本研究以山东省泰安市山东农业大学横岭果树基地4年生巴旦水杏、红玉杏、凯特杏、红丰、新世纪、红荷包、二花槽7个品种为试材，研究了品种间的亲和性，克隆了6个与自交不亲和相关的S-RNases基因，并将从巴旦水杏、红玉杏、凯特杏中得到的cDNA氨基酸序列与蔷薇科其它树种的S-RNases的氨基酸序列进行比较，分析了S-RNases的特征，并对杏中的S-RNases的基因的表达进行分析，分析了凯特杏自交亲和力强的原因，同时也提出了快速鉴定杏基因型的方法，具体结果如下： 1．研究了50个自交、杂交组合的花柱离体培养花粉管的生长情况。结果表明，亲和和不亲和品种组合在花柱1／3处的花粉管数量差别不大，而在花柱1／2和花柱基部的花粉管数量有明显不同，但此处花粉管的数目尚不能严格区分亲和与不亲和组合，花柱基部的花粉管数量在亲和与不亲和组合之间差异较大，所以长出花柱基部的花粉管数量可作为鉴定亲和性的指标。 2．亲和品种的花柱蛋白在低浓度下对自身花粉萌发和伸长没有抑制作用，只有当花柱蛋白浓度超过2.0μg／μL时才发生轻微的抑制作用。而不亲和品种自身花柱蛋白对自身花粉管的萌发生长有明显的抑制作用，并且随蛋白浓度的升高抑制作用增强，但花柱蛋白在低于1.0μg／μL时自交不亲和品种巴旦水杏和自交亲和品种凯特杏对自身的花粉萌发都没有抑制作用，说明高浓度的花柱蛋白比低浓度的花柱蛋白更能诱导不亲和的发生。 3．利用RT-PCR和RACE技术，从巴旦水杏、红玉杏、凯特杏的mRNA中扩增出了3个S-RNase基因，分别将它们命名为PA1、PA2、PA3，其中，PA1、PA2是带有3’端的cDNA片段，PA3是凯特杏的一条全长cDNA，共有864个碱基，编码230个氨基酸。3个基因在Genbank中的注册号分别为：AF468673、AF468675、AF468676。这是我国第一次在杏中克隆出的S-RNase基因，也是国内首次在蔷薇科中克隆出的S-RNase基因。 4．将PA1，PA2、PA3 3个基因的推断氨基酸序列与蔷薇科中其它树种的S-RNases推断氨基酸序列进行了比较，它们有共同的C1、C2、C3、C5 4个保守区和RHV高度变异区，而与以往认为蔷薇科中是保守的RC4区保守性稍差，所以RC4区并不一定是蔷薇科共有的。其中PA1与扁桃的Sc基因相似性最高，PA3与日本杏中的 齐洁：杏自交不亲和相关基因的克隆及表达分析 P．M．MSRN．2相似性最高，由此推断S－RNase表现出亚科间的特异性而未表现亚 科内的特异性。5．以 PruCZ、PruCS为引物、基因组 DNA为模板，从巴旦水杏中扩增出了 4 17hp 和736hp的2个DNA片段，在红玉杏和凯特杏中得到了！个相同的DNA片段， 长度是 359 hp，在 Genbank中搜索证明是 S－RNase的基因，分别命名为 S：、S。、S；。， 在 G6OCbAnk上的注册号分别为：AF468678、AF468679和 AF468677。将 SS与 PAI， S；。与PAZ、PA3比较发现，S。在CZ、CS区的2个区段含有内含子，为Zlbp和 gbp，S；。在CZ、CS区没有内含于。6．通过对7个不同杏品种的基因组进行S－等位基因专一性PCR扩增，确定了巴旦 水杏、红玉杏、凯特杏、红丰、新世纪、红荷包、二花槽的基因型，它们的基因 型分别为：5s5。，s。s；，s；。5’‘；；（礼表不花柱中该基因缺夫），s；。S；。、s；。s。、s；。s；。、 s；足6。该方法可以在苗期快速鉴定杏树种的基因型，可以指导授粉树的配备以及 杂交育种亲本选择。7．以’中标记的PruCZ、PruCS引物在凯特杏mRNA中扩增出的中间片段为探针， 对巴旦水杏、凯特杏的EcoRI和Hindlll酶切的基因组DNA进行了Southern杂交， 各自杂交出了2个分子量不同的杂交斑，这是品种间等位基因之间的相似性较高 所导致的。8．Northern杂交表明，S－RNase基因只在花柱中特异表达，不亲和品种巴旦水杏的 S－基因mRNA含量明显高于亲和品种凯特杏，但它们具有相似的变化规律：花前 3无mRNA量较低，气球期达到最高峰，花后3大稍有降低，这与蕾期亲和而花 期不亲和的现象相吻合。9．Western杂交分析表明，巴旦水杏的2个等位基因在花柱整个发育时期都表达， 而凯特杏在花柱整个发育时期只有一个等位基因表达或另一个等位基因表达S．蛋 白的量少无法检测到，所以不能或不足够去降解自身花粉的mRNA，而使花粉管 能够在花柱中正常生长并到达子房完成受精过程，这是凯特杏自交亲和力强的原 因。凯特杏授以巴旦水杏的花粉48 ’J’时后，产生了一种也具有S－RNase性质的新 蛋白，分子量32KD。