铁是梨树体内一种重要的微量矿质元素，其含量及代谢状态与树体的生长发育密切相关。尽管地壳中铁元素的含量很高，但一般土壤中能够被根系吸收利用的可溶性铁含量非常低，尤其是在石灰性土壤中更是如此。梨树黄叶病是由于缺铁而引起的一种生理性病害，在国内外生产上发生较为普遍，会直接降低梨果产量及品质，甚至缩短梨园寿命。因此，深入研究梨砧木铁营养吸收与代谢生理与分子机制，对于未来开发经济有效的调控技术措施具有重要的理论和实际意义。本研究以经过长期盐碱土壤环境驯化的新疆杜梨（Pyrus betulifolia）和长期生长于酸性土壤环境的湖北豆梨(Pyrus calleryana)为试材，通过低铁胁迫、分根培养、主茎环剥、嫩梢摘心等处理研究和比较水培条件下杜梨根系对低铁胁迫适应性反应的变化规律，主要试验结果如下:　　1、利用同源克隆的方法，从杜梨和豆梨根系中分别克隆得到9个与铁吸收代谢相关基因，包括三价铁还原酶基因FRO2、细胞膜H+-ATPase基因HA7、亚铁离子转运基因IRT1、柠檬酸合成酶基因CS2、尼克酰胺合成酶基因NAS1、柠檬酸转运基因FRD3、液泡H+-ATPase基因VHA-c4、bHLH（basic helix-loop-helix）超家族的转录因子IRO2和FIT1。　　2、杜梨和豆梨根系转录组测序分析表明，低铁胁迫发生后，杜梨根系中富集于氧化还原反应、刺激反应和胁迫反应的基因数量显著高于豆梨，证明不同抗性的砧木在对缺铁反应的基因水平上确实存在较大差异。　　3、正常供铁条件下，杜梨嫩叶和根系组织中的活性铁含量及嫩叶中的叶绿素含量显著高于豆梨，低铁胁迫发生后，杜梨根系积极响应低铁胁迫，根系质子分泌能力和三价铁离子还原酶活性加强，根系铁吸收相关基因PbHA7、PbFRO2、PbIRT1和转运相关基因PbCS2、PbNAS1、PbFRD3相对表达量显著上调。此外，转录因子PbIRO2和PbFIT1基因相对表达量也显著上调，而豆梨中只有铁转运相关基因PcNAS1和转录因子PcIRO2表达量上调，而且上调幅度小于杜梨。　　4、对杜梨根系进行半根供铁后，发现供铁一侧的根系同样出现了低铁胁迫反应，根系质子分泌能力和三价铁离子还原酶活性加强，铁吸收和转运相关基因表达量上调，而主茎环剥和嫩梢摘心处理则均能抑制根系低铁胁迫反应的发生，此外在茎尖喷施生长素抑制剂亦能削弱低铁胁迫引起的适应性反应，而在摘心后的茎上喷施类生长素能恢复根系低铁胁迫反应。而液泡PbVHA-c4基因不受环剥、摘心和喷施激素的影响，低铁胁迫处理下，显著上调表达，而根系处于正常供铁水平时，则变化不显著。　　上述结果表明:杜梨和豆梨铁吸收代谢相关基因编码的蛋白同源性非常高，仅有少数氨基酸出现差异，系统发育树分析表明杜梨和豆梨亲缘关系非常近。应对低铁胁迫环境时，杜梨根系三价铁还原酶活性和质子分泌强度增加的幅度远高于豆梨，而且杜梨根系铁吸收和转运相关基因表达量上调幅度远高于豆梨。此外，杜梨去茎尖后根系缺铁适应性反应消失，而喷施NAA能恢复缺铁反应，表明茎尖组织及衍生的生长素参与调控杜梨缺铁响应机制。