梨（Pyrus bretschneideri）是受世界各地人们喜爱的重要水果,主要生长在温带地区。梨的果实多种多样,大小、形状、质地和风味都各有特点。依赖于有性生殖的成花坐果既是梨生产的主要目标,也是其研究的重要内容。被子植物的有性生殖过程需要雌雄生殖细胞相互协调配合,在双受精过程中,花粉管和雌蕊之间交流频繁。亲和的花粉附着在花柱的柱头上后,花粉萌发形成花粉管并向下生长,此过程中花粉管受到雌蕊细胞外基质中引导调控,进入胚珠。许多信号分子,如MLO（Mildew Locus O）也参与了这一过程。MLO是一种植物特异的具有七跨膜结构的蛋白,最初研究发现MLO影响白粉病的易感性,后来发现其广泛参与生物/非生物胁迫响应,包括花粉与雌蕊的相互作用。已有研究表明,MLO基因家族存在于多种植物中。拟南芥MLO家族有15个成员,玉米至少有9个成员,而水稻中有12个成员。然而,至今没有关于梨中MLO家族分析的报道。因此,为了揭示梨MLO家族的基因特征,本研究从梨数据库中检索了梨MLO成员,克隆对应基因,并对其在根、茎、叶、雌蕊、花粉和果实中的表达进行检测。对梨中的MLO基因进行全基因组鉴定和分析,获得24个MLO同源基因并依次命名为PbrMLO1-PbrMLO24。基因结构分析表明,PbrMLO基因在不同的分支中具有基本相似的外显子-内含子结构。保守结构域分析表明,PbrMLO蛋白均含有8-15个保守的motif。序列比对结果表明PbrMLO蛋白拥有保守的钙调素结合域（CaMBD）。通过比较PbrMLO家族成员的氨基酸序列,发现所有的蛋白都包含7个跨膜结构域,这是PbrMLO蛋白的一个典型特征。系统发育分析表明,梨中的24个PbrMLO基因可分为4个亚家族（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ）。不同组织特异性表达分析表明,24个PbrMLO基因在不同的梨组织中均有表达,但表达模式不同。对PbrML023进行亚细胞定位分析发现,PbrML023-GFP融合蛋白在细胞膜上表达。为了进一步了解PbrML023在调控花粉管生长中的作用,采用反义寡核苷酸抑制技术下调了梨花粉管中PbrML023的表达量,并发现花粉管的生长受到促进,相比于对照花粉管长度增加。因此,PbrML023可能在抑制花粉管的生长中发挥了一定的作用。研究表明,PbrML023可以DEFL （Defensin-like gene）直接互作。因此,本研究进一步鉴定了在梨中表达的DEFL基因。首先使用生物信息学方法发掘梨基因组中DEFL基因信息,获得了 36个PbrDEFL基因,分别命名为PbrDEFLl-PbrDEFL36。基因结构分析表明,PbrDEFLs基因在不同的分支中具有基本相似的外显子-内含子结构。Motif分析表明,所有PbrDEFL均含有10个保守的motif,各个分支PbrDEFL的motif数量和分布基本相似。染色体分析表明,PbrDEFL基因位于一个染色体上。36个PbrDEFL基因的重复序列排列非常相似,表明这些染色体片段自分化以来经历了几次重排。系统发育分析表明,DEFL基因家族可分为四个亚家族（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ）。组织特异性表达结果表明,梨中绝大多数的PbrDEFL基因主要在叶片和花粉中表达。为进一步了解PbrDEFL基因在花粉中的作用,同样采用反义寡核苷酸抑制技术下调了梨花粉管中PbrDEFLs的表达,结果表明,反义寡核苷酸技术处理后,基因的表达水平降低而花粉管长度增加。并且通过酵母双杂交验证实验证明,PbrML023与PbrDEFL23可以发生相互作用。当PbrDEFL23被敲低后,花粉中钙浓度升高,研究发现梨PbGLR3.3参与介导了胞外钙离子内流,但是PbrDEFL23与PbGLR3.3是否在同一条信号通路上仍有待明确。总之,本研究明确了梨中MLO和DEFL的基因家族组成信息和结构特征,探明了 PbrML023和PbrDEFL23可以直接互作,并负调控梨花粉管的生长;阐明了PbrDEFL23的表达量下降,导致梨花粉管钙离子浓度升高,提高花粉管生长速率的信号路径。这些结果进一步丰富了对梨花粉管生长发育的理解。