酚类物质是葡萄果实中重要的次生代谢产物之一,不仅在果实发育过程中具有着色与辅色、自由基清除、紫外线辐射保护以及抵御病原菌侵染等多种生理功能,而且决定葡萄酒的颜色、苦味、收敛性、抗氧化性及其对人体的潜在保健功能。近年来,关于葡萄果实酚类物质生物合成的研究不断深入,但环境条件对葡萄果实酚类物质代谢调控的分子机理尚未完全明确。本研究利用高通量测序技术构建了包含52,359个非冗余转录本的‘赤霞珠’（Cabernet Sauvignon）葡萄果实参考转录组,并对我国东西部两产区不同发育期‘赤霞珠’葡萄果实的转录组差异进行了分析。受两地区不同光照条件、温度和水分状态等气候因素影响,各个发育期的产区间葡萄果实差异表达基因在酚类物质代谢途径中均显著性富集。随后,选取影响葡萄果实酚类物质代谢的重要环境因素光照作为研究重点,分别从代谢组学和转录组学水平分析了果穗曝光和遮光处理的葡萄果实中的羟基肉桂酸（HCAs）类酚酸和类黄酮等代谢产物的积累与酚类物质生物合成途径结构基因及其上游调控因子的表达。果穗曝光处理显著提高转色期和成熟期葡萄果实中HCAs合成途径关键酶肉桂酸4-羟化酶（C4H）、4-香豆酰CoA连接酶（4CL）和肉桂酰CoA还原酶（CCR）家族成员的转录表达以及HCAs的积累,而果穗曝光和遮光处理对黄酮醇合酶（FLS）家族成员的转录表达以及果皮中黄酮醇的合成分别具有促进和抑制作用。共表达分析结果表明,不同光照条件下葡萄果实中HCAs和黄酮醇的合成均可能受MYB、bHLH、NAC、ERF以及C2H2转录因子家族成员的正调控或负调控。利用已有的葡萄参考基因组数据和果实转录组数据,对‘赤霞珠’葡萄苯丙氨酸解氨酶（PAL）家族成员的系统进化和基因结构进行了详细的生物信息学分析。基因表达和产物检测结果显示,VviPAL2和VviPAL15在葡萄各组织中表达水平相对较高且在果实发育过程中的表达与酚类物质的积累具有相关性,而VviPAL2在光照处理以及VviPAL15在温度胁迫处理后葡萄果实中的表达变化与酚类物质合成变化趋势一致。此外,对‘赤霞珠’葡萄FLS家族中表达量相对较高的成员VviFLS4和VviFLS5的基因结构、表达特性及其编码蛋白的酶学活性等方面进行了系统分析,并通过酵母单杂交筛选和体内外实验证明,VviFLS4基因的表达受VviERF5、VviHAT5、VviMYCA1以及VviMYBF1等转录因子的调控。本研究全面分析了不同生态条件和光照处理下葡萄果实酚类物质代谢及其转录组变化,并对酚类物质合成途径关键酶PAL和FLS家族成员的生物学功能和转录调控进行了系统的鉴定,为进一步研究葡萄果实酚类物质代谢的调控机理提供参考。