在细胞生命活动中DNA的量会以一定的规律发生变化。特别是细胞质DNA(包括线粒体和质体DNA)的数量变化尤为显著，如被子植物花粉线粒体DNA的量在花粉成熟过程中发生显著的下调，其变化与细胞周期不一定相关，并且其分子调控机理及生物学意义不详。由于核酸酶是直接参与DNA剪切的分子，其分离鉴定和功能研究对了解细胞质DNA数量调控的分子机制具有重要的意义。但由于核酸酶具有强活性和极低丰度的特点，在需要获得足够纯度和剂量用于质谱分析时，其生物化学纯化存在相当的难度。因此，目前尚无直接纯化植物核酸酶并对其进行线粒体DNA数量调控机理研究的报道。　　本研究选择用便于大量采集的玉米花粉为实验材料，基于SDS-PAGE酶谱分析检测获得了2个具有线粒体富集特征的核酸酶分子信息。它们的活性依赖于Mg2+和Mn2+，分子量分别为20 kD和30 kD。依据分子量，将这两种核酸酶分别命名为M20和M30并针对其中线粒体富集度更高的M20进行了进一步的分离、纯化和功能研究。　　M20的分离纯化选用了硫酸铵沉淀、疏水层析、分子筛、热沉淀、离子交换以及HPLC等多种物理及化学方法。这些方法的选择和组合充分利用了该核酸酶蛋白的理化性质。纯化获得的M20蛋白组分满足质谱分析的纯度和剂量要求，经质谱检测分析确定了M20的蛋白序列。　　通过上述实验，获得M20的如下分子特性:　　1.存在于线粒体裂解后的上清液，为可溶性蛋白;　　2.全长180个氨基酸，等电点8.71;　　3.在Mn2+/Mg2+的存在下呈现核酸酶活性;　　4.体外非限制性降解单、双链DNA及闭合环形质粒，表现为DNA内切酶;　　5.具有热稳定性:经100℃热处理后溶液中M20的活性基本保持不变;　　6.具备典型HNH结构域核酸酶的结构和分子特征:3个保守的HNH氨基酸位点为M20活性所必须;　　7.以复合体形式存在:SDS-PAGE变性凝胶电泳中的分子量表现为20 kD，而在分子筛中的洗脱位置为44 kD左右。　　为进一步获取M20的功能信息，经数据比对本研究确定了拟南芥中M20的同源蛋白AtM20。GUS和RT-PCR分析结果确认了AtM20主要在花粉中表达，表达量于花粉发育过程的两细胞时期开始增加，三细胞时期达到最高。　　对多渠道、多批次购入的T-DNA插入突变体进行多次筛选未获得有效的插入突变。因此，为获得AtM20功能缺失的突变体，本研究进一步构建了AtM20的dsRNA干扰和artificial miroRNA干扰转基因载体并获得了转基因株系。　　在dsRNA干扰阳性转基因株系中，我们发现部分转基因株系AtM20的转录水平发生不同程度的下调，被检测植株中AtM20的转录水平最低不到野生型的20％。其中一些株系同时表现出花粉萌发率降低、花粉败育的表型。在artificialmiroRNA干扰的阳性转基因株系中，同样确认了AtM20转录水平的下调（被检测植株中AtM20的转录水平最低为野生型的18.8％），但未发现其表型异常。这些结果表明利用dsRNA干扰和artificial miroRNA干扰的方法可以降低转AtM20的转录水平。对上述2种RNA干扰转基因株系的成熟花粉进行压片检测，结果发现线粒体DNA数量的下调未受到明显的抑制，显示较低的转录水平可能并不影响AtM20的功能。这些结果符合核酸酶的高活性特性，同时表明针对核酸酶基因的功能研究需要开发新的实验途径。