葡萄（Vitis vinifera L.）是世界上种植面积最大的果树之一。我国葡萄栽培面积和产量位居世界前列,其中西北干旱和半干旱地区是我国葡萄最重要的主产区,年降雨量少且土壤水分不足,对葡萄产业造成了严重的影响。因此,提高葡萄的耐旱性是葡萄育种的重要课题。中国是葡萄属植物的起源地之一,拥有丰富的野生葡萄资源,其中燕山葡萄株系‘燕山-1’（V.yeshanensis acc.Yanshan-1）原产于河北山海关以北的塔山,抗旱性极强,是十分重要的抗旱基因资源。因此,研究和挖掘其抗旱基因并通过分子育种手段培育抗旱葡萄新品种以解决生产问题具有重要意义。本课题组前期通过干旱胁迫下对抗旱的‘燕山-1’和不抗旱的河岸葡萄‘河岸（♀）’（V.riparis Michx acc.He’an（♀））进行转录组测序分析,获得了一个脯氨酸合成的关键基因——吡咯啉-5-羧酸还原酶基因（P5CR）,并在拟南芥中异源表达VyP5CR后发现其可以增强植株的抗旱性。在此基础上,本研究通过遗传转化欧洲葡萄品种‘无核白’（V.vinifera cv.Thompson Seedless）,进一步验证VyP5CR基因的抗旱功能,同时通过酵母单杂交和双荧光素酶试验,筛选VyP5CR基因的上游转录调控因子,为深入揭示该基因在葡萄抗旱中的分子机制和抗旱分子育种利用奠定基础。获得的主要结果如下:1.通过将VyP5CR基因瞬时转入拟南芥原生质体中,进行亚细胞定位分析发现,VyP5CR定位于细胞膜和细胞质中;将CaMV35S-VyP5CR-GFP与定位于拟南芥高尔基体和质膜的蛋白AtSYP121、定位于细胞膜和内膜组分的蛋白AtVAMP721在拟南芥原生质体中进行共定位,发现VyP5CR与二者均有重合部分,说明VyP5CR在高尔基体、内膜和质膜中也有定位。2.P5CR基因的时空表达分析表明,P5CR基因在燕山葡萄‘燕山-1’和河岸葡萄‘河岸（♀）’的根、茎、幼叶、成熟叶、花序、卷须和幼果中均有表达,且在根中的表达量最高。3.对燕山葡萄‘燕山-1’盆栽植株进行外源激素（ABA、MeJA和SA）和低温（-1℃）处理,并通过qRT-PCR分析VyP5CR在不同胁迫时间点的相对表达量变化。结果表明,在ABA处理1 h内,VyP5CR的表达迅速上调,然后在4 h和8 h下降,在12 h再次升高;MeJA诱导VyP5CR的表达,而SA则与此相反,其在某些时间点抑制VyP5CR的表达。VyP5CR的表达受低温（-1℃）处理诱导,处理后48 h显著上调。综上,说明VyP5CR基因除受干旱诱导外,还可被外源激素ABA、MeJA和SA及低温诱导。4.通过农杆菌介导法在欧洲葡萄‘无核白’中过表达VyP5CR基因,经过卡那霉素抗性筛选,并且经转录（qRT-PCR检测）和蛋白水平（Western blot）检测鉴定,获得了OE-17、OE-23和OE-75三个转基因葡萄株系。以野生型（WT）为对照,对3个转基因葡萄株系盆栽植株和WT同时进行干旱胁迫处理。结果显示,与WT相比,转基因植株从表型上更为耐旱,叶片气孔开度更小、主根更长;从生理生化指标上具有较低的电导率和丙二醛（MDA）、H2O2及O2-含量,较高的叶片相对含水量、脯氨酸含量和SOD、POD、CAT酶活性,以及更稳定的光合效率。此外,干旱胁迫下转基因株系中VyP5CR的过表达诱导了抗旱相关基因DREB2A、ERD14、KIN2、RD22、RD29B、NAC72、NCED1、P5CS和OAT的上调表达。以上结果说明,过表达VyP5CR基因能够提高转基因葡萄的耐旱性。5.通过酵母单杂交和双荧光素酶试验发现,MADS-box转录因子VyAGL42和VyMADS23能直接结合VyP5CR基因启动子并激活其转录。因此,VyAGL42和VyMADS23可能与VyP5CR协同正向调控葡萄的耐旱性。