我国南方地区几乎所有低海拔砂梨产区都存在着砂梨二次开花现象,严重影响翌年果实的产量和品质,造成的损失一般在15%-30%之间,个别果园在发生较重的年份甚至达70%以上。影响砂梨秋季萌发、二次开花的因素较多,本研究以’丰水’和’翠冠’两个砂梨主栽品种为材料,研究了砂梨二次开花过程中主要生理特征及基因表达谱分析,主要研究结果如下:1.调查分析了19个砂梨栽培品种的二次开花情况,结果显示’金二十世纪’等3个(日本)品种二次开花率、早期落叶率均较高,’黄金’、’园黄’(韩国)品种次之,’早美酥’和’翠冠’(中国)品种最低;同时探讨了砂梨二次开花规律及其与早期落叶的关系,结果表明,从8月上旬开始,’丰水’和’翠冠’二次开花率均表现递增趋势,8月下旬至9月中旬出现二次开花高峰期,返青率亦表现出类似二次开花率的动态规律。相关性分析表明,砂梨二次开花率和返青率呈现出相同的趋势,并且二次开花率、返青率和早期落叶率三者之间相关系数均达到0.930以上,相关性达到极显著水平。连续两年对砂梨二次开花和春季正常花花型的花粉数量、萌发率、花粉管和坐果特点进行比较。二次开花花器花丝长度和花瓣大小仅为正常开花的50%;二次花花粉中的可溶性蛋白、可溶性糖和氨基酸含量仅为正常花的66.0-77.8%,与正常花比较,二次花花朵有较高的败育率。正常开花的花粉在柱头萌发后能正常到达花柱的基部,而二次花的花粉萌发后却只能到达花柱的中部。因此,虽然二次花具备正常的花器官和授粉的基本功能,但与正常花在形态特点和生理功能上具有一定差异。2.在原二次花分级标准Ⅰ的基础上,拟定了砂梨二次花指数的新分级标准Ⅱ。研究了二次花两个分级标准的病情指数间的关系。结果表明,两种分级方法在二次花较重时(二次花指数>45)时对二次花指数调查结果影响不显著,而在二次花较轻时(二次花指数<45)则对二次花指数的调查结果有显著的影响。归纳出分级标准Ⅱ为评价砂梨二次花发生相对准确、实用的模式。3.以未脱叶为对照,分析了’丰水’梨脱叶后二次开花过程中枝芽营养变化特征,枝皮可溶性糖含量在去叶后初期逐渐增加,在花芽萌芽率快速提高的第12d糖含量下降。淀粉含量迅速降低的时期与花芽萌芽率快速期相一致,淀粉酶将不易溶解的大分子淀粉溶解为易溶液吸收的小分子可溶性糖,所以,花芽中可溶性糖含量是一个逐渐增加的过程。在’丰水’梨去叶后花芽萌动过程中,其内部淀粉的分解速度与α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的变化呈相同的趋势。蛋白质与游离氨基酸含量也呈现相反的变化趋势。在人工脱叶后花芽萌动、二次开花过程中,花芽中SOD、POD活性一直高于对照,在花芽萌芽率迅速提高的第6d SOD、POD活性出现峰值,CAT活性随后缓慢降低;H2O2和O2-表现相反的趋势。这可能与砂梨二次开花过程中产生大量的H2O2,CAT受到H2O2的诱导活性上升,但是清除能力有限而导致H2O2发生积累有关。去叶处理诱导或改变了活性氧代谢的平衡,从而促进了花芽的萌发。分析了 ’丰水’梨去叶后二次开花过程中三种内源多胺的动态变化,结果表明,无论是在枝皮还是花芽,三种内源多胺在去叶后第6d迅猛上升,而后呈下降趋势;但枝皮中内源多胺直线下降,而花芽中内源多胺含量平缓降低,说明去叶对枝皮内源多胺的含量影响较大。’丰水’梨花芽萌芽率与亚精胺含量呈极显著的正相关关系,与腐胺和精胺含量呈显著的正相关关系。4.研究了外源ABA处理对离体枝条内源激素的影响和二次开花过程中花芽内源激素(IAA、GA3、ABA)含量变化,结果表明,外源ABA处理后0-27d花芽内源IAA含量降低,GA3含量增高,内源ABA含量呈递增状态,且高浓度ABA处理的内源ABA含量略高于低浓度处理。二次开花受3种激素的动态平衡控制,花芽IAA/ABA、GA3/ABA和(IAA+GA3)/ABA值变化趋势均呈相似的"S"形曲线,IAA/ABA、GA3/ABA和(IAA+GA3)/ABA值增加,花芽二次开花;比值降低,花芽逐渐步入休眠期。可见,砂梨二次开花受花芽内源激素IAA、GA3、ABA动态平衡控制;去叶降低了花芽中ABA的含量,从而使花芽内生长促进型激素占主导地位,阻止自然休眠的花芽进入休眠或促使进入浅休眠部分花芽解除休眠,所以出现二次开花现象。外源ABA处理能够使枝皮和花芽中ABA含量升高,补偿因为去叶而损失的ABA,重新打破这一平衡,可以减少花芽的萌动。5.以砂梨代表品种’丰水’为材料,在采果后采取人工脱叶的方法处理,利用高通量测序技术对脱叶处理后的花芽cDNA文库进行差异基因表达谱分析。通过对脱叶后7天,17天,27天三个关键时期的花芽共6个样品的表达谱测序,分别获得14,556,338、15,809,776、15,370,256、14,789,847、13,990,810 和 13,248,105的原始数据。六个文库中61.81-67.11%的数据能比对到梨基因组数据库。GO和Pathway显著性富集分析确定了差异表达基因主要参与光合作用、碳水化合物代谢、植物激素信号转导、活性氧代谢和转录因子调控等方面。采用荧光定量PCR的方法,选择6个差异表达基因进行分析检测,其中有5个基因的表达谱中的表达丰度的变化和qRT-PCR的结果相一致,表明表达谱测序结果的真实可靠性。另外,我们还筛选了一批候选基因(e.g.Pbr001362.1,Pbr016599.2,Pbr023544.1,Pbr012686.1,Pbr013518.1 and Pbr040056.1),这些基因的发现为进一步克隆其全长,研究其功能提供了基础数据,为开展砂梨二次开花基因应答机制研究提供了信息。6.为筛选有效的防控砂梨二次开花的方法,于2013-2014年选取青鲜素、磷酸氢二钾、多效唑、矮壮素、丙环唑、ABA等6种调节剂和营养剂复混8种组合喷施,田间试验表明:所有处理均能有效防控砂梨二次开花。其中,青鲜素和磷酸氢二钾复混配方处理的二次开花率,返青率和败育率最低,分别为4.46%、2.11%、1.08%,其次是低浓度的ABA和25%丙环唑乳油,两者对砂梨总萌芽率控制均在10%以下。初步筛选了防控砂梨二次开花的调节剂配方。