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胡桃科(Juglandaceae)山核桃属(Carya Nutt.)有世界普遍栽培的两个种:山核桃（Carya cathayensis Sarg.）与薄壳山核桃(C.illinoensis K.Koch)。薄壳山核桃花粉授粉的山核桃果皮颜色明显变绿，单果均重提高39.1％，具有明显的花粉直感现象。前人已从分子标记和胚胎学层面证实了异源花粉授粉的山核桃存在无融合生殖现象，异源授粉后山核桃果实增大并不是由新胚的发育引起的。因此，探讨无融合生殖下的花粉直感现象具有重要的理论价值，充分挖掘花粉直感的增强潜力，对提高山核桃产量具有重要的现实意义。果实的生长和发育所需的物质主要来源于绿色器官的光合作用。除叶片外，诸如果皮、种皮等非叶器官也存在完整的叶绿体结构，是种实发育的一个重要补充来源。基于异源花粉授粉的山核桃果实光合能力和抗光抑制能力显著增强的事实基础，本研究在山核桃果实不同发育时期通过转录组测序对2种花粉授粉的山核桃果皮进行比较转录组研究，结合相关光合生理指标，试图从转录水平上揭示异源花粉授粉下山核桃果实光合增强的分子机制。主要结果如下: (1)授粉后65-108天(65DAP-108DAP)，薄壳山核桃花粉(pp)授粉的山核桃果实明显大于山核桃花粉(hp)授粉的山核桃果实，从65DAP开始对不同花粉授粉的山核桃果实进行二氯苯基二甲基脲(DCMU)光合抑制处理（抑制效果约为50％），发现DCMU处理使hp授粉的山核桃单果干重、核干重和种仁含油率分别降低了10.3％、9.2％和5％;pp授粉的山核桃单果干重、核干重和种仁含油率分别降低了16.4％、28.1％和3.5％。因此，山核桃果实光合作用对其果实发育起着十分重要的作用。 (2)15DAP，不同花粉授粉的山核桃果皮之间有686个差异基因，其中有405个基因在pp处理后明显上调，GO分析表明，差异基因主要与糖代谢、蛋白磷酸化、四吡咯结合蛋白、水解酶活性、催化活性相关。KEGG分析表明，基因主要富集在类苯基丙烷的合成与代谢、植物激素信号转导、生物碱合成等通路。30DAP时，不同花粉授粉的山核桃果皮之间有2367个差异基因，其中有982个基因在pp处理后显著上调，1385个明显下调。GO分析表明，差异基因主要与碳代谢、糖类的合成、光合作用、光系统Ⅰ及其反应中心、光合膜及部分转移酶活性相关。KEGG分析表明，差异通路主要为植物激素信号转导、光合-捕光蛋白，氨基酸的代谢等。65DAP时，不同花粉授粉的山核桃果皮之间有1984个差异基因，其中有691个基因上调，1293个基因下调。通过GO及KEGG分析，结果表明差异基因主要与有机物的代谢、调控、催化活性、离子绑定、糖代谢有关，涉及植物病原本互作、光合捕光蛋白、植物激素信号转导等113条通路。从不同发育时间的转录组分析看，不同花粉授粉的山核桃果皮基因在15DAP时已明显差异，但与光合相关的基因尚未发现明显差异;发育至30DAP时，山核桃果皮叶绿素合成途径、光捕获蛋白等光合相关基因已出现明显差异表达;65DAP时，山核桃果皮除叶绿素合成、光捕获等光合相关基因外，其碳同化等途径也存在显著差异。我们推测，异源花粉授粉的·山核桃果实光合能力增强可能与异源花粉管的萌发和发育有关。 (3)从30DAP开始，pp授粉的山核桃果皮中与卟啉、叶绿素代谢相关的基因明显上调，如叶绿素酶(CLH)、镁-原卟啉环化酶(CRD)、血红素加氧酶(HEMA)、脱酯基叶绿素加氧酶(CAO)、叶绿素合酶(CLHG)等，这可能导致了40DAP后，山核桃果皮中叶绿素含量明显提高，从而导致了果皮明显变绿。65DAP时，pp授粉的山核桃果皮中的光系统Ⅱ捕光蛋白(LHCⅡ)及其光修复相关蛋白和32个热激蛋白(HSP)、Rubisco活化酶(RCA)、碳酸酐酶(CA)表达量均显著上调。55DAP-85DAP，pp授粉的山核桃果皮的净光合速率、Rubisco活性均明显高于hp授粉的山核桃果实;可见，在山核桃果实快速发育期，pp授粉的山核桃果皮具有更多的叶绿素合成、更高的光合能捕获和碳固定能力，是山核桃果实得以获得更多碳源的基础。