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以砂梨(Pyrus pyrifolia)品种‘丰水’(S3S5)和‘今村秋’(S1S6)为试材,在离体条件下,研究了胞外钙调素(CaM)与花柱S-RNase、异三聚体G蛋白对梨花粉萌发、花粉管生长及花粉(管)内游离钙离子(Ca2+)浓度变化的影响,探讨了CaM与花柱S-RNase、G蛋白在调控花粉管生长中的信号转导机制,主要结果如下：1.在梨自交不亲和性反应过程中,CaM能显著提高花粉萌发率及花粉管生长,使花粉细胞内产生特异性的“钙瞬变”信号,缓解不亲和性花柱S-RNase对花粉胞内Ca2+浓度的抑制作用,并改变不亲和性花柱S-RNase处理的花粉管尖端中Ca2+浓度梯度与Ca2+振荡方式,出现钙瞬变等特异性钙信号；CaM还通过激活花粉管尖端的Ca2+通道,缓解花柱S-RNase对自交不亲和性花粉管Ca2+通道的抑制作用。2.G蛋白抑制剂百日咳毒素(PTX)能完全消除胞外CaM对花粉萌发和花粉管生长的启动作用,而G蛋白激活剂霍乱毒素(CTX)能逆转CaM的拮抗剂(CaM抗血清)引起的花粉萌发和花粉管生长停止的效应；同样,CTX处理花粉后,花粉胞内Ca2+浓度呈上升趋势,而花粉管内Ca2+浓度呈波动式下降趋势；PTX处理花粉后,花粉胞内Ca2+浓度呈下降趋势,花粉管Ca2+浓度呈规律性急剧下降趋势, Ca2+浓度梯度完全消失,出现钙瞬变现象；CTX能够逆转CaM抗血清对花粉胞内Ca2+浓度的抑制作用；而PTX则能够抑制CaM对Ca2+浓度的促进作用,表明G蛋白可能在胞外CaM的下游起作用。3. CaM、G蛋白协同作用可以缓解花柱S-RNase对不亲和性花粉萌发和花粉管生长的抑制作用,缓减花粉胞内Ca2+浓度降趋势,促使花粉管尖端和整体Ca2+浓度上升而Ca2+梯度消失、Ca2+振荡方式发生改变；CaM、G蛋白协同作用对亲和性花柱S-RNase处理下的花粉萌发和花粉管的生长表现为几乎无影响,花粉胞内Ca2+浓度呈一定的高水平缓慢下降,花粉管尖端Ca2+浓度梯度存在或消失延迟。表明CaM、G蛋白协同参与梨自交不亲和性反应,并且在花柱S-RNase的下游起作用,由此,推测出胞外CaM与花柱S-RNase、G蛋白三者之间的关系,勾勒出从花柱S-RNase-胞外CaM-G蛋白-Ca2+这样一条简单的信号转导途径。4.采用免疫胶体金定位技术研究发现,CaM主要分布在花粉管中的质膜附近,在细胞壁上也有少量分布。不亲和花柱S-RNase处理后,CaM位置远离花粉管质膜,向花粉管内部移动；而亲和S-RNase处理,CaM的位置没有明显变化。5.采用激光共聚焦显微镜研究了CaM及其抗血清对自花、异花授粉的花柱自发荧光变化的影响,结果表明：授粉12h后,CaM处理异花授粉花柱前端荧光值降低后部荧光值升高,而处理自花授粉花柱自发荧光值则升高；CaM抗血清处理异花授粉花柱荧光值整体升高,而处理自花授粉花柱自发荧光的分布规律发生了明显变化。授粉72h后,CaM处理异花授粉花柱荧光值提高,最高值位于子房端；CaM处理自花授粉以及CaM抗血清处理的异花、自花授粉花柱自发荧光的分布规律均发生了改变。6.通过研究CaM及其抗血清处理后,自花及异花授粉花柱中Ca2+分布及花柱结构的变化表明：未授粉和异花授粉的花柱中未发现Ca2+沉淀颗粒,CaM能够使自花授粉花柱中细胞间隙的Ca2+沉淀颗粒消失,使细胞中液泡变大,细胞间隙变小；CaM抗血清则增加自花授粉花柱细胞间隙中的Ca2+浓度,增大细胞间隙。7.利用透射电子显微镜观察了梨自花、异花授粉后花粉管和花柱组织的超微结构变化。结果显示,授粉后3h时,自花和异花花粉管超微结构相似,形态正常。随时间延长,自花和异花花粉管的超微结构发生差异,异花授粉的花粉管和花柱组织结构正常,而自花授粉24h后,花粉管结构虽然完整,但内质网增多,线粒体等细胞器减少或模糊不清,液泡变大,中部细胞壁增厚,48h后,花粉管尖端细胞膜断裂破损、凹陷解体,尖端空腔化,细胞器解体,且花柱引导组织的细胞也发生细胞器解体,液泡化,细胞自溶等现象。