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中国作为梨的起源地之一,具有广泛的种植区域及丰富的种质资源。目前,关于果实无籽的机理研究已有很多的报道,但是关于无籽梨种子死亡及无籽果实发育的分子机制研究鲜见报道。本研究以‘1913’无籽梨（Pyrus spp.）为主要试材,开展对‘1913’梨种子败育类型的鉴定和对授粉所激活的多种激素在调控种子死亡及无籽果实发育方面的功能分析,解析了乙烯、茉莉酸（JAs）调控‘1913’梨种子死亡的机制,以及PbGA20ox2和PbGIF1基因分别介导赤霉素（GAs）与细胞分裂素调控梨果实发育的分子机理,初步解析了激素调控无籽梨种子败育及果实发育的机制,为无籽果实发育研究及无籽品种选育工作提供理论依据。主要研究结果如下:1.受精障碍导致‘1913’梨种子的败育。以‘1913’梨为试验材料,通过不同的授粉处理、花器官形态结构的观察、染色体倍性的鉴定、雌雄配子育性的鉴定、胚珠早期的发育观察以及受精过程的观察试验,我们确定‘1913’梨种子败育的类型为刺激性单性结实,其果实的发育依赖于授粉,此外,‘1913’梨的胚珠在授粉后第7天开始败育,12天时种子完全死亡,进一步分析确定精卵细胞融合失败是‘1913’梨种子败育的根本原因。2.乙烯与JAs通过激活衰老相关基因的表达进而参与调控‘1913’梨未受精胚珠的死亡。通过对胚珠内源激素含量的测定及转录组数据分析,我们发现授粉激活胚珠内多种激素的合成,其中受精障碍导致‘1913’梨胚珠内乙烯的过度积累。外源ACC处理梨离体种子的试验结果表明,乙烯正向调控梨种子的死亡。乙烯信号响应因子ETHYLENE INSENSITIVE 3-LIKE（Pb EIL1）的功能验证试验表明,在番茄种子中特异过表达Pb EIL1基因导致种子提前衰老死亡。对Pb EIL1下游靶基因的筛选以及一系列的互作验证试验发现,Pb EIL1能够直接激活胚珠特异表达基因SENESCENCE-ASSOCIATED CYSTEINE PROTEINASE 1（Pb Cysp1）的转录,进而促进‘1913’梨胚珠的衰老。此外,外源GA4+7处理未授粉子房会导致‘1913’梨胚珠的死亡提前,相反,抑制了‘巴梨’和‘砀山酥’未授粉胚珠的衰老死亡进程。内源激素含量分析结果显示乙烯、JAs和水杨酸（SA）在‘1913’梨胚珠中的水平显著高于其它两个品种。梨种子的体外培养试验证明,外源ACC、JAs和SA处理均促进离体种子的死亡。进一步研究发现,GA4+7处理促进‘1913’梨胚珠中内源乙烯与JAs的合成,但并不影响胚珠内SA的水平。q RT-PCR试验表明,乙烯、JAs通路相关基因在未授粉胚珠不同区域的表达呈现出死亡部位表达更高,而SA相关基因的表达在整个胚珠的不同区域没有显著性差异。进一步对JAs调控胚珠衰老的机制研究表明,JAs信号响应因子Pb MYC2能够直接激活衰老相关基因SENESCENCE-ASSOCIATED GENE 39（SAG39）的转录,进而诱导‘1913’梨胚珠的死亡。3.PbGA20ox2促进GA4的合成进而介导GAs调控梨无籽果实的发育。‘1913’梨果实的发育依赖于授粉。授粉过程激活了‘1913’梨果实中GAs的合成,外源喷施GA4+7可以诱导‘1913’梨未授粉子房发育形成无籽果实。根据转录组数据,我们筛选出调控GAs合成的关键基因GIBBERELLIN 20-OXIDASES（GA20oxs）,并在梨基因组中鉴定到3个GA20oxs基因:PbGA20ox1-3。对3个PbGA20oxs基因的表达模式分析确定,PbGA20ox2显著地响应授粉信号,并与梨果实的早期发育密切相关。PbGA20ox2的功能验证试验表明,PbGA20ox2通过上调GA4的合成,而非GA3和GA1,进而促进转基因番茄无籽果实的发育。此外,在梨子房中瞬时过表达PbGA20ox2基因能够通过促进子房中GA4的合成,进而调控未授粉子房的坐果与发育。由此得出,PbGA20ox2通过促进无籽梨果实发育所需的主效赤霉素GA4的合成,而非GA3和GA1,进而促进无籽梨果实的发育。4.PbGIF1调控细胞增殖并介导细胞分裂素调控梨无籽果实的发育。授粉激活‘1913’梨果实中细胞分裂素的合成,细胞分裂素同源物CPPU处理能够促进‘1913’梨和‘砀山酥’未授粉子房形成无籽果实。在梨授粉子房的早期发育过程中,细胞分裂素的含量呈先上升后下降的趋势。外源CPPU处理的试验结果表明,CPPU通过促进梨中外果皮组织中的细胞分裂进而促进果实的发育。根据转录组数据,我们筛选获得一个与细胞分裂密切相关的转录激活辅因子GRF-INTERACTING FACTOR1（GIF1）。对PbGIF1的表达模式及功能研究发现,PbGIF1在梨花托组织中高表达,过表达PbGIF1能够通过促进细胞增殖进而调控番茄果实的发育及梨果肉愈伤组织的生长。进一步研究发现,细胞分裂素信号响应因子Pb RR1能够直接激活PbGIF1的转录进而促进梨果实的发育,此外,PbGIF1可以直接结合Pb RR9,增强Pb RR9对下游基因Pb YUCCA4的转录激活,进而促进梨果实的发育。综上所述,受精障碍是导致‘1913’梨种子败育的根本原因,授粉激活‘1913’梨胚珠和果实中多种激素的合成,进而参与调控‘1913’梨种子的败育及果实的发育。其中,乙烯信号通路转录因子Pb EIL1通过直接激活Pb Cysp1的转录进而介导乙烯对‘1913’梨胚珠的死亡调控,JAs信号响应因子Pb MYC2通过激活Pb SAG39的转录,进而介导JAs对‘1913’梨胚珠的死亡调控。另外,PbGA20ox2通过调控GA4的合成进而促进梨果实的发育,PbGIF1通过被Pb RR1直接调控或与Pb RR9直接结合进而参与到细胞分裂素调控梨果实发育的过程。