本文以梨自交亲和性突变品种‘沙01’(Pyrus sinkiangensis Yu)、‘早冠’(Pyrus bretschneideri Rehd.)、‘金坠梨’(Pyrus bretschneideri Rehd.)和‘奥嗄二十世纪’Pyrus pyrifolia)为试材,应用现代分子生物技术等手段,研究了突变品种及其原始品种授粉生物学特性、S-RNase基因型、S-RNase基因的表达以及在后代中的分离规律,并应用常规杂交授粉法创制了梨自花结实性种质和梨S-RNase基因纯合体新种质,主要结果：1.四倍体梨‘沙01’自交亲和性遗传机制梨品种‘沙01’由‘库尔勒香梨’芽变而来。田间授粉试验表明,‘库尔勒香梨’自花授粉结实率仅为4.0%,属于梨自交不亲和性品种；而‘沙01’自、花授粉的结实率高达84.0%,属于自交亲和性品种；相互授粉时,‘库尔勒香梨’ב沙01’组合的坐果率达76.0%,为杂交亲和,但反交时坐果率为7.0%,表现为杂交不亲和。花柱内花粉管的荧光观察显示,‘沙01’花柱能接受自身的花粉,而拒绝‘库尔勒香梨’的花粉,但‘库尔勒香梨’花柱却不能接受自身的花粉,能接受‘沙01’的花粉。这些结果表明,两品种花柱的特异性识别功能均正常,‘沙01’表现为花粉自交不亲和性功能丧失。进一步鉴定出了‘库尔勒香梨’和‘沙01’的S基因型,发现两者均含有S22-RNase和S28-RNase基因；而且两品种的这1对花柱S-RNase基因均特异性地在花柱中表达,表达量没有明显差异,表明‘沙01’和‘库尔勒香梨’的花柱S-RNase基因并无差异。染色体数目的观察发现‘沙01’有64条染色体,染色体数目是‘库尔勒香梨’的两倍,由此可以确定‘沙01’是‘库尔勒香梨’的四倍体芽变。用流式细胞仪测试的结果显示,52株‘沙01’自交后代均为四倍体株系。用梨S-RNase基因通用引物对其52株自交后代基因组DNA进行扩增,产物可以得出三种不同的带型,统计得出S22S22S28S28:S22S22S22S28:S22S28S28S28=29:10:13并且没有纯合的S基因型存在,这种基因分离规律说明只有杂合(异源)二倍体花粉S22S28才能克服自交不亲和性完成受精。因此,可以得出结论,四倍体化引起的是S基因竞争机制导致‘沙01,的自交不亲和性识别功能的丧失。2.‘早冠’梨自交亲和性变异的分子机理‘早冠’(S4S3D是以‘鸭梨’为母本,‘青云’为父本的杂交后代中的一株自花结实性变异株系。本研究以具有与‘早冠’相同S基因型的‘新雅’和‘雅清’为对照,通过田间授粉实验以及S基因表达,后代S基因的分离规律来研究其自交亲和性的机理。结果显示：‘早冠’自交及其与‘新雅’、‘雅清’的正交坐果率都较高,而两者反交以及‘新雅’、‘雅清’自交的坐果率则较低,同时,‘新雅’和‘雅清’的正反交均表现出强烈的杂交不亲和性。荧光显微镜观察各品种花粉管的生长状况,也得到相同的结果。因此可初步确定‘早冠’花粉自交不亲和性功能正常,其自交亲和性是由于花柱变异所致。在‘早冠’自交和杂交的后代中均能检测得到S34-RNase基因,而S34-RNase基因只存在于部分的后代株系中。通过3个品种花柱S糖蛋白双向电泳结果显示,S4-RNase均在‘早冠’、‘新雅’和‘雅清’花柱中正常表达,但S34-RNase却没有在‘早冠’的花柱中检测得到,而在‘新雅’和‘雅清’花柱中正常表达。因此可以得出结论,‘早冠’花柱的S34-RNase缺失导致其自交亲和。3.‘金坠梨’和‘鸭梨’花粉SFBB基因结构域同源性的分析通过分子生物学方法分离鉴定了‘鸭梨’和‘金坠梨’FBB基因,并对其序列进行了生物信息学分析。测序结果说明‘鸭梨’和‘金坠梨’的SFBB基因各含有6个SFBB结构域,分别为SFBB21-alpha基因、SFBB21-beta基因、SFBB21-gamma基因、SFBB34-alpha基因、SFBB34-beta基因、SFBB34-gamma基因,且两品种同一SFBB基因氨基酸序列相同。该研究结果说明‘鸭梨’和‘金坠梨’花粉SFBB结构域均正常,排除了花粉SFBB结构域变异导致‘金坠梨’亲和的可能性。选取蔷薇科34个SFB/SLF基因的全长氨基酸序列,构建进化树研究基因间的进化关系。结果表明,34个SFB/SLF基因形成2个亚科特异的类群,但不形成种特异的类群,其进化规律与蔷薇剥-S-RNase基因一致,即花粉SFB/SLF基因的形成也是在亚科形成之后、种形成之前。研究结果有助于从分子水平上揭示中国白梨的自交不亲和性机制。4.梨自花结实性种质的创制及分子标记辅助选择通过梨自花结实性S4sm-RNase基因特异正反向引物S4sm与S4sm分别对自花结实性品种‘奥嗄二十世纪’的杂交后代基因组DNA的进行扩增。凡是能扩增得到666bp特异条带的植株,即表明该植株中含有S4sm-RNase基因,除去S4S4sm植株自花授粉不结实,其他能标记得到S4sm-RNase基因的植株即为自花结实性种质。标记方法简便快捷,可在植株的幼苗期进行,只涉及基因组DNA的PCR扩增,大大提高了自花结实性种质的鉴定效率。并不受环境条件的影响,可在短时间内可进行大量群体后代的检测,节约生产成本,缩短育种进程,具有良好的应用价值和产业化前景。共从供试的26株‘奥嗄二十世纪’(S2S4sm)ב丰水’(S3S5)后代以及21株‘奥嗄二十世纪’(S2S4m)ב新世纪’(S3S4)后代株系中分别鉴定出14株和5株自花结实性种质。另利用‘奥嗄二十世纪’自交后代纯合体株系‘54S-135’(SaSb,a、b≠4)作父本,另一个品种S4sm-RNase,)为母本进行杂交授粉,根据基因的分离规律,这种杂交组合的后代中均携带自花结实性基因S4sm-RNase,故无需筛选,只要能得到后代株系即为自花结实性种质,可称作是一种创制梨100%自花结实性种质的方法。该育种技术体系简便快捷,可在短期内获得大量的自交亲和性株系,为优质梨自花结实性梨品种的选育提供了试材保证。5.梨S-RNase基因纯合体种质的创制与鉴定通过蕾期人工辅助自花授粉和花粉辐射诱变自花授粉两种方法创制梨S-RNase基因纯合体新种质。对开花前自然条件下的‘黄花’去雄处理后进行蕾期自花授粉,确定了‘黄花’花前第6天自花授粉坐果率最高,为43%；通过不同剂量辐射‘丰水’花粉后自花结实率的统计发现,Co60γ40Gy诱变剂量辐射后‘丰水’自花结实率最高,可达到31%。共从‘黄花’蕾期自交后代株系中筛选鉴定出Si-RNase基因纯合体植株7株、S2-RNase基因纯合体植4株；从‘丰水’梨花粉辐射诱变自交后代株系中筛选鉴定出S3-RNase基因纯合体植株3株、S5-RNase基因纯合体植株2株。这些S基因纯合体的植株为今后为梨倍性育种、花粉与花柱相互识别的细胞信号转导、S基因时空表达特性及其蛋白产物的功能验证等方面的研究提供了试材,具有良好的理论研究价值。