Contrasting modes for loss of pungency between cultivated and wild species of Capsicum

Abstract

Studies documenting the inheritance of pungency or 'heat' in pepper (Capsicum spp.) have revealed that mutations at a single locus, Pun1, are responsible for loss of pungency in cultivars of the two closely related species Capsicum annuum and Capsicum chinense. In this study, we present the identification of an unreported null allele of Pun1 from a non-pungent accession of Capsicum frutescens, the third species in the annuum-chinense-frutescens complex of domesticated Capsicums. The loss of pungency phenotype in C. frutescens maps to Pun1 and co-segregates with a molecular marker developed to detect this allele of Pun1, pun13 . Loss of transcription of pun1 3 is correlated with loss of pungency. Although this mutation is allelic to pun1 and pun1 2 , the mutation causing loss of pungency in the undomesticated Capsicum chacoense, pun2, is not allelic to the Pun1 locus as shown by mapping and complementation studies. The different origins of nonpungency in pepper are discussed in the context of the phylogenetic relationship of the known loss of pungency alleles.

Validação de marcadores moleculares associados à pungência em pimenta

“…Este resultado indica uma provável falta de sensibilidade por parte dos provadores para realizar a caracterização de pungên-cia em frutos de Capsicum ssp. Stellari et al (2010) mostraram que a pungência só é detectável por análise sensorial quando apresenta níveis superiores a 10 ppm. Assim é possível, nestes casos, que a pungência esteja presente no fruto, porém a níveis controlados que não são detectáveis pela análise sensorial.…”

“…Entretanto, todas essas técnicas necessitam do fruto para realização da análise, ficando exposto a diversos fatores que podem dificultar a avaliação, como o crescimento da planta não ocorrer conforme o previsto, haver alteração do teor de capsaicinóides em função de condições ambientas adversas (Curry et al, 1999;Kirschbaum-Titze et al, 2002) ou o número de frutos ser insuficiente para realização do teste (Stellari et al, 2010). Nestes casos uma alternativa para avaliação da pungência é o uso de marcadores moleculares, onde a análise pode ser realizada em estágios iniciais de desenvolvimento da plântula, utilizando apenas folhas jovens e, com isso, reduzindo o tempo para verificação dos genótipos (Garcés-Claver et al, 2007).…”

“…Nestes casos uma alternativa para avaliação da pungência é o uso de marcadores moleculares, onde a análise pode ser realizada em estágios iniciais de desenvolvimento da plântula, utilizando apenas folhas jovens e, com isso, reduzindo o tempo para verificação dos genótipos (Garcés-Claver et al, 2007). A determinação de pungência através de marcadores moleculares foi realizada a partir do loco Pun1 (Stellari et al, 2010;Wyatt et al, 2012), principal gene responsável pela biossíntese de capsaicinoides, sendo o único loco conhecido, até o momento, com efeito quantitativo sobre o acúmulo de pungência (Blum et al, 2003;Lang et al, 2006;Stellari et al, 2010). Neste loco foram encontradas três mutações (deleções) que apresentaram uma resposta espécie-específica para pungência em pimenta.…”

“…A terceira mutação, alelo conhecido como pun1³, específico para C. frutescens, possui uma grande deleção no final da região do gene, que resultaria numa perda de 70 aminoáci-dos da proteína de Pun1. O alelo pun1³ não é transcrito ou traduzido (Stellari et al, 2010). Também foi encontrada uma região paráloga ao loco Pun1, com 82% de identidade, sendo denominada de catf2 (Lang et al, 2006).…”

“…Dickerson (1997) demonstrou que uma maior disponibilidade de água se correlacionava negativamente com a pungência ao contrario da temperatura que tem um efeito positivo sobre a pungência. Além disso, diversos estudos mostram o efeito aditivo do gene Pun1 sobre a pungência (Stewart et al, 2005;Stellari et al, 2010).…”