，发现T6氨基酸序列与葡萄的一个假想蛋白(XP_002277558)仅有37％的一致性，与其它蛋白的同源性更低，说明T6很可能是一个新的基因。保守域分析表明，T6包含一个从第77位氨基酸到第118位氨基酸的保守域Ring超基家族(c109104)。RT-PCR和qRT-PCR对其时空表达模式进行分析发现该基因在辣椒胎座中强烈表达，而在其它部位如根、叶、花、果肉和种子中表达十分微弱，说明该基因可能在胎座中起作用，可能与辣椒素的合成有关。