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目的：植物自交不亲和性是植物生殖过程中普遍存在的一种现象，是植物特异性地识别并拒绝自身花粉或亲缘关系很相近的花粉的一种遗传机制。自交不亲和识别过程是一个极其复杂的过程，在配子体型自交不亲和反应中涉及到花柱S-RNase与花粉SLF基因的识别过程，同时也有其他辅助因子参与。自交不亲和现象在显花植物中对植物优良品种的保持和种子产量的提高均具有较大的影响。本研究中克隆得到自交不亲和相关基因，目的是为作物育种提供一条重要的基因资源。方法：（1）自交不亲和性相关基因克隆：选取茄科矮牵牛园艺品种为实验材料。由于矮牵牛品种繁多，实验材料的基因型不确定，因此根据Genbank中已知的矮牵牛花柱S-RNase以及花粉SLF基因，进行CLASTAL比对，设计兼并引物，利用PCR及RT-PCR技术克隆得到花柱sx及花粉SLF基因。（2）番茄花粉特异性启动子LAT52的克隆：提取番茄基因组DNA，根据已知的LAT52序列，设计特异性引物，克隆得到花粉特异性启动子LAT52。（3）解淀粉芽孢杆菌中不育基因Barnase以及恢复基因Barstar的克隆：提取解淀粉芽孢杆菌的DNA，根据Genbank中已知的Barnase以及Barstar序列，设计特异性引物，PCR扩增得到不育基因及其恢复基因。最后用克隆出的花粉特异性启动子LAT52，与相关基因sx、SLF、Barnase嵌合，构建植物表达载体，将植物表达载体pBI121-LAT52-sx转化模式植物拟南芥、烟草，用PCR鉴定转基因植株，观察对比野生型和转基因植株的外部形态，并做花粉TTC染色，对sx基因的育性做初步分析。同时将构建的带有除草剂标记的不育基因植物表达载体pBI121-Ubi-epsps-LAT52-sx转化经济作物薄荷，在得到转基因植株后做花粉TTC染色以鉴定育性。结论：（1）本研究利用NCBI、CODEHOPE、Primer Premier5.0等数据库和生物软件设计S-RNase基因的兼并引物，以矮牵牛花柱cDNA为模板，RT-PCR手段扩增到1条长为417bp的序列，在GenBank中比对发现，该序列与SX基因相似性最高。然后以SX序列为模板设计特异性引物，RT-PCR扩增到1条全长为747bp的目的片段，测序结果分析表明，该基因核苷酸序列开放阅读框全长660bp，编码220个氨基酸，其中包括有22个氨基酸的跨质膜信号肽区，和5个保守区（C1-C5）以及2个高变区（Hva、Hvb），该基因具有S-核酸酶功能。（2）根据矮牵牛花粉SLF同源基因保守区进行CLASTALX比对，利用Primer5.0设计花粉特异性引物，以矮牵牛cDNA为模板，进行PCR扩增，得到一条1200bp左右的条带，将该片段命名为SLF。测序结果用DNAMAN软件比对发现该序列与Sn-SLF3基因氨基酸序列相似性较高，且与S7-SLF3氨基酸序列相似性最高，为86.63％，片段大小为1169bp。依照Kubo等对矮牵牛中的花粉SLF基因氨基酸的同源性比对和结构区域分析，发现SLF同样有一F-box区。（3）从番茄DNA中克隆到一长为717bp的花粉特异性启动子LAT52。与GenBank登录的LAT52序列相比，核苷酸相似性为99.44%。仅在非关键区多出7个碱基，有两个碱基的突变；其中，多出的7个碱基AAAAAAT是一个简单重复序列，在该变异位点有4个重复，比GenBank登记的序列增加了一个。（4）从解淀粉芽孢杆菌中克隆到348bp大小的不育基因（命名为BN）以及367bp大小的恢复基因（命名为BR），并构建植物表达载体pBI121-LAT52-BN，预期转化模式植物拟南芥，与pBI121-LAT52-sx植物表达载体作一比对。为了使SX基因能在花粉中发挥其S-核酸酶功能，去掉22个氨基酸跨质膜信号肽（命名为sx）之后，与番茄花粉特异性启动子LAT52嵌合构建植物表达载体pBI121-LAT52-sx并转化拟南芥。TTC花粉染色结果表明，LAT52能特异性的在花粉中调控sx基因的表达，使花粉活力很低甚至没有活力，从而使转基因植株不育，在对转基因烟草花粉做TTC染色的同时，统计花粉着色率，结果表明有92.3％的花粉着色较浅或没有着色。进而将带有除草剂标记的表达载体与花粉特异性启动子启动的sx基因嵌合，构建植物表达载体pBI121-Ubi-epsps-LAT52-sx，并将其转化经济作物薄荷，得到转基因抗除草剂薄荷植株，花粉染色试验表明，转基因薄荷花粉活力很低甚至没有活力，证明该基因具有使植株不育的功能。将抗除草剂基因与不育基因融为一体，将为薄荷乃至所有的经济作物在品种的优良选育上提供了必要的物质基础。