花粉管正常生长是植物完成授粉受精的前提。花粉管生长过程中受到多种因素控制,除了受到外界因素的控制,还会受到花粉管内部分泌的激素、蛋白、多肽等信号物质的影响。植物硫磺素PSK是一种由5个氨基酸组成的磺化短肽,最初在细胞悬浮培养过程中发现,它能够促进细胞增殖,后经多年研究发现,PSK在促进细胞分化和体细胞胚形成、调节花粉的群体效应、提高抗逆性、刺激次生产物产生等方面也发挥着重要作用。同时发现,含有C2保守域的蛋白质在植物生长发育的多个过程中发挥着重要作用。本研究主要围绕PSK多肽和含有C2保守域的蛋白调控梨花粉管生长机制开展研究,主要结果如下:1.在五个蔷薇科物种（梨、苹果、草莓、桃、梅）中鉴定到36个PSK基因,根据系统发育分析分为3个亚家族。基因结构分析和motif分析结果发现,同一亚家族之间的基因相似性比较高,而且保守motif结构相似性也比较高。复制模式分析发现,全基因组复制事件是梨,苹果,桃和梅中PSK家族基因扩张的主要驱动力,而在草莓PSK家族成员中,有50%为离散复制事件,33.3%为近端复制事件。通过Ka/Ks计算分析发现,蔷薇科PSK家族成员主要进行纯化选择,因此推断蔷薇科PSK家族是非常保守的。通过组织定位分析发现,在梨花粉中表达的PSK基因有6个,其中PbrPSK2在花粉中的表达量最高;结合花粉动态发育过程的荧光定量分析结果发现,PbrPSK2整个花粉发育的过程中表达量都很高。因此,推测PbrPSK2可能在花粉管生长发育的过程中发挥着重要作用。2.为了进一步研究PbrPSK2对梨花粉管生长的影响,本研究利用体外原核重组的PbrPSK2蛋白处理体外培养的花粉管。结果发现,PbrPSK2能够促进梨花粉管的生长,花粉管的长度明显增长,使用不同浓度的PbrPSK2蛋白处理梨花粉,发现具有浓度依赖性。利用反义寡核苷酸技术（ODN）敲低梨花粉中PbrPSK2的表达,与对照相比,经过ODN处理的花粉管生长受到明显抑制,反向验证了 PbrPSK2促进梨花粉管的生长。此外,外源施加PbrPSK2蛋白能够使梨花粉管尖端的ROS含量增加,由此推断,ROS可能在PbrPSK2促进花粉管生长的过程中发挥着重要作用。3.含有C2保守域的蛋白质在植物生长发育的多个过程中发挥着重要作用。本文在梨中筛选得到166个含有C2结构域的基因,分为5个家族,即PKC-C2（PF00168,135）、PTEN-C2（PF10409,8）、NT-C2（PF10358,17）、YEATS（PF03366,5）和 DOCK-C2（PF14429,1）。其中发现了 38个含有多个C2结构域的基因,并分为含有跨膜结构的蛋白（27个）和（11个）可溶性蛋白两类。复制模式分析发现,WGD和串联复制是驱动梨C2基因家族扩张的主要驱动力。通过计算Ka/Ks值发现,仅含有C2保守域的基因的Ka和Ks值都极显著的高于梨基因组中含有所有类型的C2基因型的基因的Ka和Ks值,并且C2亚家族在进化过程中受到的选择压力显著性的高于C2超家族的选择压力,C2家族功能较保守,为了适应其功能的要求,具有较高进化速率。花粉动态发育过程的转录组数据分析发现,在花粉发育过程中有104个C2基因表达,其中表达量比较高的（RPKM>10）有34个。对其中15个高表达量的基因进行组织定位分析发现,发现7个基因在花粉管和其它组织中都处于较高的表达水平,其中Pbr020577.1和Pbr008359.1在花粉中特异性表达。又结合荧光定量分析结果发现,有6个基因在花粉动态发育过程中的表达趋势与RPKM一致,表明C2基因在梨花粉生长发育过程中发挥着重要的作用。通过亚细胞定位、ODN等试验进一步研究PbrPCCP3对花粉管生长的影响。亚细胞定位结果显示,PbrPCCP3是膜定位蛋白。ODN结果显示,当敲低花粉管中PbrPCCP3的表达后,花粉管生长速率减缓,花粉管的长度明显变短,说明PbrPCCP3能够促进花粉管生长,研究结果丰富了含有C2保守域蛋白的功能。综上所述,本研究阐明了全基因组复制是蔷薇科PSK家族基因扩张的主要驱动力,明确了 PbrPSK2通过调控活性氧浓度促进梨花粉管的生长。同时,系统分析了梨C2家族基因,明确了质膜PbrPCCP3蛋白是梨花粉管促生长因子。相关研究结果为探明梨花粉管生长发育的机制提供了参考。