本研究以采自辽宁省海城市东三道农业产业化示范区的‘南果梨’及大果芽变‘大南果梨’为试材,从细胞学、生理学和分子生物学等方面对梨大果型芽变形成的相关机制进行了研究,主要结果如下：一、‘南果梨’与‘大南果梨’的单果重、果实体积在果实成熟期均相差2.5倍以上,两者的果心大小在成熟期差异不显著,而托杯厚度相差1.5倍；流式细胞技术鉴定表明‘大南果梨’的倍性未发生变化。‘大南果梨’的细胞数目和细胞长度在果实发育的各个时期均高于‘南果梨’,分别为后者的1.2和1.3倍,且与单果重呈显著性正相关,前者的细胞分裂期也长于后者。‘大南果梨’的库活性在果实发育前期明显高于‘南果梨’,而果实发育后期两者差异不显著,在果实发育大部分时期‘大南果梨’的净库力都明显大于‘南果梨’。这些结果表明,果实大小和果肉厚度关系密切,而果心大小影响不显著,‘南果梨’可能是由于托杯中细胞的大小和数目的差异而表现大果。二、对‘南果梨’和‘大南果梨’的可溶性糖、有机酸含量利用HPLC技术进行测定,并对各组分可溶性糖、有机酸、单果鲜重和果实体积进行相关性分析,结果表明,在果实生长发育过程中,两者总糖含量变化趋势基本一致,果实发育前期中的可溶性糖以山梨醇为主,发育后期葡萄糖和蔗糖迅速积累,成熟果实的糖以果糖为主；总糖与蔗糖、葡萄糖、果糖均呈极显著的正相关,与莽草酸呈极显著的负相关,与苹果酸和柠檬酸呈显著的负相关；在果实生长发育过程中,两者有机酸含量变化趋势也基本一致,总酸含量随果实的发育呈下降趋势,幼果以苹果酸为主,其次为柠檬酸,总酸含量与苹果酸、柠檬酸呈极显著的正相关。果实大小与糖、酸含量的相关性分析表明,果实大小与不同可溶性糖组分含量均呈正相关,且与果实中蔗糖、葡萄糖和果糖含量呈极显著正相关,即果实体积越大,单果重越重,总糖含量越高。与苹果酸、莽草酸和柠檬酸含量呈负相关。三、利用HPLC技术进行测定了‘南果梨’和‘大南果梨’不同果实发育时期果肉和种子中内源激素IAA、GA3、ZT和ABA含量,结果表明,1)在果实生长发育过程中,两者果肉中IAA和ABA含量变化趋势基本一致,在果实发育前期含量最高,到果实迅速膨大前期降至最低,并维持较低水平直至果实成熟。GA3和ZT含量变化趋势基本一致,但‘大南果梨’果肉中GA3和ZT含量高于‘南果梨’。2)种子中各内源激素的含量与果肉中变化趋势基本一致,但种子中的含量明显高于对应品种的果肉中的激素含量。3)在果实发育前期‘大南果梨’果肉中的IAA/ABA和GA3/ABA比值均明显小于‘大南果梨’,而在果实膨大期除花后105～115 d之外,两者IAA/ABA和GA3/ABA比值间的差异不显著。果实发育期‘大南果梨’果肉中ZT/ABA比值总体上大于‘南果梨’,种子中生长促进类激素／生长抑制类激素在花后35 d-75 d之间,‘大南果梨’中的比值明显高于‘南果梨’中的比值,而花后75 d至果实成熟两者相差不大。总之,‘南果梨’果实生长过程中果实大小与‘大南果梨’间的差异与果肉和种子中内源激素含量及平衡的差异有关。四、利用AFLP技术和MSAP技术分析了‘南果梨’和‘大南果梨’基因组DNA序列和甲基化水平的差异性。AFLP扩增结果表明,相同引物组合所扩增的条带数量和带型完全相同,未检测出多态性差异,说明在引物覆盖的基因组DNA范围内没有序列上的差异。MSAP扩增结果表明,两者的总甲基化率分别为8.98%和7.80%,其中全甲基化率分别为6.67%和5.80%,半甲基化率分别为2.31%和2.00%。与‘大南果梨’相比,‘南果梨’超甲基化率为4.16%,去甲基化率为1.66%,未甲基化率为94.18%。这些结果表明,两者甲基化水平和甲基化模式皆存在差异。位点的甲基化模式的变化可能是导致‘南果梨’发生大果芽变的原因之一。五、利用cDNA-AFLP结合qRT-PCR技术进行了表达谱差异分析,结果显示,‘南果梨’和‘大南果梨’在果实生长发育期的表达谱有98条TDFs存在差异,认为是与调控果实大小相关的基因,其中有76条TDFs测序成功,GC含量为45%。同源比对分析表明,有25条TDFs (32.9%)在非冗余蛋白数据库中存在较高的同源蛋白序列,31条TDFs(40.8%)在非冗余other EST数据库存在高度相似性的EST,而20条TDFs未找到同源蛋白和相似EST,对其中76条TDFs进行功能注释、功能分类和代谢途径分析,结果表明,在生物学过程中,代谢过程占55%,主要包括大分子代谢过程(macromolecule metabolic process)、初级代谢过程(primary metabolic process)、细胞代谢过程 (cell metabolic process)和氮化合物的代谢过程(nitrogen compound metabolic process);此外还包括生物合成过程(11.9%)和信号转导(3.57%)；在分子功能注释中,以核苷酸结合(nucleotide binding)、水解酶活性(hydrolase activity)和蛋白结合(protein binding)为主,还涉及到信号转导活性(signal transducer)和转录因子(transcription factor activity);在细胞组成类注释中,主要涉及到细胞部分(cell part)和膜结合细胞器(Membrane-bounded organelle)两方面。此外,利用qRT-PCR技术对17个TDFs进行检测,结果与cDNA-AFLP技术得到的一致,证明cDNA-AFLP技术在芽变分析的可靠性与使用性。六、利用同源基因克隆技术,在‘南果梨’和‘大南果梨’上成功获得2个梨NAC转录因子,命名为PNACN和PNACD.利用生物信息学方法对其核苷酸及推导的氨基酸序列进行理化性质、结构域、同源序列比对及系统进化树的分析。结果表明,克隆得到的2个基因同属NAC类转录因子,推导的氨基酸序列具有典型NAC转录因子的结构特征,系统发育树分析表明,二者同属NAC家族中的NAM亚组,同源性比较发现,2个梨NAC基因推导的氨基酸序列之间的相似性为84.9%。与PNACD目比,在第245个氨基酸残基处,PNACN连续插入6个组氨酸。