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葡萄是世界第三大果树,具有很高的经济价值。干旱是主要逆境因子之一,严重影响植物的生长发育。西北地区是我国最重要的葡萄产区,为干旱、半干旱地区,年降雨量少,土壤长期干旱缺水,严重制约着葡萄产业的发展。因此,培育抗旱葡萄品种是解决生产问题的根本途径之一。原产我国的野生燕山葡萄（Vitis yeshanensis J.X.Chen）,抗旱性极强,是十分重要的抗旱基因资源,研究和利用其关键抗旱基因,对于揭示其抗旱分子机制和进一步的分子育种具有重要意义。本研究在前期课题组对抗旱的燕山葡萄株系‘燕山-1’和不抗旱的原产北美洲的河岸葡萄（V.riparia Michx.）株系‘河岸（♀）’进行干旱胁迫后转录组测序分析的基础上,对获得的其中一个显著差异表达基因吡咯啉-5-羧酸还原酶基因（P5CR）进行了初步的功能研究。获得的主要结果如下:1、克隆了‘燕山-1’中的VyP5CR基因,该基因全长1198 bp,开放阅读框（ORF）为831 bp,编码276个氨基酸。经生物信息学分析,VyP5CR定位在8号染色体上。同源性分析表明,VyP5CR与Vv P5CR蛋白序列同源性最高,为95.89%。通过烟草表皮亚细胞定位,发现VyP5CR存在于细胞膜和细胞质中,以细胞膜为主。2、对‘燕山-1’和‘河岸（♀）’盆栽植株进行干旱胁迫处理,采集不同胁迫时间点的葡萄叶片进行实时定量PCR（q RT-PCR）分析P5CR基因的表达模式。结果表明,随着干旱胁迫时间的延长,P5CR基因的表达量在‘燕山-1’中呈现先降低后升高,并在16 d达到最高峰,约为‘河岸（♀）’最高表达量的5.7倍;在‘河岸（♀）’中先上升后下降,并在8 d达到最高水平。组织表达分析表明,VyP5CR在‘燕山-1’根、茎、叶中均有表达,以叶中的表达量最高,约为根、茎中的5倍。3、对燕山葡萄‘燕山-1’进行不同胁迫（ABA和盐）处理,采集不同胁迫时间点的葡萄叶片进行q RT-PCR分析VyP5CR的表达变化。结果表明,ABA处理时,VyP5CR表达量呈现先升高后降低再升高,12 h时达到最大值,24 h时再下降;Na Cl处理时,Vv P5CR表达量逐步积累,在8 h时达到峰值,随后下降,在24时再升高。综上,VyP5CR基因除受干旱诱导外,还可被盐和ABA诱导。4、对欧洲葡萄品种‘无核白’进行不同胁迫（低温、盐、SA和ABA）处理,采集不同胁迫时间点的葡萄叶片进行q RT-PCR分析Vv P5CR的表达变化。结果表明,4℃处理下,在2 h观察到Vv P5CR表达量的少量积累,然后逐渐下降;Na Cl处理时,Vv P5CR表达量逐步积累,在8 h时达到峰值,约为开始时的8.5倍;ABA处理时,Vv P5CR表达量呈先降低后升高再降低,2 h时达到最大值,随后缓慢降低;SA处理时,Vv P5CR表达量前期变化不大,在4 h时表达量最高,约为初始值的6倍,然后下降。综上,Vv P5CR基因可被低温、盐、SA和ABA诱导。5、通过农杆菌介导法,将VyP5CR基因的过表达载体转化拟南芥,获得了VyP5CR基因转化的纯合T3代拟南芥植株。经Kan抗性筛选及PCR、q RT-PCR和Western blot检测,获得了3个转基因拟南芥株系。对四周龄的野生型（WT）和转基因拟南芥进行干旱处理,结果表明,与WT相比,过表达VyP5CR基因的株系从表型上耐旱性显著提高,具较小的气孔孔径,在甘露醇胁迫下具较长的主根;从生理生化指标上具有较低的MDA、H2O2和O2-含量,较高的脯氨酸含量和SOD、POD活性,这说明过表达VyP5CR基因能够提高拟南芥的抗旱性。此外,干旱胁迫下,转基因株系中VyP5CR过表达诱导了抗旱相关基因KIN1、NCED3、DREB2A、RD29A、COR15A和COR47的表达,这些基因的表达量均明显上调。因此,本研究表明VyP5CR基因具有抗旱功能。6、以燕山葡萄VyP5CR为诱饵筛选酵母文库,通过酵母双杂交筛选出两个候选的互作蛋白Vy COP9和Vy RPS20。双分子荧光互补试验进一步证实P5CR分别与Vy COP9、Vy RPS20间存在互作,并且发现其相互作用发生在细胞膜和细胞质。