Variações naturais no fator de transcrição MYB MYB31 determinam a evolução de pimentas extremamente picantes

As plantas produzem incontáveis metabólitos especializados cruciais para seu desenvolvimento e aptidão, e muitos são compostos bioativos úteis. Os capsaicinoides são metabólitos intrigantes especializados por gênero que conferem um sabor picante a frutos de Capsicum, e são amplamente aplicados em diferentes áreas. Entre as cinco espécies de Capsicum domesticadas, Capsicum chinense possui um alto teor de capsaicinoides, resultando em um sabor extremamente picante. No entanto, a regulação positiva específica da espécie dos genes biossintéticos de capsaicinoides (CBGs) e a evolução de pimentas extremamente picantes não são bem compreendidas. Realizamos análises genéticas e funcionais demonstrando que o locus de traço quantitativo Capsaicinoid1 (Cap1), que é idêntico ao Pun3, contribui para o nível de picância. O locus Cap1/Pun3 codifica o fator de transcrição MYB31 específico da família Solanaceae. As espécies de Capsicum evoluíram a expressão específica da placenta do MYB31, que ativa diretamente a expressão dos CBGs e resulta na produção de metabólitos especializados por gênero. O teor de capsaicinoides depende da expressão do MYB31. Variações naturais no promotor do MYB31 aumentam a expressão do MYB31 em C. chinense por meio da ligação da expressão específica da placenta do ativador transcricional WRKY9 e da amplificação da expressão dos CBGs, o que promove a biossíntese de capsaicinoides. Nossos achados fornecem insights sobre a evolução de C. chinense extremamente picante, que é devido a variações naturais no regulador mestre, e oferece alvos para engenharia ou seleção de sabor em Capsicum.