赤霉素(Gibberellins,简称GAs)是高等植物体内极为重要的生长调节剂,能影响植物整个生命周期中的生长和发育过程,特别是在林木木材形成方面具有重要作用。GAs的生物合成是由一系列酶的催化完成的,其中GA20氧化酶是其生物合成的限速酶。为了利用分子育种对小黑杨(Populus simonii×P.nigra)木材形成进行遗传改良,从而培育出生长速度快、纤维长度大的优良纸浆材小黑杨新品种,本文对小黑杨GA20氧化酶基因进行了初步研究,主要结果如下:　　 克隆并获得小黑杨GA20ox1基因。利用已知的与小黑杨亲缘关系较近的几个物种的GA20ox基因序列,根据保守区设计兼并引物克隆出了小黑杨GA20氧化酶基因片段,之后利用RACE技术获得一条1678 bp的cDNA序列。经序列比对分析,其与毛果杨GA20ox蛋白的同源性高达99％,将该基因命名为.PnsGA20ox1基因,该基因全长编码序列为1158 bp,共编码385个氨基酸,PnsGA20ox1蛋白的分子量为44.04 kDa,理论等电点为5.97,是20G-FeII_Oxy基因家族的成员。　　 PnsGA20ox1基因的表达具有组织特异性。利用荧光实时定量PCR研究了小黑杨PnsGA20ox1基因在节间、韧皮部、未成熟木质部、成熟木质部、叶柄、成熟叶、嫩叶、顶端分生组织的表达情况,结果表明:该基因在上述组织中均有表达,但其相对表达量不同,其中,PsnGA20ox1在成熟木质部中表达丰度最高,在幼嫩叶片中的表达量较高,在未成熟木质部、韧皮部、顶端分生组织和成熟叶中则表达丰度中等,而在叶柄中有少量表达,在节间组织中表达丰度相对最低。　　 PnsGA20ox1基因在烟草中过表达后对其纤维素含量产生了影响。构建了正义植物表达载体pROK2-GA20ox,并通过农杆菌介导法将其转入烟草,对转化植株进行基因组PCR和RT-PCR检测,证明外源基因已经整合到烟草基因组中并成功转录翻译。测定过表达PsnGA20ox1基因烟草植株及未转基因烟草植株的综纤维素含量、纤维长度和Klason木质素含量,方差分析表明,转基因烟草的Klason木质素含量并无明显变化,而综纤维素含量和纤维长度比对照组均有显著的提高,且不同株系之间也存在显著差异。初步证明过表达PnsGA20ox1基因在不同转基因株系中对纤维素生物合成的影响有所不同,而对木质素的生物合成并无明显影响。