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葡萄是世界重要的栽培果树之一,欧洲葡萄品种是主栽品种。葡萄白粉病是严重危害葡萄生产的主要真菌病害之一,病害的流行往往会带来巨大的经济损失。利用葡萄抗病种质资源培育抗白粉病新品种是提高欧洲葡萄品种抗病性的有效方法。项目组前期的研究表明中国野生毛葡萄‘丹凤-2’中白藜芦醇含量高,对白粉病具有较高的抗性,挖掘其抗病基因对提高欧洲葡萄抗病性与品质具有十分重要的意义。本研究从‘丹凤-2’葡萄中克隆得到VqSTS12、VqSTS24和VqSTS25基因序列,利用农杆菌介导法转入抗病性弱的欧洲葡萄无核白中,进行抗白粉病功能分析。主要得到的结果如下:1.中国野生毛葡萄‘丹凤-2’芪合成酶基因VqSTS12、VqSTS24和VqSTS25受生物与非生物胁迫诱导表达,并响应白粉菌及非生物胁迫诱导与刺激,表达上调。这3个芪合成酶基因在接种白粉菌后12 h表达量显著上升,分别达到了为对照的38.2倍、54.15倍和103.4倍,其次在96 h至120 h表达量较高。在其他生物小分子化合物MeJA、SA、ABA和非生物类因子创伤、低温、盐、干旱胁迫处理下表达上调,其中VqSTS12基因和VqSTS24基因对低温处理最敏感;VqSTS25基因对创伤处理最敏感。2.利用同源序列克隆技术获得编码区序列长度均为1179 bp的VqSTS12、VqSTS24和VqSTS25基因,编码392个氨基酸,均定位于16号染色体。序列分析发现在欧洲葡萄‘PN40024’中的同源基因分别为VvSTS31、VvSTS43和VvSTS39。亚细胞定位结果表明这3个芪合成酶定位在细胞质中。利用农杆菌介导法转入欧洲葡萄无核白愈伤组织,共得到304个转VqSTS12基因无核白抗性苗,275个转VqSTS24基因无核白抗性苗,224个转VqSTS25基因无核白抗性苗。经PCR及Western blot检测最终得到7个转VqSTS12基因无核白植株,阳性率为2.30%;5个转VqSTS25基因无核白植株,阳性率为2.23%;转VqSTS24基因无核白抗性苗在Western blot检测中未检测到明显条带。3.转基因植株实时定量PCR分析与高效液相色谱（HPLC）检测,发现与野生型植株相比转基因植株中芪合成酶（STS）基因与下游白藜芦醇糖基转移酶（RSGT）基因的表达升高,STS的底物竞争酶查尔酮合成酶（CHS）基因表达降低。STS基因的表达产物中芪类物质主要是反式云杉新苷含量显著增加,其中VqSTS12过表达的OE-L7植株糖苷含量最高(135.19μg?g-1 Dw),是野生型植株的14.84倍。表明转基因植株中过量表达的VqSTS12和VqSTS25基因参与了白藜芦醇的合成。4.接种白粉菌后比较无核白葡萄转基因植株和野生型植株对白粉菌的抗性。表型观察发现转基因植株对白粉菌的敏感性降低,菌丝发育迟缓,部分孢子萌发受抑制。转基因植株中VqSTS12和VqSTS25基因受白粉菌诱导表达显著增加,接菌后13 d表达量上升,是野生型植株的83112倍,接种第67 d表达量再次上升。同时检测到其表达产物白藜芦醇、云杉新苷、葡萄素与紫檀芪含量显著增加。较野生型植株发病较晚,病情较轻。表明转基因植株较野生型植株抗白粉病。5.干旱胁迫处理下转基因无核白植株中芪合成酶基因VqSTS12和VqSTS25受干旱胁迫诱导表达增加,丙二醛含量、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性等生理指标均优于野生型无核白植株,表现出了一定的抗干旱能力。上述研究发现,转VqSTS12和VqSTS25基因无核白植株中芪合成酶基因VqSTS12和VqSTS25不仅对非生物胁迫处理后表达,而且对接种白粉菌的表达也是增强的。因此,中国野生毛葡萄‘丹凤-2’芪合成酶基因VqSTS12和VqSTS25可以作为改良欧洲葡萄品种的抗性基因,中国野生毛葡萄‘丹凤-2’是抗病育种的种质资源。