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葡萄是世界上最重要的果树树种之一。目前全球广泛栽培的葡萄为欧亚种葡萄（Vitis vinifera L.）,品质优良,但抗寒性差,其生长发育受到低温的严重影响。中国是葡萄属植物的起源中心之一,野生葡萄资源丰富多样,其中山葡萄（Vitis amurensis Rupr.）是葡萄属中最抗寒的种,可耐-40℃的低温,是十分重要的抗寒基因资源。发掘山葡萄抗寒相关基因并研究其功能,对弄清其抗寒分子机制及利用分子手段提高欧亚种葡萄的抗寒性具有重要意义。前期本课题组通过寒胁迫构建了中国野生山葡萄抗寒基因的c DNA文库,获得了VaERD15基因的EST序列;随后克隆了VaERD15基因,并将其转入拟南芥中,证实过表达VaERD15能提高转基因拟南芥的抗寒性。在此基础上,本研究从抗寒的中国野生山葡萄‘双优’（V.amurensis acc.Shuangyou）中克隆VaERD15基因全长,分析该基因的功能;进一步从山葡萄‘双优’和欧亚种葡萄‘红地球’（V.vinifera cv.Red Globe）中克隆ERD15基因CDS上游的999 bp启动子及其缺失片段,分析启动子的顺式作用元件,并对启动子及其缺失片段进行了瞬时表达分析;最后利用酵母双杂交筛选与VaERD15互作的蛋白,以解析其抗寒调控机制。本研究取得的主要结果如下:1. 根据山葡萄‘双优’转录组数据库中得到的VaERD15序列片段,以‘双优’c DNA为模板进行编码区PCR扩增,获得VaERD15的CDS序列,长507 bp,编码169个氨基酸,含有1个PAM2结构域。序列比对显示,VaERD15与欧亚种葡萄‘红地球’Vv ERD15序列相似度高达99%,仅有一个碱基发生突变,说明了ERD15基因调控的葡萄抗寒性主要与其启动子有关。亚细胞定位结果显示,VaERD15定位于细胞核及细胞膜;转录激活活性分析表明VaERD15无转录激活活性。在4℃低温处理后,ERD15在‘双优’和‘红地球’中表现出对低温不同程度的响应,在‘双优’中ERD15受低温诱导表达变化比‘红地球’中显著,在冷胁迫3 h时‘双优’中ERD15的表达量是‘红地球’中的20.3倍。2. 从‘双优’和‘红地球’基因组DNA中分别克隆ERD15 CDS上游999 bp及其缺失片段,然后分别构建GUS融合表达载体,进行瞬时转化本氏烟草叶片,经4℃、ABA、SA和PEG处理后进行表达活性分析。GUS染色结果表明PVaERD15（VaERD15/p999）和PVv ERD15（Vv ERD15/p999）及其缺失片段在4℃、ABA、SA和PEG处理下均具有活性,但由于受启动子所含顺式作用元件的种类及数量的影响,PVaERD15和PVv ERD15及其缺失片段活性强弱不一致。在4℃和ABA处理后,PVaERD15和PVv ERD15活性强于SA和PEG处理,表明PVaERD15和PVv ERD15受低温和ABA胁迫的影响大于SA和PEG。PVaERD15和PVv ERD15及其缺失片段均受ABA诱导,表明其对低温的响应可能与ABA信号途径有关。‘双优’和‘红地球’启动子中第一个缺失片段（VaERD15/p682和Vv ERD15/p685）和第二个缺失片段（VaERD15/p456和Vv ERD15/p459）间可能缺失掉了未知的顺式作用元件,使PVaERD15和PVv ERD15及其第一个缺失片段活性强于第二个和第三个缺失片段（VaERD15/p276和Vv ERD15/p290）。3. 通过酵母双杂交技术,获得了与VaERD15互作的蛋白xyloglucanendotransglucosylase/hydrolase protein 7（XTH7）,glutamine synthetase（GS）,40S ribosomal protein 23（RPS23）和protein disulfide-isomerase LQY1（LQY1）。通过双分子荧光互补实验（Bi FC）验证表明,VaERD15能够与Va XTH7、VaGS、Va RPS23、Va LQY1互作。4. 利用qRT-PCR,分析了4℃冷胁迫下‘双优’和‘红地球’中XTH7、GS、RPS23和LQY1的表达模式。结果表明,在‘双优’和‘红地球’中这4个基因的表达量均有变化,但XTH7和GS比RPS23和LQY1受低温诱导表达更明显,说明XTH7和GS与抗寒性的关系更为密切。因此推测,这些基因可能通过与VaERD15互作共同调控葡萄对低温胁迫的响应。