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葡萄(Vitis vinifera L.)是我国重要的果树作物之一,北方产区冬季低温干旱,而栽培的主要品种抗寒性较差,冬季需埋土防寒,大幅增加了生产成本和种植风险。研究表明,气体激素乙烯在植物生物及非生物胁迫应答反应中发挥重要作用,乙烯信号通路下游的ERF (ETHYLENE RESPONSE FACTOR)转录因子可以调控胁迫相关基因的表达,从而提高植物的抗逆性。本研究以山葡萄(V.amurensis)和‘玫瑰香’(V. vinifera cv. Muscat Hamburg)组培苗为材料,研究了低温胁迫与乙烯生物合成的关系,及外源乙烯前体1-氨基环丙烷羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylicacid, ACC)和乙烯合成抑制剂氨基乙基乙烯基甘氨酸(aminoethoxyvinylglycine, AVG)对葡萄抗寒性的影响；同时分别在两种葡萄中克隆了ERF转录因子ERF057和ERF080,对其在不同胁迫条件下的表达模式进行分析,通过异位表达研究了VaERF057的功能并利用RNA-seq分析其可能调控的下游基因。取得的主要研究结果如下：1、低温胁迫下,对山葡萄和‘玫瑰香’的乙烯释放量、ACC含量和ACO活性进行测定,结果表明低温胁迫可以促进ACC的合成并激活ACO的活性,从而导致葡萄中内源乙烯的合成速率增加。通过测定相对电导率计算半致死温度来评价山葡萄和‘玫瑰香’经ACC和AVG处理后抗寒性的变化,结果表明外源添加ACC可以显著提高山葡萄和‘玫瑰香’的抗寒性,而添加AVG却增加了山葡萄和‘玫瑰香’对低温的敏感性,以上结果表明乙烯正调控葡萄对低温胁迫的耐受性。2、根据参考基因组序列,分别在山葡萄和‘玫瑰香’中克隆了两个ERF转录因子ERF057和ERF080。经过分析发现,ERF057和ERF080均含有1个高度保守的由59个氨基酸组成的AP2/ERF结构域。ERF057和ERF080分别属于第Ⅶ亚类和第Ⅸ亚类ERF转录因子,它们可能具有与各自同源蛋白相似的生物学功能,参与葡萄中生物与非生物胁迫应答。3、利用荧光定量RT-PCR对ERF057和ERF080在不同胁迫处理下的表达模式进行分析,结果表明,低温和外源添加ACC均能诱导山葡萄和‘玫瑰香’中ERF057和ERF080的上调表达,而添加AVG则完全抑制低温对ERF057和ERF080表达的诱导作用。由于低温可以诱导葡萄内源乙烯的加速合成,因此推论ERF057和ERF080在低温条件下的上调表达可能依赖于内源乙烯的生物合成。4、利用农杆菌介导法将VaERF057和VaERF080转入拟南芥,结果表明过表达VaERF057和VaERF080显著提高了拟南芥的抗冻性。转基因拟南芥植株中的MDA含量显著低于野生型和空载,而SOD.POD和CAT的活性显著高于野生型和空载,表明VaERF057和VaERF080可能通过降低植株膜脂过氧化的程度和提高其去除ROS的能力来提高转基因拟南芥的抗寒性。5、利用酵母单杂交技术证明了VaERF057具有与GCC-box和DRE元件结合的能力。转录组分析表明过表达VaERF057导致拟南芥89个基因表达显著上调,51个基因表达显著下调,这些基因包括低温信号通路关键基因以及乙烯信号途径下游基因。启动子分析表明有24个基因含有GCC-box,有54个基因至少含有1个DRE核心序列。由此表明VaERF057可能通过结合GCC-box或DRE元件,调控其下游基因的表达,来参与转基因植株对低温胁迫的应答。