葡萄是世界四大水果之一,在我国享有较高的经济地位。目前世界范围内主栽品种欧洲葡萄(Vitis vinifera)品质优良但抗病性较差,尤其易感白粉病。研究表明,白藜芦醇不仅在植物体内具有一定的抗病功能,而且对人体也有抗癌、抗氧化等保健功能。而芪合酶是白藜芦醇代谢途径的关键酶。因此,研究芪合酶基因(Stilbene synthase,STS)及其表达产物白藜芦醇对葡萄抗病育种有重要的意义。本课题组前期研究发现,中国野生毛葡萄‘丹凤-2’的果实中不仅白藜芦醇含量较高,而且对白粉病有较强的抗性。本研究以‘丹凤-2’为材料,克隆在成熟果实中表达较高的芪合酶基因Vq STS9和在幼叶中表达较高的芪合酶基因Vq STS21,构建植物过表达载体,用农杆菌介导法转入到欧洲葡萄无核白中,对基因表达特性进行了研究,主要研究与结果如下:1、通过对叶片人工接种白粉菌后,利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析Vq STS9与Vq STS21在0、12、24、48、72、96、120、144 h不同时间段的表达。用同源序列克隆得到中国野生毛葡萄芪合酶基因Vq STS9(JQ868689)和Vq STS21(JQ868677),c DNA序列大小1179 bp,编码392个氨基酸,定位于16号染色体,分别与欧洲葡萄Vv STS6、Vv STS2相似度最高。2、以欧洲葡萄无核白、红地球、赤霞珠的单芽茎段为外植体,在IM0-IM3培养基上逐步诱导出愈伤组织。将带有目的基因Vq STS9、Vq STS21的过表达载体利用农杆菌介导法转入无核白中,共获得419棵无核白抗性植株,包括转Vq STS9和Vq STS21基因抗性苗,分别为223和196棵。经不同水平的检测,包括PCR和Western blot检测,最终鉴定出过表达Vq STS9和Vq STS21基因无核白植株分别有4株和3株。3、通过q RT-PCR分析转基因植株中与白藜芦醇合成相关的转录因子(MYB14、MYB15)和相关基因(STS、PAL、RSGT、CHS)表达。结果表明,转Vq STS9和Vq STS21基因无核白植株中芪合酶(STS)基因与苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)、白藜芦醇糖基转移酶基因(RSGT)、转录因子(MYB14、MYB15)的表达不同程度上升,而与葡萄STS竞争底物的查尔酮合成酶(CHS)基因表达降低。4、对无核白葡萄转基因植株和野生型植株进行人工接种白粉菌后,通过观察与比较,发现与野生型相比,菌丝在转基因植株叶片生长慢;q RT-PCR结果表明,白粉菌诱导下,转基因无核白植株的STS表达上调,随着接种时间发展,转基因植株芪类物质种类在接种前云杉新苷和白藜芦醇两类产物的基础上增加了葡萄素,并且积累量显著增加,芪合酶基因通过产物表达与积累,提高了无核白对白粉菌的抗性。综上,中国野生毛葡萄‘丹凤-2’的芪合酶基因Vq STS9、Vq STS21受生物与非生物胁迫诱导表达,并响应白粉菌诱导,表达上调。因此,中国野生毛葡萄‘丹凤-2’可以作为改良欧洲葡萄抗病性的种质资源,进行抗病育种研究与应用。