ABCG作为ABC转运蛋白家族中最大的亚族,参与木栓质前体物质的转运。为了深入研究PbABCG11基因是否参与‘砀山酥梨’褐皮芽变‘砀山金酥’果皮木栓质的形成,本研究通过对‘砀山酥梨’PbABCG家族基因的分析,‘砀山酥梨’与‘砀山金酥’中PbABCG11基因的克隆、结构分析、定位和功能分析,结合抑制剂处理试验以及‘砀山酥梨’和‘砀山金酥’果皮代谢组数据的分析,进而从多个方面解释‘砀山金酥’果实褐皮的分子机理。主要研究结果如下:1、通过对‘砀山酥梨’PbABCG家族基因的生物信息学分析,发现梨PbABCG家族基因比较复杂,这些基因的功能在进化的过程中出现了明显的分化,但也有不少基因有着相似的结构和功能。‘砀山酥梨’和‘砀山金酥’果皮PbABCG基因表达显示,‘砀山金酥’果皮表面木栓质的形成可能与PbABCG基因有着一定的关系;2、通过‘砀山酥梨’和‘砀山金酥’的转录组数据进行分析,筛选出在果实发育不同时期出现差异表达的ABCG家族基因PbABCG11,该基因在砀山酥梨中全长2061bp,编码687氨基酸,在‘砀山金酥’中116bp位置缺失3个碱基,且596bp位置碱基G变为A,导致氨基酸翻译的提前终止;3、亚细胞定位显示,PbABCG11D的表达定位在细胞膜上;而PbABCG11X基因由于提前终止,导致氨基酸合成出现障碍,无法定位;PbABCG11Q和PbABCG11H表达分布于细胞膜和细胞核中,属于核膜定位。通过转基因发现PbABCG11D转基因拟南芥中木栓质前体物质十八酸三甲基硅酯和十八酸丙基酯化合物的含量出现了下降,而其他转基因植株中主要物质成分的含量没有出现明显的差异。实验结果说明PbABCG11D基因可能通过将木栓质前体物质像角质合成方向转移从而减少木栓质的形成。4、通过抑制剂试验,我们发现脂肪酸抑制剂可以一定程度上抑制‘砀山金酥’果皮木栓层的积累,不同的抑制剂的抑制效果不同,其中Pebulate和浅蓝菌素的抑制效果最好,它们通过抑制脂肪酸,尤其是长链脂肪酸的合成,从而明显减少‘砀山金酥’果皮木栓质的的含量;5、通过对‘砀山酥梨’和‘砀山金酥’果皮代谢组数据分析,发现在‘砀山金酥’中,不只是木栓质组成相关的脂肪酸的含量有差异,还包括大量的单宁类物质、甘油类物质和萜类物质。这些物质很有可能也是在‘砀山金酥’果实木栓质的形成过程中扮演着重要的角色。