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植物花粉壁在植物花粉发育过程中起着重要作用。其由花粉内壁和外壁组成。花粉壁的存在有助于保证小孢子内部结构的完整、保护花粉粒中易受光、热和空气等因素破坏的物质及防止病菌的侵害。花粉壁中含油层的物质在花粉与雌蕊组织之间的识别或拒绝的过程中起作用,该作用是通过花粉壁上的蛋白质和柱头乳突细胞表面的蛋白质之间的相互作用来实现的。本文以白菜(Brassica campestris L. ssp. chinensis Makino,syn. B. rapa ssp. chinensis)‘矮脚黄’核不育(’Aijiaohuang’ genic male sterility, ajhGMS)两用系’Bcajh97-01A/B’为材料,分离和(或)鉴定了白菜3个花粉壁发育相关的基因BcMF19、BcAGP23和BcBGAL11。通过构建BcMF19的反义RNA载体,对菜心(B. campestris ssp. chinensis var. parachinensis (Bailey) Tsen et Lee)进行转化,获得该基因功能缺失转基因植株,从而分析其在花粉发育进程中的生物学功能；通过PCR扩增方法对白菜BcAGP23和BcBGAL11基因的基因组全长和cDNA全长进行了克隆、鉴定以及蛋白结构和功能的预测；同时采用qRT-PCR和原位杂交方法对BcAGP23和BcBGAL11的时空表达模式进行了探究；通过构建人工nicroRNA载体,并对菜心进行转化,获得了的BcAGP23基因功能缺失转基因植株,从而分析其在花粉发育进程中的生物学功能；以白菜数据库(BRAD)为依托,全基因组分析得到16条白菜BGAL基因共计27个基因拷贝数,对基因的每个拷贝进行了启动子顺式作用元件、进化树构建、在不同组织和器官的表达等分析,取得的结果主要结果如下：(1)利用反义RNA技术构建了BcMF19反义沉默的白菜转基因植株,并将转基因植株命名为35sbcmfl9。与对照相比,35sbcmfl9的雌蕊、长短花药的形态明显受到影响；DAPI(4’,6-二脒基-2-苯基吲哚)对花粉粒染色时35sbcmfl9和对照中均能发现2个精核和1个营养核；亚历山大染色花粉活力统计结果显示对照中96%的花粉粒具有活性,而35sbcmfl9中只有86%；扫描电镜观察花粉形态发现35sbcmfl9中有大量形如柿饼的畸形花粉粒,正常花粉粒比例18%；采用透射电镜观察时发现35sbcmfl9二核和成熟花粉粒时期的花粉内壁表现出异常增厚,异常增厚现象在萌发沟处更加明显；35sbcmfl9的花粉体外萌发时其花粉管伸长到一定长度后变成球状并停止伸长,同时其花粉体内萌发实验结果也表明BcMF19的功能缺失可以影响花粉管在雌蕊中的延伸。(2)从白菜‘矮脚黄’核隐性不育两用系的可育株系中成功克隆了花粉发育特异基因的阿拉伯半乳糖蛋白基因BcAGP23的DNA全长和cDNA序列。BcAGP23只有一个外显子,无内含子,最大开放阅读框为186bp,编码61个氨基酸。qRT-PCR和原位杂交结果表明,在可育株系的Ⅲ级花蕾中的小孢子中开始表达,并随着花粉发育,表达量不断增加。(3)利用人工microRNA技术构建了BcAGP23的基因功能缺失转基因植株,并将转基因植株命名为bcagp23。与对照相比,bcagp23的长短花药的形态明显受到影响；DAPI (4’,6-二脒基-2-苯基吲哚)对花粉粒染色时bcagp23和对照中均能发现2个精核和1个营养核;亚历山大染色花粉活力统计结果显示对照中97%的花粉粒具有活性,而bcagp23中只有90%；扫描电镜观察花粉形态发现bcagp23中有大量塌陷的畸形花粉粒,正常花粉粒比例12%；采用透射电镜观察时发现bcagp23二核和成熟花粉粒时期的花粉内壁表现出异常均匀增厚,花粉内壁增厚现象一直能延续到成熟花粉粒时期。(4)从白菜‘矮脚黄’核隐性不育两用系的可育株系中成功克隆了花粉发育发育特异基因的B-半乳糖苷酶基因BcBGAL11的DNA全长和cDNA序列。BcBGAL11含有17个外显子,16个内含子,最大开放阅读框为2511bp,编码836个氨基酸。qRT-PCR和原位杂交结果表明,在可育株系的Ⅲ级花蕾中的小孢子中开始表达,在Ⅳ级花蕾中相对表达量达最大值,V级花蕾时表达量稍有下降。采用plantcare分析其启动子序列时,发现启动子序列含有ARE(厌氧诱导相关元件),HSE(高温胁迫相关元件),MBS(MYB结合位点与干旱诱导相关元件),TC-rich repeats(胁迫反应相关元件)和TCA-element(水杨酸反应相关元件)顺式作用元件。(5)植物BGALs参与到细胞壁的生物合成与修饰,并且是由一个多基因家族编码的。全基因组分析发现白菜中含有16条BGALs共计27个拷贝。每个拷贝的启动子序列中均含有许多已知的与胁迫和激素响应等相关的顺式作用元件.qQT-PCR分析不同基因的表达水平发现至少能在一个组织中检测到其表达量,部分基因还表现出表达的组织特异性,如BcBGAL11、BcBGAL13和BcBGAL15在可育株的花中特异表达；BcBGAL7、BcBGAL11、BcBGAL13和BcBGAL14在可育株的花药中特异表达。