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山葡萄（V.amurensis Rupr.）是我国东北地区重要的葡萄酒酿造原料,也是重要的抗寒葡萄育种材料,但野生山葡萄多为单性花,自然条件下雄株不能产生果实。研究山葡萄性别分化机制,确立稳定可靠的山葡萄雄株性别转换技术,对于山葡萄种质资源的综合利用、抗寒葡萄新品种选育及高等植物性别分化机理的丰富等具有重要意义。本文以雄株和两性花株山葡萄为试材,从形态学、生理学以及分子生物学三个方面开展了山葡萄性别分化及性别转换研究,主要研究结果如下:1.从形态学、细胞学角度对山葡萄性别分化开展了研究。CPPU处理显著促进了雄株花蕾、子房的膨大并且使雄株雌蕊育性得到恢复。雌蕊发育过程中,处理与对照胚珠的珠被形态、珠心细胞发育呈现差异化,呈现差异时期早于败育核的异常分裂时期,我们认为雄株珠被及珠心细胞的异常发育可能是雌蕊败育的重要原因。通过雌蕊的组织化学染色观察,结果表明CPPU处理促进了胚珠内淀粉、多糖和蛋白质的合成,淀粉、多糖和蛋白质含量与山葡萄性别分化关系密切,是山葡萄雌蕊正常发育的重要营养物质。2.从激素含量变化及不同激素间比值角度对山葡萄性别分化开展了研究。在性别分化关键期,花蕾中高IAA含量、低ZT含量、GA3/IAA小比值、IAA/ZT大比值均有利于两性花表达;叶片激素含量及不同激素比值与植株性别没有表现出相关性;根系高IAA含量有利于雄性表达;茎尖高ABA含量有利于雌性表达;卷须高IAA含量或者GA3/IAA大比值有利于雄性表达。CPPU处理雄株结果表明,在早期性别决定中低ZT含量和高IAA含量有利于两性花表达,中期低GA3含量、高IAA含量以及高ABA有利于两核胚囊的有丝分裂,有利于两性花表达。3.从多胺含量变化及不同多胺比值角度对山葡萄性别分化开展了研究。在性别分化关键期,花蕾高Put含量有利于雄性表达,Spd/Put以及（Spd+Spm）/Put大比值有利于两性花表达;叶片高Spd和高Put含量有利于雄性表达,Spd/Put、Spm/Put、（Spd+Spm）/Put大比值有利于两性花表达;根系三种多胺含量及比值均与花型没有表现出相关性;茎尖高Put含量有利于雄性表达,Spm/Put、（Spd+Spm）/Put大比值有利于两性花表达。CPPU处理雄株结果表明,高Spd、Spm含量与性别早期决定有关,后期低Spd、Spm含量与雌蕊的进一步发育有关;早期Put含量的变化与性别早期决定有关,后期Put含量升高和雌蕊的进一步发育有关。4.利用高通量测序技术开展了山葡萄性别转换的转录组学分析。共获取19.32Gb Clean Data,组装得到90,028个Unigene,N50为1204,组装完整性高。通过COG等数据库注释,获得38,935个有注释信息的Unigene,有注释差异表达基因501个。其中,GO数据库注释到335个差异表达基因,涉及生物进程、细胞组分和分子功能三个层面。COG数据库注释到168个差异表达基因,仅有功能预测的Unigene最多,占55%,这可能与山葡萄为独特种群,花型与生产上常见的欧亚、欧美两性花葡萄种群不同以及山葡萄研究相对较少、数据库中山葡萄基因少见报道有关;涉及信号转导的差异表达基因列第二位,占38%。KEGG分类结果表明,共161个差异表达基因在代谢图中得到注释,涉及新陈代谢、有机系统、遗传信息处理、细胞进程和环境信息处理五个层面、50个代谢通路;其中参与植物激素信号转导的差异表达基因最多,为14个;其次为戊糖-葡萄糖醛酸转换途径和淀粉-蔗糖代谢途径,各13个。整体上,山葡萄性别分化与植物信号转导、糖代谢途径关系密切。5.依据转录组学分析结果,采用半定量及实时荧光定量法开展了山葡萄性别分化关键基因的筛选与表达分析。首先对初选出的24个候选基因开展了半定量表达分析,再对筛选出的11个差异基因开展8个不同时期的荧光定量表达分析。根据荧光定量表达结果,结合序列功能分析,我们认为山葡萄性别分化过程受众多基因表达调控,尤其是受细胞分裂素和生长素相关基因的表达调控。c16214（生长素应答蛋白）是性别早期决定的关键基因,也是影响性别分化后期花器官发育的重要因子,贯穿于山葡萄性别分化的整个过程;c25650（吲哚-3-丙酮酸-单氧酶）直接或间接受c16214的调控,参与性别分化;c47987（细胞分裂素脱氢酶3）的表达变化也是影响性别分化过程的一个重要因素。