黑星病是我国梨产区的重要病害之一,严重影响梨的优质丰产。作为植物信号传导中的第二信使,Ca2+在植物生长发育和响应逆境胁迫中发挥重要作用。钙依赖蛋白激酶（calcium-dependent protein kinases,CDPKs）是植物中广泛存在的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在钙信号传导过程中起关键作用,已有研究表明,CDPKs在抵抗病原菌侵染过程中起重要作用。目前,关于CDPKs在梨响应黑星菌侵染中的作用机制尚不明确。本研究以易感黑星病品种‘雪花’梨和抗黑星病品种‘黄冠’梨为试材,利用生物信息学方法对梨CDPK基因家族成员进行鉴定,并对其序列特征、系统进化关系和基因结构等进行分析;利用实时荧光定量PCR技术,检测黑星菌侵染不同抗性梨品种后Pb CDPK基因的表达量,筛选出4个表达差异显著的Pb CDPK基因;利用基因克隆和瞬时过表达等技术,对其中Pb CDPK29基因的生物学功能进行研究。主要研究结果如下:1.根据白梨基因组数据库,通过生物信息学方法对梨CDPK基因家族进行分析,在梨中共鉴定获得30个CDPK基因,发现它们不均匀地分布在13条染色体上,家族成员氨基酸数量介于498～754 aa,分子量介于55.63～84.92 k Da,等电点介于4.74～9.18,主要定位于质膜。系统发育分析表明Pb CDPK基因可分为4个亚族,且相同亚族内的CDPK基因具有类似的基因结构。种间共线性分析表明,相对于桃,梨与苹果的亲缘关系更为密切。启动子顺式作用元件分析表明,Pb CDPK基因启动子区域存在多种响应植物激素和逆境胁迫的顺式作用元件。根据RNA-Seq数据分析结果,Pb CDPK基因在梨不同组织及果实发育阶段中差异表达并具有组织表达特异性。2.以‘雪花’和‘黄冠’梨叶片为试验材料,利用q RT-PCR技术检测30个Pb CDPK基因在梨响应黑星菌侵染过程中的表达谱,结果发现黑星菌侵染后,Pb CDPK基因的表达模式可分为三类:Pb CDPK8、Pb CDPK15、Pb CDPK20和Pb CDPK29在抗病品种‘黄冠’中均被诱导上调表达,而在感病品种‘雪花’中受病原菌诱导下调表达,初步推测这4个基因可能在梨对黑星菌的抗性中起正调控作用;Pb CDPK6、Pb CDPK12、Pb CDPK18和Pb CDPK24表达量在黑星菌侵染早期均明显下降,初步推测这4个基因可能在梨对黑星菌的抗性中起负调控作用;除6个基因的表达量未被检测到外,其余16个Pb CDPK基因的表达量在两个梨品种中随侵染时间的延长变化不明显。利用在线软件STRING对Pb CDPK8、Pb CDPK15、Pb CDPK20和Pb CDPK29进行蛋白质互作网络预测分析,结果发现这4个Pb CDPKs可能与多个抗病相关的蛋白质相互作用,推测其可能在梨抗黑星病中发挥作用,可作为进一步开展抗病研究和功能分析的候选基因。3.利用基因工程技术对Pb CDPK29基因进行克隆及瞬时过表达试验,成功克隆出长度为1554 bp的Pb CDPK29基因,编码517个氨基酸,通过氨基酸多序列比对发现Pb CDPK29蛋白与其它已知的CDPK蛋白序列都含有CDPK家族的4个功能结构域。构建植物过表达载体p EGOEP35S-H-Pb CDPK29,并通过农杆菌介导的瞬时过表达技术,分别在烟草叶片和梨果实愈伤中过表达Pb CDPK29,发现Pb CDPK29在烟草叶片中的瞬时过表达会诱导细胞发生过敏性坏死反应和H2O2的积累,另外,黑星菌侵染梨果实愈伤组织后,瞬时过表达Pb CDPK29促进愈伤组织H2O2积累并降低丙二醛含量,同时SA途径相关基因Pb PAL、Pb ICS、Pb NPR1、Pb PR1、Pb PR5与JA途径相关基因Pb LOX、Pb AOS、Pb AOC和Pb PR3被显著诱导上调表达,综合以上结果,过表达Pb CDPK29可能通过促进H2O2积累并激活SA和JA信号通路积极调节梨对黑星病的抗性。