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自交不亲和性是雌雄同花植物避免自花授精的一种种内生殖障碍，其意义在于增加植物的遗传多样性。在许多植物中，自交不亲和性受控于由复等位基因构成的单一遗传位点即S-位点。在茄科、车前科和蔷薇科的物种中，S-位点的花柱S基因编码一类T2家族的核酸酶，称之为S-RNase，其花粉S基因编码一类F-box蛋白，称之为SLF(S-locusF-box)。研究表明S-RNase可能作为一种细胞毒素抑制花粉管的生长，而SLF则通过形成SCF复合体作为一种泛素连接酶E3起作用。花粉与花柱S因子的相互识别决定了授粉的亲和与不亲和，不亲和性由S-RNase的细胞毒性作用所致，而亲和授粉则通过限制S-RNase毒性作用而得以完成。目前有两个模型来解释S-RNase毒性限制，一个是S-RNase的降解模型，另一个是S-RNase的区室化模型。目前为止，花粉S基因的功能鉴定仅限于车前科植物金鱼草和茄科植物膨大矮牵牛，而SLF的特异性决定的分子机制尚未阐明。更重要的是，自交不亲和性的分子细胞生物学机理仍然未知。首先，为了研究杂交矮牵牛花粉S基因功能和特异性决定，我们克隆了它的四个不同单体型的SLF基因，并在PhSLF-S3A内源启动子的驱动下进行了转基因实验。转基因PhSLF-S3L在S3S3L植物中能打破自交不亲和性，该自交亲和性是由于PhSLF-S3L和S3位点之间的竞争性相互作用引起的。有意思的是，转基因PhSLF-S3L在S3LSv植物中却不能打破自交不亲和性。PhSLF-S3L在不同的受体植物中表型相反的结果暗示着在S3L位点还存在其他花粉S因子。进一步的S1SVLPhSLF-S3L-FLAG转基因实验结果也印证了这个结论。第二，为了研究PhSLF特异性决定，我们通过消除PhSLF等位基因之间所有的差异氨基酸得到了PhSLF的一致序列(PhSLF-S0)，进一步的转基因实验表明，它们之间差异氨基酸参与PhSLF的特异性决定。第三，我们通过免疫金标和细胞组分分级分离的研究，证明PhSLF、PhSSK1以及S-RNase定位于花粉管的细胞浆中，表明自交不亲和性的分子识别发生在花粉管的细胞浆中，亲和与不亲和反应即发端于此。第四，我们发现S-RNase特异地在自交花粉管中积累而不在异交花粉管中积累，且MG132促进异交花粉管中S-RNase的积累而不影响自交花粉管中的含量，说明异己S-RNase很可能被泛素化并经由26S蛋白酶体途径降解。这些结果证明参与自交不亲和性特异性决定的关键因子定位于细胞浆并且泛素降解途径介导的S-RNase的降解导致了亲和反应的发生。这一发现解决了自交不亲和反应特异性决定的亚细胞位置，据此我们提出了一个新的自交不亲和机制的细胞控制模型。