石细胞是梨果肉中特有的细胞类型,在分类上属于短石细胞。石细胞的大小、分布和密度以及石细胞团的大小是影响梨果实食用口感和加工品质的重要因素。我国梨栽培面积位居世界第一,但是由于近年来部分主栽品种品质退化,石细胞含量较多,导致果肉粗糙,严重影响了梨果实的食用品质和经济效益。石细胞次生壁中的木质素和纤维素是其主要的两大成分,它们的合成和积累是引起石细胞形成的关键因素。目前木质素和纤维素的研究主要集中在模式植物拟南芥和杨树中,木质素和纤维素在果实中的合成调控机制鲜有报道。因此,本研究通过测定236份砂梨果实中石细胞、木质素和纤维素含量,结合梨的基因组和花后50天不同梨果实的转录组数据分析,筛选与石细胞发育相关的转录因子,并通过分子生物学手段验证候选基因的功能,以期为石细胞的分子调控提供理论依据。研究结果如下:1.系统测定236份砂梨资源果实石细胞及其主要组分木质素和纤维素含量,结果表明,梨果实中的石细胞、木质素和纤维素含量平均值分别为10.93%,29.73%和18.03%。对梨果实横切面用间苯三酚-盐酸染色法进行染色,结果表明石细胞团主要分布在果实中心,同时以辐射形状从果实中心向果肉出分布。此外,对不同品种的石细胞、木质素和纤维素含量进行相关性分析,发现石细胞中木质素含量高于纤维素含量,木质素和石细胞含量的相关性高于纤维素和石细胞含量的相关性,表明木质素在石细胞的形成过程中发挥更重要的作用。此外,根据花后50天不同梨果实的转录组数据筛选了 11个与石细胞形成相关的转录因子（包括bZIP、bHLH、ERF、MYB和NAC）。qRT-PCR结果显示这些候选基因的表达量与石细胞含量呈现相同的趋势,表明在梨果实的发育过程中,这些基因可能参与了石细胞形成。2.对梨全基因组范围的bZIP基因家族进行分析,共鉴定到86个梨bZIP转录因子成员,进一步聚类分析发现,梨bZIP转录因子分成11个亚家族,对基因结构和保守结构域的分析,进一步证明了分类的可靠性。共线性分析表明,全基因组复制事件对bZIP家族扩张发挥主要作用;纯化选择是驱动家族进化的首要力量。通过基因共表达分析和荧光定量验证发现了 9个基因可能与石细胞木质素的合成相关,为进一步开展基因功能验证提供了理论基础。3.对筛选到的与梨果实石细胞中木质素和纤维素合成相关的PbrbHLH169转录因子开展基因功能鉴定,亚细胞定位表明PbrbHLH169属于核蛋白,PbrbHLH169在砂梨品种‘梨园香梨’的不同发育时期和不同组织部位的表达模式分析表明,PbrbHLH169在花后35天和49天果实中（梨果实中石细胞开始合成和迅速积累期）的表达量达到最高值,在茎和叶片中也有较高的表达量;同时,PbrbHLH169在高、低石细胞品种的表达量与石细胞含量变化呈现相同的趋势。瞬时过表达PbrbHLH169会引起梨果实中木质素和纤维素含量的显著变化,与空载对照相比,梨果实中的木质素含量提高了 45.45%,纤维素含量增加了 53.14%,并且与木质素和纤维素合成相关的结构基因表达量显著升高。稳定遗传转化拟南芥,获得转基因T2代阳性苗,其茎秆中的木质素含量显著上升。