有机酸是梨内在品质的评价标准之一。我国的梨品种较为丰富,不同品种间有机酸积累的差异各不相同。多年来,国内外关于梨果实有机酸的研究大多集中在有机酸的组分和含量上,而与梨果实有机酸积累相关的基因的研究报道较少。本研究首先利用高效液相色谱法分析了我国5个栽培种中9个梨品种的有机酸含量的差异,明确了苹果酸和柠檬酸为梨果实的主要有机酸;然后,以‘砀山酥梨’为实验材料,克隆了PbrALMT9,PbrTDT1和PbrVHA-c4基因,并对它们进行了关于调控有机酸积累的功能验证。进展如下:1.用高效液相色谱法检测了白梨、砂梨、秋子梨、西洋梨和新疆梨5个主要栽培种的9个梨品种成熟果实内有机酸组分和含量。结果表明:成熟期梨果实果肉中的有机酸组分主要为苹果酸、柠檬酸、奎尼酸、酒石酸、草酸、莽草酸和琥珀酸等,其中苹果酸和柠檬酸为主要有机酸,其含量显著高于其他有机酸组分。这两种酸的平均含量之和约占总酸平均含量的86.68%。在测试的9个品种中,分属于白梨和砂梨系统的品种有机酸含量都比较低;秋子梨和新疆梨系统的品种,酸含量适中,而属于西洋梨的两个品种,酸含量最高。相关性分析结果显示,苹果酸和柠檬酸含量与总酸含量呈极显著关系;在检测到的7种有机酸之间,苹果酸和柠檬酸呈极显著正相关,琥珀酸和莽草酸之间也是如此。2.6个蔷薇科果树物种的铝激活型苹果酸转运蛋白（ALMT）基因家族进行分析并筛选出与梨果实苹果酸积累相关的基因,PbrALMT9。本文分析了中国白梨（Pyrus）、苹果（Malus domestica）、草莓（Fragaria vesca）、桃（Prunuspersica）、梅（Prunus mume）和西洋梨（Pyrus communis）6个蔷薇科物种的ALMT基因,共鉴定出113个同源基因,被划分为3个大亚家族和10个小亚家族。共线性分析结果揭示了在梨和苹果物种中全基因组复制是家族扩张的主要方式;而草莓、桃和梅的家族扩张主要方式是分散复制。另外,梨7对自身共线基因对的Ka/Ks值都小于1,表明持续的纯化选择在维持梨ALMT基因功能的稳定性上起着关键的作用。结合梨果实动态发育过程中转录组分析结果、苹果酸含量的变化和候选基因的荧光定量表达结果,发现B亚家族中的3个基因与苹果酸代谢相关,且PbrALMT9基因不仅转录水平高于其他基因,而且表达模式与果实动态发育过程中的苹果酸含量变化的趋势一致。对PbrALMT9基因进行转基因功能验证,结果表明该基因能够促进果实中苹果酸的积累。总的来说,基因组家族分析结果为蔷薇科基因组中ALMT基因家族提供了一个概述;转基因功能验证为进一步的功能研究奠定了基础。3.从‘砀山酥梨’中克隆出PbrTDTI基因。该基因开放阅读框全长为1590bp,编码了 530个氨基酸,预测蛋白分子量为57.59 KDa,等电点为7.22。结构域分析表明PbrTDT1有一个典型的Nasulphsymp结构域。进化树分析显示PbrTDT1与拟南芥AtTDT具有较高的同源性。PbrTDT1定位于液泡膜上,并含有13个跨膜域。表达模式分析发现PbrTDT1与果实有机酸积累相关。超表达PbrTDT1基因能够促进了苹果酸的积累,且病毒沉默PbrTDT1基因抑制了苹果酸的积累。4.从‘砀山酥梨’上克隆出PbrVHA-c4基因,该基因包含一个501 bp的开放阅读框,编码了 166个氨基酸,预测蛋白分子量为16.76 KDa,等电点为8.68。进化树分析显示PbrVHA-c4与拟南芥AtVHA-c4及柑橘CitVHA-c4具有较高的同源性。PbrVHA-c4定位于液泡膜上,含有4个跨膜区域。通过表达模式分析,发现PbrVHA-c4与梨果实中柠檬酸的积累相关。超表达PbrVHA-c4基因证明了其能够促进果实柠檬酸的积累。酵母双杂交和双分子荧光互补实验结果共同表明,PbrVHA-c4能够与乙烯转录因子PbrERF13进行蛋白互作。