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梅花（Prunus mume）属于蔷薇科李属植物,在东亚地区深受人们喜爱。梅花原产于长江流域,如何提高其抗逆能力,尤其是抗寒能力,对扩大梅花的应用范围十分重要。脱水素（又称第二类胚胎发育晚期丰富蛋白）在植物抵抗非生物胁迫中起重要作用。但目前对梅花脱水素家族基因的研究还很少。本研究首先在‘藏梅’全基因组测序的基础上,对梅花胚胎发育晚期丰富蛋白基因家族进行了生物信息分析；然后利用RT-PCR法对其中脱水素基因家族进行了克隆和表达分析；最后分别在大肠杆菌和烟草中超表达了梅花脱水素基因,并进行了初步的功能分析。主要结果如下：1.首次预测了梅花胚胎发育晚期丰富蛋白基因家族成员：梅花中共有30个胚胎发育晚期丰富蛋白基因,分布于7个连锁群上。5个梅花胚胎发育晚期丰富蛋白基因属于片段重复,12个属于串联重复。根据序列相似性,可以将这些基因分为8组（LEA1, LEA2, LEA3, LEA4, LEA5, PvLEA18,脱水素和SMP）,其中脱水素家族含有6个成员（PmLEA8,PmLEA9, PmLEA10, PmLEA19,PmLEA20和PmLEA29）。在梅花胚胎发育晚期丰富蛋白基因中总共发现10次基因转换,其中7次发生在脱水素基因之间。2.梅花脱水素基因表达受胁迫诱导,并具有明显的组织特异性：从‘北京玉蝶’梅花中克隆了5个脱水素基因（PmLEA8, PmLEA10, PmLEA19, PmLEA20, PmLEA29）,并利用TA克隆的方法构建其GATEWAY克隆载体。测序结果表明,除PmLEA8外,其余基因序列与‘藏梅’全基因组数据库中的序列基本一致。表达分析证明：除PmLEA29在五种器官中（根、茎、叶、花、果实）均有高水平表达外,其余4个梅花脱水素基因表达均表现一定的组织特异性。6种胁迫处理下（低温、高温、干旱、盐、ABA和SA处理）梅花脱水素基因表达水平均有所升高,但PmLEA29在ABA处理下表达水平略有降低。3.原核表达梅花脱水素可以提高大肠杆菌的抗逆能力：通过LR反应将克隆载体上的梅花脱水素基因重组到原核表达载体pDEST15上,转化大肠杆菌BL21（DE3）,经1mM的IPTG诱导,表达了带GST标签的梅花脱水素蛋白。对转化大肠杆菌进行抗逆性分析证明,原核表达梅花脱水素可以提高大肠杆菌抗渗透胁迫和抗反复冻融能力。但不同梅花脱水素的改善效果不同,其中表达PmLEA8的改善效果稍差。4.超表达梅花脱水素可以提高转基因烟草的抗寒能力：通过LR反应构建梅花脱水素基因的植物表达载体pEG203-PmLEA,转化农杆菌EHA105.采用农杆菌介导的叶圆盘法转化烟草NC89,经抗生素筛选和PCR验证获得转梅花脱水素基因烟草。其中,对转PmLEA20基因的烟草株系进行抗寒性分析证明：超表达梅花脱水素基因PmLEA20可以提高烟草种子在低温胁迫下的相对发芽率；低温下转PmLEA20基因烟草叶片电解质渗透率也明显低于对照。本研究首次对梅花脱水素基因家族进行了克隆和功能分析,为利用梅花脱水素基因进行植物抗性改良、培育抗逆新品种,积累了新的分子材料,奠定了理论基础。