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梅(Prunus mume Sieb. et Zucc.)是原产于中国的蔷薇科李属植物,在我国有着广泛的分布和悠久的栽培历史。根据主要用途可分为果梅和花梅,果梅品种雌蕊发育充实,多能正常受精结实,并可获得较高产量,花朵以单瓣为主,但也普遍存在雌蕊败育的现象,成为产量低下的重要原因。为揭示果梅雌蕊败育的分子机理,本文首先对果梅栽培品种‘龙眼’和‘大嵌蒂’雌蕊分化进程对比研究,包括花器质量调查、雌蕊分化进程研究及相关生理指标测定分析,明确雌蕊败育发生时期；然后利用高通量测序的方法鉴定与雌蕊发育相关的mi RNAs和转录本,同时利用双向电泳和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF)技术分析果梅完全花和不完全花中差异表达的蛋白质,得到肽质量指纹图,进一步确定差异蛋白的特性,并结合miRNAs和转录组数据,从多个组学水平上共同揭示果梅雌蕊败育的分子机制。主要结果如下：1.对49个果梅品种开花生物学特性进行了调查研究,包括不完全花比例及花粉量的调查,同时测定了花粉的萌发率,并对各组数据进行了相关的统计学分析。结果表明：在所调查的品种中,不完全花比例一般占总花量的1.17-74.53%；不同果梅品种间单花药花粉量有很大差异,变化值0～1265.63；品种间花粉萌发率存在较大差异,最高85.26%,最低为0。2.对果梅栽培品种‘龙眼’和‘大嵌蒂’雌蕊分化进程对比研究,包括花器质量调查、雌蕊分化进程研究及相关生理指标测定分析,结果表明：盛花期‘龙眼’不完全花比例为5%,而‘大嵌蒂’梅盛花期不完全花比例为76.3%。‘龙眼’梅雌蕊分化顺利,最后形成完全花。‘大嵌蒂’的雌蕊在12月10日左右停止发育,初步定为‘大嵌蒂’雌蕊败育的关键时期。整体上,完全花的可溶性糖及可溶性蛋白含量均高于败育花,而淀粉含量低于败育花。3.通过构建果梅完全花和不完全花的小分子RNA文库,我们从这两个文库中分别获得了22561972和24952690条序列。鉴定了属于24个家族的61个已知1miRNAs,其中7个在完全花和不完全花中表达差异明显。此外,根据测序文库中成熟miRNAs和miRNA*s的存在,我们鉴定了61个潜在的新的miRNA,其中6个在完全花和不完全花中表达差异明显。这13个差异表达miRNAs的靶基因预测中共得到212个靶基因,GO注释发现这些基因主要存在于发育调控、转录调控以及胁迫反应中。这13个miRNAs中,共有9个在完全花和不完全花中差异表达高达3倍以上,此外,10个miRNAs表现为抑制雌蕊发育,剩下3个表现为促进雌蕊发育。在6个差异表达的新的miRNAs 中, miR6274 和 miR482c为完全花中特有,而miR6295,miR171d 和 miR319b为不完全花特有。其中,miR319, miR319a, miR319e, miR160, miR393, miR394, miR6274, miR6295和miR171d预测的靶基因为转录因子或F-box蛋白；miR319/miR319a/miR319e预测的靶基因为ARF2,miR160a的靶基因为ARF16/17,这些靶基因均在花发育中起着重要的作用。进一步为果梅雌蕊发育相关的miRNAs提供了信息学及实验方面的信息。4.通过高通量测序从果梅完全花和不完全花中基因表达谱中分别获得3476249和3580677条序列。进一步分析发现完全花和不完全花中共有689个差异表达基因。GO分类注释表明差异表达基因主要参与细胞内小分子物质代谢,细胞组分构成以及脂肪酸代谢。测序结果表明,编码胚胎晚期发生丰富蛋的LEA基因,编码核糖核酸酶的DCL3基因,编码木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶的XTH2基因,编码果胶甲基酯酶的PPME1,编码脂质转移蛋白的LTP3基因,以及参与脂肪酸代谢的FAB1基因和编码脂肪酸去饱和酶的FAD5基因可能参与调控果梅雌蕊败育。在木本植物中首次利用Illumina RNA高通量测序来发掘参与雌蕊败育发生的基因,在理论及试验方面为进一步研究与雌蕊发育相关的基因提供了有力的基础。5.利用双向电泳和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF)技术分析果梅完全花和不完全花中差异表达的蛋白质,得到肽质量指纹图。检测到400多个重复性较高的蛋白点(P<0.05))其中有27个蛋白点在完全花和不完全花中显示2倍以上的表达差异。根据GO分类,这些差异表达蛋白涉及八个功能和十个过程分类。其中,乙酰-CoA通过ATP柠檬酸裂解酶(ACL)作为形成细胞壁的过程中的结构物质可能参与果梅雌蕊败育的形成；腺苷甲硫氨酸(SAM和木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)及咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)则可能在完全花中促进细胞壁的形成,从而抑制雌蕊败育的发生；亚精胺羟基肉桂酰基转移酶(SHT)可能涉及亚精胺轭合物的0-甲基化而导致雌蕊败育。这些差异表达蛋白的鉴定为雌蕊败育的深入研究提供新的目标,从而进一步评估它们在雌蕊发育中的作用及重要性。