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自交不亲和是显花植物进行有性生殖花粉和柱头之间相互识别和交流过程中涉及一种遗传机制。目前对于蔷薇科自交不亲和性的研究主要集中在花柱中花粉管的响应上，而对于柱头在授粉开始时的作用的研究资料很少。本研究以具有典型配子体自交不亲和性的中国主栽品种‘鸭梨’及其自然生芽变自交亲和品种‘金坠梨’为材料，探讨了亲和授粉与不亲和授粉在授粉的早期阶段花柱中基因表达的差异，并以‘月月红’为试材建立遗传转化体系对相关关键基因进行研究，以期对自交不亲和机制的研究提供一定的理论依据。主要研究结果如下：
1.我们在自花授粉0.5h和2h收集了‘鸭梨’和‘金坠梨’两种花柱，进行高通量测序。通过对差异表达基因的途径富集分析及定量PCR验证发现“植物-病原菌相互作用”是最具代表性的途径。在亲和授粉和不亲和授粉之间，与花粉生长和病原菌抑制相关的基因表达水平差异显著，如LRR(富含亮氨酸的重复伸肌素)、抗性和防御类蛋白。有趣的是，在0.5h时，与不亲和授粉相比，在亲和授粉系统中这些基因大部分上调。钙离子转运需要的ATP酶也表现出上调表达。综上所述，在花粉与柱头开始接触时就发生了自交不亲和性反应。
2.以月季‘月月红’(Rosa chinensis‘Slaters Crimson China’)茎段为外植体获得无菌苗，在MS+30g/LSucrose+7g/LAgar+1mg/L6-BA+0.1mg/LIBA培养基上实现了“月月红”快速繁殖，之后以繁殖的月季叶片为外植体在MS+30g/LGlucose+3g/LGel+4mg/L2,4-D培养基上成功诱导出愈伤组织并进一步诱导出体细胞胚，将体细胞胚在MS+30mg/LGlucose+3g/LGEL+1mg/L6-BA+0.1mg/LNAA+0.1mg/LGA3建立了月季‘月月红’的再生体系。并将梨的一个基因转入月季体细胞胚中通过筛选获得一些抗性芽，由于还未获得再生植株，还不能确认梨基因的导入情况。
3.Ca2+对植物细胞的生长和发育具有关键的调控作用。使用Ca2+荧光探针(Fluo-4/AM)检测细胞内游离的Ca2+的动态变化，对进一步了解Ca2+在细胞中的作用具有重要意义。将花粉及花粉管进行负压处理2h，花粉萌发率及花粉管的活性没有受到影响。对培养2h后的花粉管进行不同条件下的负压渗透处理，辅助荧光探针Fluo-4/AM进入花粉管。用激光共聚焦显微镜观察发现，在低温(4℃)条件下，负压(-80 KPa)渗透加载荧光探针30min，花粉管尖端可以观察到明显的Ca2+梯度。总之，负压渗透辅助加载的方法可以有效的促进荧光探针进入花粉管细胞内与Ca2+结合。
1.我们在自花授粉0.5h和2h收集了‘鸭梨’和‘金坠梨’两种花柱，进行高通量测序。通过对差异表达基因的途径富集分析及定量PCR验证发现“植物-病原菌相互作用”是最具代表性的途径。在亲和授粉和不亲和授粉之间，与花粉生长和病原菌抑制相关的基因表达水平差异显著，如LRR(富含亮氨酸的重复伸肌素)、抗性和防御类蛋白。有趣的是，在0.5h时，与不亲和授粉相比，在亲和授粉系统中这些基因大部分上调。钙离子转运需要的ATP酶也表现出上调表达。综上所述，在花粉与柱头开始接触时就发生了自交不亲和性反应。
2.以月季‘月月红’(Rosa chinensis‘Slaters Crimson China’)茎段为外植体获得无菌苗，在MS+30g/LSucrose+7g/LAgar+1mg/L6-BA+0.1mg/LIBA培养基上实现了“月月红”快速繁殖，之后以繁殖的月季叶片为外植体在MS+30g/LGlucose+3g/LGel+4mg/L2,4-D培养基上成功诱导出愈伤组织并进一步诱导出体细胞胚，将体细胞胚在MS+30mg/LGlucose+3g/LGEL+1mg/L6-BA+0.1mg/LNAA+0.1mg/LGA3建立了月季‘月月红’的再生体系。并将梨的一个基因转入月季体细胞胚中通过筛选获得一些抗性芽，由于还未获得再生植株，还不能确认梨基因的导入情况。
3.Ca2+对植物细胞的生长和发育具有关键的调控作用。使用Ca2+荧光探针(Fluo-4/AM)检测细胞内游离的Ca2+的动态变化，对进一步了解Ca2+在细胞中的作用具有重要意义。将花粉及花粉管进行负压处理2h，花粉萌发率及花粉管的活性没有受到影响。对培养2h后的花粉管进行不同条件下的负压渗透处理，辅助荧光探针Fluo-4/AM进入花粉管。用激光共聚焦显微镜观察发现，在低温(4℃)条件下，负压(-80 KPa)渗透加载荧光探针30min，花粉管尖端可以观察到明显的Ca2+梯度。总之，负压渗透辅助加载的方法可以有效的促进荧光探针进入花粉管细胞内与Ca2+结合。