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草莓是我国设施栽培重要作物之一。设施栽培中,低温、高温、盐渍化和病害等逆境对草莓生产影响很大。传统的防控方法虽有一定效果,但成本高、污染重,不符合现代农业发展需要。为促进农业和环境的可持续发展,利用基因工程技术改造现有品种,提高草莓对逆境胁迫的耐受性,对设施草莓产业发展具有重要研究价值和实际应用意义。钙依赖蛋白激酶基因(Calcium-Dependent Protein Kinase,CDPK)是植物中广泛存在的一类基因,在植物的生长发育、生物及非生物胁迫方面发挥着重要的作用。本研究以中国野生二倍体草莓黑龙江-3(Fragaria vesca L.)为材料,克隆了一个与草莓非生物胁迫有关的钙依赖蛋白激酶基因FvCDPK1,分析了该基因的表达模式、生化特性及亚细胞定位,并在转基因拟南芥和草莓中研究了其功能,为后续利用该基因提供理论依据和技术支撑。论文取得的主要结果如下：1.采用同源克隆法从中国野生草莓黑龙江-3(Fragaria vesca L.)叶片中克隆了钙依赖蛋白激酶基因FvCDPK1, GenBank登录号JQ236851. FvCDPKl mRNA全长1825bp,开放阅读框1653bp,编码550个氨基酸。氨基酸序列分析结果表明,该蛋白属于钙依赖蛋白激酶基因家族(CDPKs)第Ⅳ类。2.采用实时荧光定量PCR技术,分析了FvCDPK1在野生草莓黑龙江-3叶片中受低温、高温、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)及NaCl等处理诱导下的表达。结果表明,低温和高温均可以明显诱导FvCDPK1表达,尤其是低温,在处理后1h即达到最高表达水平,为对照的近5倍,暗示着FvCDPK1基因在参与草莓对低温胁迫方面可能发挥较大的作用。ABA能诱导FvCDPK1表达水平稍微上调。但NaCl和SA不能诱导FvCDPK1表达水平出现明显变化。通过实时荧光定量PCR技术,分析了FvCDPK1在草莓不同组织中的表达,结果表明,FvCDPK1在草莓茎尖分生组织中表达最强,在草莓匍匐茎中的表达最弱,在叶、花蕾和开放的花中的表达也比根中低。但在果实中的表达较以上器官复杂。在果实体积刚发育到最大且颜色尚未转红时(全大白绿果)表达最强,而在紧随其后的白果红种子期表达最弱。3.采用基因枪介导的瞬时转化技术,检测FvCDPK1在洋葱表皮细胞中的亚细胞定位,结果表明,该基因定位在细胞核内。此外,构建了FvCDPK1原核表达载体,FvCDPK1能在大肠杆菌中正确表达。体外酶活试验表明,FvCDPK1具有钙依赖蛋白激酶活性,且酶活与Ca2+有关。4.采用农杆菌介导的蘸花法获得FvCDPK1基因转化拟南芥T2株系,进一步分析结果表明,转基因株系能增强对低温的抗性,且在转基因拟南芥幼苗期对ABA有响应。5.以栽培草莓品种“红颜”的试管苗叶片为材料,建立并优化了草莓叶片再生和遗传转化体系。结果表明,“红颜”草莓叶片不定芽诱导再生的最佳培养基为MS+6-BA5.0mg/l+2,4-D0.1mg/l,最高再生率为85%；25mg/l潮霉素有利于转化植株的筛选。采用上述优化的草莓再生体系和遗传转化体系,获得了“红颜”草莓经PCR和RT-PCR验证的转基因植株。对获得的转基因植株进行低温胁迫处理,结果表明,转基因植株FvCDPK1表达水平明显增高。6.根据已报道的草莓基因组序列设计特异引物,采用同源克隆法从野生草莓黑龙江-3(Fragaria vesca L.)叶片基因组DNA中,克隆了FvCDPK1基因启动子PfvDPK1。该启动子长813bp。构建了PfvCDPK1::GUS融合表达载体,用真空渗透法瞬时转化栽培草莓品种“早红”组培苗叶片,结果表明,低温可以诱导PfvCDPK1::GUS融合蛋白表达上调,推测PfvCDPK1属于低温诱导型启动子。