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桃（Prunus persica）属于蔷薇科（Rosaceae）李属植物,是我国重要的经济果树。近年来,由于矮化密植具有早果、优质、丰产和便于机械化作业的优点,已逐渐成为桃生产的重要栽培模式。然而,桃树长势较旺,须通过合理的树体管理才能达到矮化密植的栽培要求。赤霉素（Gibberellic acids,GAs）曾被鉴定为一种广泛存在于植物体的内源激素并发挥着正调控植物株高的生理作用,且被视为调控树体大小最重要的激素,而GA20氧化酶（Gibberellin 20-oxidase,GA20ox）是合成生物活性GA过程中的关键限速酶,对GA的生物合成起着重要的调控作用。为研究GA20ox基因在桃树生长发育过程中可能发挥的调控作用,本研究利用生物信息学分析等方法,从桃的基因组鉴定出6个PpGA20ox基因;并以‘秋蜜红’桃为试料,对其家族成员进行基因克隆、组织特异性表达分析及亚细胞定位,并构建植物过表达载体进行基因功能验证。主要研究结果如下:1、利用生物信息学分析等方法,从桃的基因组鉴定得到6个GA20ox基因,并利用同源克隆法,从‘秋蜜红’桃中成功克隆了 6个GA20ox基因,分别命名为PpGA20ox1、PpGA20ox2、PpGA20ox3、PpGA20ox4、PpGA20ox5 和 PpGA20ox6,序列分析表明:其 CDS 区全长分别为1134 bp、1164 bp、726 bp、1164 bp、1155 bp 和 1155 bp,各自编码 378、388、242、388、385和385个氨基酸。2.利用软件MEGA 5.1对桃、拟南芥和水稻中的GA20ox蛋白进行多重序列比对及分析,结果显示,桃中的6个PpGA20ox蛋白之间的同源性高达43～73%,其中,PpGA20ox4、PpGA20ox5和PpGA20ox6同源性达到了 71%,说明它们的亲缘关系较近,且可能存在随机复制。不同物种的GA20ox蛋白序列都含有一些共同的保守基元,如与GA底物结合有关的“LPWKET”保守基元,保守的H和D残基等。染色体分布及基因结构分析发现:PpGA20ox1和PpGA20ox2位于桃的第2号染色体上,其余4个PpGA20ox基因均位于桃的第1号染色体上,但它们与其他物种GA20ox基因的结构相同,都含有3个外显子,2个内含子。上述结果表明:克隆得到的6个PpGA20ox基因属于GA20ox基因家族。3、利用qRT-PCR技术,对PpGA20ox基因在‘秋蜜红’桃的幼叶、茎尖、嫩茎、花苞和幼果中的表达水平进行分析。结果显示,PpGA20ox1和PpGA20ox2在‘秋蜜红’桃中的组织特异性表达差异明显,PpGA20ox1主要在幼叶和茎尖中表达,PpGA20ox2主要在花苞中表达,且表达量显著高于其他五个PpGA20ox基因成员,PpGA20ox5和PpGA20ox6在花苞中也有表达,且表达水平显著高于其他组织。4.利用同源重组法成功构建了 35S-PpGA20ox-GFP融合蛋白表达载体,并利用农杆菌介导转化法转化本氏烟草叶片表皮细胞,瞬时表达结果显示,PpGA20ox1,PpGA20ox2和PpGA20ox5基因编码的蛋白均定位于细胞的细胞核和细胞质中。5.利用双酶切法成功构建了 pSAK277-PpGA20ox1、pSAK277-PpGA20ox2 和pSAK77-PpGA20ox5植物过表达载体,通过农杆菌介导转化拟南芥植株进行基因功能验证。并对转基因植株进行表型观察与测定,结果发现:在GA缺失型（AtGA20ox2发生突变）半矮化拟南芥突变体中过表达PpGA20ox1和PpGA20ox2基因后、转基因植株的早期营养生长速度加快,叶片变大,花期提前,且过表达PpGA20ox2基因的拟南芥植株花期早于过表达PpGA20ox1基因的拟南芥植株;但是在步入生殖生长期后,转基因植株生长速度明显减慢,最终株高和突变体无明显差异,且没有恢复至野生型拟南芥株高。在野生型拟南芥中过表达PpGA20ox5基因后,转基因植株表型也与转PpGA20ox1基因的表型类似,最终的株高略高于野生型拟南芥植株。说明:PpGA20ox1、PpGA20ox2和PpGA20ox5基因都可显著地促进拟南芥的营养生长及抽薹时间的提前,它们可能对植物的营养生长（叶片的伸展、茎的伸长）、早期生殖生长及成花诱导有一定的促进作用。综上所述,桃基因组中有6个GA20ox基因,且每个成员都含有三个外显子,两个内含子。PpGA20ox1和PpGA20ox2具有非常明显的组织表达特异性,PpGA20ox1主要在幼叶和茎尖中表达,PpGA20ox2主要在花中表达。转基因拟南芥功能验证结果显示,PpGA20ox1和PpGA20ox2都可显著地促进拟南芥的营养生长及抽薹时间的提前。基于以上试验结果,可以表明,幼叶和茎尖中GA含量主要是通过促进PpGA20ox1的转录丰度来实现的,而在花苞中主要是通过PpGA20ox2的转录水平来调节GA含量的。本研究课题主要探讨了PpGA20ox基因与桃株高性状的关系,初步阐明了赤霉素调控桃节间长度的机理,为选育新型桃矮生品种提供一定的理论基础。