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赤霉素(GA)是一类重要的植物激素,具有生物活性的GA作用于高等植物的整个生命周期。GA20氧化酶和GA3-氧化酶是赤霉素合成代谢途径中的两个关键酶,都由多基因家族编码,直接催化生成具有生物活性的GAs。对GA20-氧化酶和GA3-氧化酶基因的表达进行调控,将影响活性GA的合成代谢,从而影响植物的生长发育。本试验以秋菊品种“唐宇金秋”(Chrysanthemum×morifolium‘Tangyujinqiu’)为材料,克隆GA20-oxidase和GA3-oxidase基因家族不同成员的片段,为今后得到其cDNA全长和了解赤霉素在菊花的生长发育以及形态建成过程中的作用有重要意义。本研究获得的主要结果如下:1、根据GA20-氧化酶的氨基酸保守区设计兼并引物CM1和CM2,从秋菊品种“唐宇金秋”(Chrysanthemum×morifolium‘Tangyujinqiu’)中克隆到三个GA20-氧化酶(CmGA20-ox1、CmGA20-ox2和CmGA20-ox3)的部分基因片段,核苷酸长度均为486bp编码162个氨基酸,其GeneBank登录号EU491953、EU491954和EU491955。2、运用DNAman软件进行序列分析,将CmGA20-ox1、CmGA20-ox2和CmGA20-ox3的核苷酸与氨基酸进行序列分析其同源性分别达97.8℅和98.8℅,特别是CmGA20-ox1与CmGA20-ox3仅有一个氨基酸不同。将所克隆的CmGA20-ox1片段与烟草(AB109762)、牡丹(ABQ52488)、葡萄(ABF61825)和豌豆(CAA62846)等植物的GA20-ox的氨基酸序列BLAST比对,其同源性达到65℅,并对同源性分析结果构建GA20-ox蛋白的系统发生树,可知菊花与豌豆的亲缘关系最近。3、经分析所克隆的菊花三个GA20-氧化酶片段均含有与2-酮戊二酸结合有关的保守序列NYYPXCQKP和保守的H和D残基,还有与GA底物结合有关的LPWKET基元。4、对CmGA20-ox1、CmGA20-ox2和CmGA20-ox3的氨基酸序列进行保守结构域搜索(CD—SEARCH),发现与依赖2-酮戊二酸和Fe2+的加氧酶超家族(2OG-Fe(II) oxygenase superfamily)蛋白高度同源,E值为2e-23,长度从所克隆片段的第77个氨基酸到第162个氨基酸,共含有86个氨基酸。5、根据GA3-氧化酶的氨基酸保守区设计兼并引物CM3和CM4,从秋菊品种“唐宇金秋”(Chrysanthemum×morifolium‘Tangyujinqiu’)中克隆到两个GA3-氧化酶(GA3-ox1和GA3-ox2)的部分基因片段,核苷酸长度均为276bp编码92个氨基酸,其GeneBank登录号EU697529和EU697530。6、运用DNAman进行序列分析,将CmGA3-ox1和CmGA3-ox2的核苷酸与氨基酸序列进行分析比较,其同源性分别达94.2℅和94.5℅,这两个片段共有五个氨基酸不同。将所克隆的CmGA3-ox1片段与烟草(AB070984)、南瓜(CAC83089)和菜豆(CAH69705)等植物的GA3-ox的氨基酸序列BLASTP比对,其同源性达到55℅,并对同源性分析结果构建GA3-ox蛋白的系统发生树,可知菊花与烟草的亲缘关系最近。