被子植物通过有性生殖产生种子,而授粉是被子植物有性生殖过程的重要环节,因此对授粉过程调控机理的研究有重要的学术价值和生产价值。拟南芥花粉落到柱头表面后经历花粉粘附、花粉水合、花粉萌发与花粉管穿透乳突细胞细胞壁并伸长等过程。对拟南芥授粉过程的研究已取得了一些重要的研究结果:人们发现花粉外壁参与花粉粘附过程,花粉外被中的蛋白参与花粉水合。但是人们对授粉过程中花粉与柱头乳突细胞相互作用的调控机制仍知之甚少。本研究对拟南芥花粉与柱头乳突细胞相互作用过程中细胞的超微结构进行了观察,并对柱头表面调控花粉水合与萌发的柱头因子的时空分布进行了研究。结果发现:（1）花粉及花粉管是代谢活跃的细胞,细胞内含有大量的细胞器,花粉萌发时运输小泡聚集到花粉管将要萌发的位置。乳突细胞中央由中央大液泡占据,细胞质与细胞核被挤压到细胞内部周围,细胞质中细胞器较少;在与花粉及花粉管接触的位置并没有运输小泡出现,变化较大的是乳突细胞细胞壁发生膨胀分成。（2）处于花发育阶段9的雌蕊柱头表面具备支持花粉水合的能力,而处于发育阶段8的雌蕊柱头则不能支持花粉水合;花粉在第9-13发育阶段雌蕊柱头表面完成水合所需要的时间是相近的,大约都需要240秒。（3）处于发育阶段9的雌蕊柱头表面能够支持花粉萌发,但是花粉管比10-13阶段柱头表面的花粉管短;在第8发育阶段雌蕊柱头表面,即便是通过100%相对湿度使花粉越过水合障碍后花粉依旧不能萌发。（4）通过尼罗红染色发现在第9阶段柱头表面观察到强烈的荧光,并观察到小的手指状的乳突细胞,而在第8阶段的柱头表面则未观察到强烈的荧光,也没有观察到小的手指状细胞。（5）通过提供100%相对湿度条件使花粉越过水合障碍后,花粉还能够在第9-12阶段其他花器官表面（花萼、花瓣、花药、子房）萌发。以上研究结果表明,柱头表面参与花粉水合与萌发的因子合成于花发育的第9阶段,在此阶段同时伴随有柱头乳突细胞的分化。花粉在9-13阶段柱头表面完成水合所需要的时间相近,花粉水合的起始需要柱头的参与,但是花粉水合的速率由花粉单独控制。柱头表面存在不同的因子分别调控花粉水合与萌发的过程;参与花粉水合的因子只存在于发育阶段9以后的柱头表面,而参与花粉萌发的因子除了存在于发育阶段9以后的柱头表面以外还存在于第9-12阶段花器官的表面。本研究确定了参与花粉水合与萌发柱头因子的时空分布,这为通过转录组学方法分离参与花粉水合与萌发的柱头因子提供了准确的信息和依据。