鲜食葡萄味道鲜美、营养丰富、经济价值高,但其成熟期多处于夏季,特别是南方地区,气温高,降雨量大,导致裂果现象时常发生。裂果是一种生理失调症,表现为果皮甚至果肉开裂,严重影响果实的外观品质和商品价值,是限制南方葡萄产业发展的重要因素之一。钙是葡萄生长发育必需的大量元素,我们前期研究发现葡萄果实浸钙处理能够显著降低葡萄裂果率,但外源钙如何降低裂果尚不清晰。为了初步探究葡萄裂果及其钙防治机制,本试验首先对南方地区22个常见的主栽品种进行调查研究,分析裂果率与果实生理性状指标的关系,筛选出易裂与抗裂品种,并基于果皮特征,探究了影响葡萄裂果的生理生化原因;然后,以易裂‘香妃’为材料,在果实浸钙后,从生理生化和转录水平解析钙降低葡萄裂果的原因,初步鉴定出一个可能影响裂果的关键基因VvPL1,并通过转化番茄验证VvPL1在果实开裂中的作用。该研究所得结果有利于进一步了解葡萄裂果发生的机制,为葡萄裂果防治和葡萄裂果遗传性状改良提供科学依据。本研究主要结果如下:（1）在南方地区主栽的22个葡萄品种的初步研究中发现,不同葡萄品种抗裂性差异明显,8个品种未发生裂果,其余品种均呈现不同程度的裂果,其中品种香妃、爱神玫瑰两年平均裂果率分别为76.22%和62.74%,其次为瑞都早红和瑞都香玉,两年平均裂果率分别为32.96%和15.12%;其余品种的裂果率均在2%以下。根据这些葡萄品种的裂果方式,观察到环裂、纵裂、纵环裂和果顶开裂4种类型。此外,欧亚种裂果率明显高于欧美杂种;裂果受环境水分因素影响较大,2017年裂果率明显高于2018年,不同成熟时间裂果率表现为:早熟>中熟>晚熟;通过比较9个果实性状与裂果率的相关性,发现裂果率与果皮所需破裂强度、弹性相关性最高,与果皮厚度、可溶性固形物含量、果形等没有显著相关性。（2）以抗裂‘沈农金皇后’与易裂‘香妃’为材料进一步深入研究发现,在整个果实发育过程中,‘沈农金皇后’的裂果率均极显著低于易裂‘香妃’。组织结构差异显著,沈农金皇后的角质层厚度、表皮层厚度和亚表皮细胞壁厚度均显著较高,且横向、砌墙式的细胞排列对于缓冲果实内部压力的能力更强。细胞壁代谢也显著不同,‘沈农金皇后’果实发育前期有显著较高的果胶甲酯酶（pectinmethylesterase,PME）活性,整个生育期内有较低的多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PG）、β-半乳糖苷酶（β-galactosidase,β-Gal）、果胶裂解酶（pectate lyase,PL）和纤维素酶（cellulase,Cx）活性,与此同时,钙、硼含量在果皮中也明显较高,共同导致‘沈农金皇后’果皮细胞壁积累较多的钙离子结合型果胶（CDTA-soluble pectin,CSP）、共价结合型果胶（Na2CO3-soluble pectin,SSP）和半纤维素,以及较低的水溶性果胶（water-soluble pectin,WSP）。最终,在组织结构和生理生化水平上,增强细胞壁强度,增加果皮破裂强度和弹力,使得‘沈农金皇后’具有更强的抗裂能力。（3）以易裂‘香妃’为材料,在研究钙防治葡萄裂果的机制中,发现用5 g/L钙液浸果处理能够有效增强细胞钙库（液泡和细胞壁）,降低PME、PG、PL和β-Gal的活性,抑制水溶性果胶的增加,减少原果胶（共价结合型果胶和离子结合型果胶）的降解程度,稳定细胞壁结构,增强果皮的机械性能,从而使果皮具有更强的抗裂能力,显著降低裂果率及裂果程度。进一步通过转录组学分析钙处理对果皮细胞壁代谢相关基因的影响,我们发现30个细胞壁修饰和降解相关的基因差异表达,包括:10个PME、2个PMEI（PME inhibitor）、5个PG、4个PL、4个β-Gal、1个Afase（alpha-L-arabinofuranosidase,α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因）、3个EG（endoglucanase,内切葡聚糖苷酶基因）和1个β-Glu（Beta-glucosidase,β-葡萄糖苷酶基因）。整体而言,外源钙处理后,大部分基因显著下调表达,其中有一较为关键的PL基因（VIT＿05s0051g00590）表达量较高,我们将其命名为VvPL1,在47和54 DAFB时,被显著下调了3.36和3.78倍,可能是钙降低葡萄裂果的关键功能基因。（4）为了研究VvPL1与果实开裂的关系,本试验构建了植物过表达载体PC1300s-VvPL1,在‘Alisa Craig’番茄上异源过表达葡萄VvPL1。结果发现:过表达VvPL1植株的果皮果胶裂解酶活性显著升高,水溶性果胶含量显著较高,共价结合型果胶、纤维素、半纤维素含量显著较低,从而导致转基因番茄果皮破裂强度和果肉硬度均显著下降,裂果率显著高于野生型。