罗汉果Siratia grosvenorii是药食同源的传统中药,是仅分布于广西北部山区的中国特有药用植物。罗汉果及其甜苷V应用前景广阔,需求量不断增加,然而适栽区域狭窄且无法连茬及种植雄株浪费了大量的土地将造成未来土地的稀缺、人工授粉的繁重及劳动力资源的紧缺、有籽果实对甜苷V的提取和利用造成很大的困难等原因使甜苷V资源的匮乏限制了该产业的发展。目前选育出的三倍体无籽罗汉果虽然解决了种子的难题,但果实变小,且仍需人工授粉,种植收益远低于有籽品种,无法推广种植。本课题利用生长调节剂刺激罗汉果雌花获得单性结实罗汉果的技术,较好地解决了生产上雄株栽种占地面积广、人工授粉等问题,提高了罗汉果的产量,生产加工成本和难度均大幅度地降低。这是罗汉果栽培上的有益发现,它的应用将改变罗汉果传统种植中必须人工授粉才能结果的栽培模式,结束繁重的人工授粉时代。本文对刺激性单性结实的罗汉果果实的生物学和解剖学特征、内源激素变化及基因表达谱等方面进行了研究,为罗汉果的刺激性单性结实果实的形成机理奠定基础。研究结果叙述如下：1.刺激性单性结实的罗汉果果实的发育规律为：单性结实果实的生长发育与正常授粉果实生长发育一致,果实快速生长期为3-20 d,30 d果实生长发育变缓,成熟果为中果到大果,果实少籽,甜苷V含量平均为1.47%,与授粉果实无显著差异,果肉利用率高,果肉疏松,便于干燥且不易出现响果,果皮较厚而硬,利于运输和保存。2.单性结实果实的解剖学特征为：单性结实果实诱导后仅珠被发育形成种皮,胚不生长,成熟后仅具种壳,种子干瘪无种仁。诱导后3 d果肉细胞明显膨大,较授粉果实早,且细胞较大。3.单性结实果实中内源激素的变化规律为：IAA的含量先降后升,且除10 d和20 d外单性结实果实中的IAA含量均比授粉果实高。GA含量先升后降,但单性结实果实峰值均较授粉组高(1 d除外),分别在3 d和5-10 d。ZT含量先降后升,10 d前,单性结实果实中的ZT含量均较授粉果实高,但15 d-20 d含量较低。ABA含量先降后升,单性结实果实中含量均较授粉果实高,前者较低值主要出现在5-20 d且30 d时迅速增加,而后者较低值维持至30 d且40 d时才迅速增加。4.应用Solexa高通量测序技术对果实发育初期(0 d-3 d)进行转录组测序,转录组测序得到352,757,748条reads,通过组装,最终得到69047条unigene。在转录组中发现与单性结实果实发育初期相关的激素代谢相关的unigene共716条,其中涉及生长素的有204条、涉及赤霉素的有67条、涉及细胞分裂素的有177条、涉及油菜素内酯的有140条、涉及乙烯的有128条。另外,我们还发现了Cytochrome P450基因unigene121条,涉及脱落酸的unigene 81条,涉及水杨酸的unigene78条,涉及茉莉酸甲酯的unigene 87条。此外,我们还发现了转录因子的unigene共406条,包括了MYBtranscription factor、MYC、RAX1、WRKY、HB29、HBP-1b、BZIP、GATA、NAC、 B3 domain-containing transcription factor、bHLH等,这些结构基因和调节基因的unigene是今后对诱导单性结实进行进一步研究的重要基因资源。5.单性结实罗汉果果实发育初期相关基因的筛选：通过对单性结实果实发育初期的转录组的差异分析,以0d样品为对照发现诱导1 d后1831个基因上调并有2768个基因下调,诱导3 d后有2776个上调并有2299个下调。经过对差异基因及果实生长的分析,我们找到了与诱导单性结实发育初期相关的基因共26个,为以后的全长基因克隆和功能验证指明了方向。6. qRT-PCR实验对这26个基因进行验证,结果表明：基因的相对表达量的表达变化模式与转录组里的表达模式总体上是接近的,并揭示了AUX/IAA14蛋白、GA20ox氧化酶、 IPT及CYP735A合成酶、ACO合成酶、CYP85A1合成酶、细胞周期蛋白cyclin-D5-1、BAK1、BRI1及BSK调节因子及CHS合成酶及MADS-box protein转录蛋白等在诱导性单性结实的罗汉果果实初期发育中的表达规律,它们可能是形成单性结实的关键酶及基因,可代替授粉使罗汉果座果,并发育成成熟的罗汉果果实,该结果为进一步调控基因的表达及改进本实验中生长调节剂处理的方法提供了依据。