目前的研究显示,草毒属植物属配子体自交不亲和（Gametophytic self-incompatibility,GSI）,而且存在两个独立的位点（S-和T-loci）及一个非S位点共同参与了自交不亲和过程,但目前这些位点的具体信息及作用机制仍不明了。本文以自交不亲和的绿色草莓（F.viridis（Duchesne）Weston,Greenish strawberry）为实验材料,研究了其在自交、种间杂交过程中的生物学特性,通过连续自交试验初步创建了绿色草莓自交亲和系。利用高通量测序在转录水平和蛋白质水平研究了自交过程中花粉与花柱间的不亲和作用关系,并克隆验证了两个绿色草莓S-RNase候选基因（Sa-RNase和Sb-RNase）。此外,本试验通过基因克隆及转化拟南芥试验验证分析了过表达绿色草莓FvGLOI基因对拟南芥花发育及非生物胁迫响应的影响。主要研究结果如下:1.观察分析了引起绿色草莓自交不亲和现象的原因:首先绿色草莓具有正常花粉萌发活力,并非是引起自交不育的原因。其次在自交试验中,大部分花粉管在授粉24 h后,生长受到抑制并于花柱2/3处停止生长,仅有少部分花粉管生长至花柱底部,此外我们也发现绿色草莓的自交坐果率（20.1%）及瘦果萌发率（22.3%）均较低,上述现象表明在绿色草莓自交授粉过程中存在合子前与合子后不亲和障碍。在自交实验中共获得了 5个自交一代株系,其中株系Ls-S1-2表现出相对较强的自交亲和性。对该株系进行自交试验并获得了 86个自交二代株系,分析该二代自交系的自交坐果率,发现存在明显的自交亲和与不亲和性状分离的现象,其中株系Ls-S2-76自交坐果率达92.5%且瘦果萌发率为82.5%,表现为自交亲和,而株系Ls-S2-53坐果率仅为（5.8%）且瘦果发育不良,表现为自交不亲和。通过绿色草莓、森林草莓（F vescaL.）及东北草莓（F.mandshurica Staudt）的自交与种间正反交试验,分析发现绿色草莓雌蕊群中可能存在小部分SnSnTnTn型花柱。此外,一个杂合的非S位点（Tc,Mm）也可能参与了绿色草莓自交不亲和机制的调控。2.利用关联组学（转录组学与蛋白质组学）探究了绿色草莓自交授粉后花粉与花柱间的不亲和作用关系。分析发现自交授粉0 h与24h后的花柱间产生大量差异表达的基因与蛋白,包括2,181个差异基因（差异倍数>2,p-value≤0.05）,其中1,355个基因在授粉24 h后表达下调,826个基因表达发生上调。通过蛋白质组测序共鉴定到了 200差异表达蛋白（差异倍数>1.5,p-value<0.05）,包括91个蛋白质在授粉24 h后表达下调,109个蛋白质则表达上调。这些基因与蛋白广泛参与了泛素化介导的蛋白质水解作用、植物病原体互作、Ca2+言号、植物激素信号转导、ABC转运蛋白、细胞程序性死亡（PCD）及胁迫响应等过程。通过关联分析,共有23个基因在转录水平与蛋白水平发生了明显的差异表达,其中有20个基因（87%）在转录水平及蛋白水平的表达趋势表现一致,表明自交过程中这些基因受到转录后的调控作用较小。此外,在转录组中也鉴定到了两个S-RNase候选基因。3.克隆获得了两个绿色草莓S-RNase（Sa-RNase和Sb-RNase）的全长序列。核苷酸序列分析结果显示两个基因序列长度接近且呈现较高的同源性,符合S位点S-RNase基因具有序列多态性的特点。氨基酸序列分析显示两者的蛋白分子量接近且等电点较高,符合绿色草莓S-RNase的特征。进化树分析显示Sa-与Sb-RNase与李属S-RNase亲缘关系较近,表明草莓和李属的S-RNase可能由同一个祖先进化而来,同时在进化过程中,草莓与李属植物S-RNase分别出现在了不同的进化分支上,这可能是导致草莓SI机制受到多个S位点控制的原因。根据李属S-RNase氨基酸保守结构域分析显示,Sa-与Sb-RNase序列中同样存在五个（C1、C2、C3、RC4和C5）保守结构域和一个高变区RHV,其中C1、C2、C3和C5结构域氨基酸序列与李属度高保守。RC4保守性相对较差,可以作为区别草莓与李属植物S-RNase的特征性结构域。此外,Sa-与Sb-RNase特异性表达于绿色草莓及其自交不亲和后代株系（Ls-S2-53）的花柱,而不在自交亲和株系（F.vescas、F.×ananassa‘Benihoppe’和Ls-S2-76）中表达,在这些草莓类型中,我们无法通过基因组序列比对或基因克隆手段发现Sa-与Sb-RNase基因或类似同源基因,这可能是由于S-RNase在这些亲和品种中的缺失所致。此外,Sa-与Sb-RNase在花柱中的表达趋势一致,均在自交授粉后12 h达到最大表达量,该结果与之前花粉管在花柱中受抑制的程度相符,表明该两个基因的表达与绿色草莓自交花粉管的生长存在一定相关性。综合上述结果推测Sa-和Sb-RNase为绿色草莓自交不亲和的花柱决定因子。4.克隆获得了绿色草莓乙二醛酶Ⅰ基因（FvGLOⅠ）,并成功构建了含有该基因的植物过表达载体pYH4215-FvGLOⅠ。利用转基因技术转化野生型拟南芥并获得了相应的转基因株系,并验证分析了 FvGLOⅠ转基因拟南芥在发育期间以及非生物胁迫下的功能。结果表明:FvGLOⅠ基因在转基因拟南芥株系的幼苗期、花期及角果发育早期均显著表达。花期表型显示转基因株系花朵的花柱、花丝生长异常（雌蕊和雄蕊育性正常）,造成雌蕊授粉不完全或无法授粉,导致了角果种子缺粒明显甚至败育的现象。此外,利用NaCl、甲基乙二醛和氧化型谷胱甘肽（GSSG）分别胁迫处理转基因株系种子和叶片,结果显示在非生物胁迫处理下,转FvGLO Ⅰ基因株系较野生型对照具有更强的抗胁迫能力,推测FvGLO Ⅰ基因能够促进还原性谷胱甘肽（GSH）的积累,维持了 GSH:GSSG稳态。同时还原性谷胱甘肽又可以协同FvGLO Ⅰ降解具有细胞毒性的甲基乙二醛,降低了非生物胁迫作用对细胞的损伤。上述结果表明FvGLOⅠ基因除了参与了拟南芥花器官的生长发育并显著降低了授粉效率,也还能够提高转基因植株抵抗非生物胁迫的能力。