葡萄(Vitis vinifera L.)种子发育与败育过程中涉及细胞程序性死亡,种子蛋白降解,推测氨基酸水平改变,氮素再利用。为探究葡萄种子发育与败育中蛋白降解相关蛋白酶基因PLCP和参与高氮碳比的Asn和Gln代谢相关基因的功能,本试验测定不同败育程度葡萄种子中主要氨基酸含量,鉴定葡萄木瓜蛋白酶Vvi PLCP、半胱氨酸蛋白酶抑制剂Vvi Cystatin、天冬酰胺合成酶Vvi ASN和谷氨酰胺合成酶Vvi GS家族基因成员并对家族进行进化和表达模式分析,初步分析Vvi ALP和Vvi CYS6的功能。主要获得以下研究结果:1、使用高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)测定葡萄种子发育过程中16种主要氨基酸含量,结果表明各个氨基酸含量在有核和无核葡萄中有明显差异,其中Asn含量从无核葡萄种子发育早期开始明显高于有核葡萄,中后期急剧减少。说明可能无核葡萄种子发育早期败育开始,种子蛋白质降解,氨基酸代谢水平发生变化,氮主要以Asn的形式储存并合成。2、鉴定到8个Vvi Cystatin家族基因和22个葡萄Vvi PLCP家族基因,通过生物信息学和q RT-PCR分析家族进化和基因表达。结果显示Vvi Cystatin家族和Vvi PLCP家族基因进化保守,分别被分为3类和9类,各类有独特的序列特征。家族基因有组织表达特异性;在有核葡萄和无核葡萄种子中差异表达,并且大多数基因从‘火焰无核’10或15 DAF表达量升高并高于‘黑比诺’;有不同的激素响应模式。再次说明可能在种子发育早期败育已经开始,Vvi PLCPs和Vvi Cystatins通过不同的激素信号通路协调作用参与种子蛋白降解,氨基酸代谢水平改变,调控种子发育和败育。3、克隆了Vvi ALP和Vvi CYS6,经酵母双杂交和双分子荧光互补验证了二者编码的蛋白互相作用。进一步构建过表达载体,在烟草中瞬时表达,发现Vvi CYS6参与抗辣椒疫霉菌,并且可能抑制Vvi ALP导致抗病效果减弱。4、鉴定并克隆到2个葡萄Vvi ASN家族基因和5个Vvi GS家族基因,通过生物信息学和q RT-PCR分析家族进化和基因表达。结果显示Vvi ASN家族和Vvi GS家族基因进化高度保守,都被分为2类。家族基因组织特异性表达;在‘黑比诺’和‘火焰无核’种子中差异表达,并且大多数基因在无核葡萄中的表达从高于有核葡萄,其中Vvi ASN1的表达与Asn含量呈正相关;有不同的激素响应模式。可以推测Vvi ASNs和Vvi GSs可能通过不同的激素信号通路参与无核葡萄种子中氨基酸的代谢,氮素主要以Asn的形式储存。