植物的生长发育与新陈代谢受遗传和环境因素的双重调控。为了在复杂环境中生存,植物必须正确感受和应答周围环境的物理或化学信号。在开花植物中,花粉管的主要作用是将不能移动的精细胞传递至胚珠以完成双受精,其中花粉管导向是双受精过程的关键,决定雌雄配子能否正确相遇。目前已发现花粉管导向过程有许多化学信号参与。由于化学信号通常难以在较长距离上维持浓度梯度,近年来有研究者提出物理机制可能也参与花粉管导向过程的部分调节,但尚缺乏可靠的证据。由于拟南芥具有致密结构的花柱组织,当花粉管由柱头穿过花柱进入相对疏松的引导组织时,花粉管需承受的压力在时间上和空间上发生诸多变化。因此,我们提出花柱等组织对经其生长的花粉管所产生的物理压力信号可能参与花粉管导向过程的调节这一假说。首先通过体内、半体外和完全体外实验证明花粉管必须穿过花柱才能被正确导向胚珠。为了剥离花柱中化学信号的影响并模拟花柱中致密组织所产生的压力,创建了琼脂包埋花粉管的方法,初步验证在没有花柱存在的情况下,压力可以部分恢复花粉管朝胚珠的定向生长。进一步通过琼脂包埋实验观察perk7prk6突变体花粉管的导向性,探究了PERK7,PRK6基因是否参与到压力影响花粉管导向性的过程。由于半体外实验中的花柱结构和琼脂包埋实验中的琼脂所产生的压力不可控,并且难以定量,为了更准确地评估压力对花粉管导向性的影响,本论文进一步设计和制作了一种具有狭窄通道的微流控芯片来模拟花柱结构,对体外培养的单根花粉管定量施加压力。At LURE-PRK信号通路是花粉管导向过程中介导珠孔导向的一条重要信号通路,因此利用原核表达系统表达并纯化了At LURE1.2小肽,通过半体外和完全体外实验再次验证了花粉管必须穿过花柱才能响应该小肽,产生特异抖动。最终,利用花粉管对At LURE1.2小肽的这种特异抖动响应作为判断花粉管导向性强弱的一个指标,在微流控芯片中再次证明花粉管导向性是依赖于压力的。综上所述,对体外培养的花粉管施加压力时,花粉管可以恢复一定的导向性。而且PERK7、PRK6基因和At LURE信号可能参与该表型。本研究将为植物机械感受的研究提供理论基础,为作物育种、果实品质调控提供创新性思路。