转录调控是真核生物基因表达调控的重要机制,调节多种生物学过程。转录因子(TF)在转录调控中扮演着尤为重要的角色,特别是在植物响应环境胁迫中发挥着至关重要的作用。因此,对植物转录因子的研究有助于理解植物响应环境胁迫的生物学过程和机理。bZIP转录因子家族是植物中最大且功能最分化的基因家族之一,广泛参与调节多种生物学过程,如种子成熟、花发育、微管的形成和发育、胁迫信号转导和抗病等多个方面。尤其是在响应生物和非生物胁迫中发挥着重要的作用。目前对bZIP基因家族的研究主要集中在模式植物拟南芥上,其次为水稻、玉米等植物中。而在木本植物中研究的较少,而且对其进行全基因组水平鉴定和分析的研究还未见报道。葡萄(Vitis spp.)是世界上栽培最为广泛的果树之一,自古以来深受人们的亲睐,用其酿制的葡萄酒更是闻名遐迩。在进化上葡萄处于蔷薇类植物(Rosids)的基部,且其基因组信息分析表明其没有经过近期的染色体加倍,被誉为“古老六倍体”植物,在植物的进化及基因的功能研究中具有重要的意义。本研究利用生物信息的方法从全基因组水平对葡萄bZIP基因家族进行了鉴定和分析,然后对该基因家族的进化和在响应非生物胁迫方面的表达进行了较为深入的分析和研究,并通过VvAREB1及pVvbZIP45(VvAREB1)/VvbZIP08:GUS转化拟南芥对AREB/ABF类转录因子的功能进行了验证和分析。其主要结果如下：1.从葡萄基因组中鉴定了57个bZIP基因,并根据其系谱发生分析及拟南芥中bZIP基因的分类情况,将其分为10个亚家族。染色体定位和共线性分析表明,葡萄bZIP基因家族的扩增源于片段重复和染色体加倍,且可能与葡萄基因组融合事件有关。基于基因结构的分析,将bZIP结构域的基因结构分为9种内含子插入类型,命名为α～i,而且结合保守结构域的分析表明,基因结构和保守的结构域的分布具有很强的亚家族特异性。bZIP基因DNA绑定位点的分析表明,在各个亚家族中,一些氨基酸残基在整个植物界均高度保守。然后,本研究利用Microarray数据和qRT-PCR的方法鉴定和分析了bZIP基因家族的表达模式,其中,基于54个组织/器官及其发育阶段的基因芯片数据(大多数基因进行了荧光定量PCR验证)表明,葡萄bZIP转录因子广泛参与组织／器官的发育,特别是种子发育。基于qRT-PCR的表达分析表明VvbZIP基因广泛的响应干旱和高温胁迫的激活,且其可能在响应干旱和高温胁迫中存在两种不同的调控机制。2.基于植物基因组大量测序的信息,利用生物信息的手段从整个植物界鉴定bZIP基国家族,然后对其无内含子bZIP基因的进化和表达模式进行分析,结果表明：无内含子的bZIP基因主要集聚于亚家族C,形成无内含子的亚家族,且其具有独特的进化历程。由该亚家族在植物中的分布看出,该亚家族起源于陆地植物的早期,而无内含子的特性可能源于微管植物的早期,并且该亚家族基因在出现后得到迅速的扩增。从葡萄中该亚家族成员的染色体分布上看出,该亚家族很少受到纯化选择和丢失,具有较强的保守性。该亚家族的表达分析表明,其具有较强的组织特异性。对拟南芥和葡萄亚家族C基因的表达分析表明,无内含子的bZIP亚家族基因广泛受非生物胁迫的诱导,在植物抗非生物胁迫中扮演着非常重要的角色。3.克隆了葡萄VvAREBl基因,成功构建了植物过量表达载体,并利用花蘸法将VvAREB1基因转入拟南芥,然后对转基因拟南芥响应各种非生物胁迫的表型进行鉴定,并对AREB/ABF类转录因子下游基因的表达情况进行了分析。结果表明：转VvAREB1基因的拟南芥对ABA敏感,且推测该基因可能与叶片的形态建成或气孔的运动有关。在NaCl处理中,转基因株系对盐胁迫也具有显著的抗性；在干燥处理中,转基因株系也表现处理一定的抗性,然而,在干旱处理中,转基因株系并没有表现出明显的抗性。另外,本研究还从分子水平上检测了葡萄VvAREB1基因转入拟南芥后所带来的基因表达变化,即AREB/ABF类下游基因的表达变化,结果表明：在没有任何处理的条件下,AREB/ABF类下游基因的表达没有显著的变化,但是,当利用外源ABA、干燥及盐胁迫处理转基因株系后,以野生型为对照,AREB/ABF类下游基因受到了显著的上调表达,说明葡萄VvAREB1基因调控植物对非生物胁迫的抗性需要ABA及胁迫信号激活。4.克隆了葡萄旁系同源基因对(VvbZIP45/VvbZIP08)的启动子,并构建了GUS表达载体构建,然后将其转入拟南芥,通过对GUS基因的组织染色来鉴定VvbZIP45/VvbZIP08基因启动子的表达特性。结果表明：在转启动子的拟南芥中,VvbZIP45/VvbZIP08基因启动子组织表达上相互之间存在显著的差异,说明该对基因在进化过程中已经进行了分化,并推测该基因对的宿命属于RD和RN两种类型。由外源ABA和各种非生物胁迫处理的GUS染色表明,VvbZIP45/VvbZIP08基因启动子受ABA和非生物胁迫的诱导。SA、JA和ETH处理后的GUS染色表明,VvbZIP45/VvbZIP08基因启动子的表达受到植物抗病信号的强烈抑制,推测其可能是由于植物抗病信号拮抗了ABA的作用而导致该基因启动子的表达受到抑制,从而进一步说明了ABA信号分子对VvbZIP45/VvbZIP08表达和激活的重要性。