辣椒（Capsicum annuum L.）是重要的蔬菜和调料作物，也是提炼天然色素的重要工业原料。其果实在成熟过程中会积累大量红色类胡萝卜素（辣椒红素、辣椒玉红素），这一过程不仅决定了果实的外观品质和营养价值，也直接影响品种的商品化利用。与番茄等呼吸跃变型果实不同，辣椒属于非呼吸跃变型作物，其果实成熟主要依赖脱落酸（ABA）信号调控，但其分子机制尚不清晰。近日，太阳成集团tyc33455沈火林教授、孙亮副教授团队在国际知名植物学期刊《Plant Physiology》发表题为“CaNAC2 Orchestrates Capsicum annuum Fruit Ripening by Coordinated Carotenoid and ABA Metabolism under Epigenetic Control”的研究论文。该研究系统解析了转录因子CaNAC2通过整合ABA信号与DNA甲基化调控网络，协同控制辣椒果实着色和成熟的分子机制。

研究团队利用转录组、加权共表达网络（WGCNA）及多组学关联分析发现，NAC家族转录因子CaNAC2在果实破色期后显著上调，并与类胡萝卜素合成及ABA代谢途径密切相关。功能验证表明，沉默CaNAC2会导致果实着色延迟、辣椒红素含量下降，而在辣椒和番茄中过表达CaNAC2均可显著促进果实着色与ABA积累，表明CaNAC2是调控果实成熟的关键转录因子。

进一步的DAP-seq、RNA-seq、酵母单杂和荧光素酶试验证实，CaNAC2可直接激活类胡萝卜素合成关键基因CaCCS的转录，并抑制ABA降解基因CaCYP707A2的表达。与此同时，ABA信号通路转录因子CaABF3能够结合并激活CaNAC2启动子，两者形成“CaNAC2–CaCYP707A2–ABA–CaABF3”正反馈通路，维持果实成熟后期ABA的持续积累，实现非呼吸跃变型果实成熟信号的自激式增强。

值得注意的是，研究发现CaNAC2及其上下游关键基因启动子区域的DNA甲基化水平在果实成熟初期显著下降。甲基化抑制剂5-azacytidine处理可促进果实着色并诱导CaNAC2表达；同时，ABA积累可抑制DNA甲基转移酶CaCMT2的表达并诱导去甲基化酶CaDML2的表达，进一步强化低甲基化状态，从而形成ABA与表观遗传修饰互作的双重调控机制。

该研究提出了“CaNAC2为核心的ABA–DNA甲基化协同调控模型”，揭示了非呼吸跃变型果实成熟信号的转录与表观遗传协调机制，为改良辣椒果实品质和成熟性状提供了重要理论基础，也为通过表观调控提升果实着色与风味品质提供了新思路。

太阳成集团tyc33455孙亮副教授为通讯作者，已毕业博士研究生宋莹莹（现就职于河南省农业科学院经济作物研究所）为第一作者。太阳成集团tyc33455李冰冰教授在试验设计与论文撰写方面给予了重要指导，西北农林科技大学林学院王婷副教授和江西农业大学农学院宋杰讲师在试验技术方面提供了支持。研究工作得到国家重点研发计划（2023YFD2300702）、北京市自然科学基金（6232014）和太阳成集团tyc33455cc三亚研究院引导基金（SYND-2022-25）等项目资助。