赤霉素是调控植物生长发育的五大激素之一,在如种子萌发、茎的伸长以及果实发育等植物的多种生命活动中发挥重要作用。通过分子遗传学等方法,在水稻、拟南芥等植物中发现赤霉素传导途径的一些重要元件,包括赤霉素的受体蛋白GID1、赤霉素信号的负调控因子DELLA蛋白和DELLA蛋白降解相关的GID2蛋白。目前对赤霉素传导途径的研究表明,在赤霉素不存在或浓度较低的情况下,DELLA蛋白抑制植物的生长,而当活性赤霉素存在时,赤霉素与受体GID1结合后,导致后者构象改变并与DELLA蛋白相互作用,诱导DELLA蛋白泛素化并通过蛋白酶途径降解,激活下游信号转导,进而调控植物生长发育过程。毛竹我国分布最广、经济价值最高的竹种,主要以无性系繁殖方式进行更新生长,毛竹笋有着惊人的生长速度,这种快速生长现象具有重要的学术研究价值。有研究指出在竹笋的快速生长期赤霉素的含量迅速升高,推测赤霉素在笋的快速生长中会发挥关键作用,研究毛竹中的赤霉素合成和信号途径具有重要意义。本研究以毛竹种子幼苗为材料,研究了赤霉素对毛竹种子萌发、幼苗生长影响,并同源克隆获得赤霉素信号转导途径中的三个关键基因,应用生物信息学手段进行基因序列分析。采用实时定量PCR方法研究这些基因在笋的快速生长时期不用部位的表达情况,并利用酵母双杂交系统验证了这些蛋白之间的互作关系,还通过农杆菌介导花序侵染法获得DELLA基因过表达拟南芥,初步探讨了毛竹DELLA基因在植物中的功能,得到了以下结论:1.赤霉素促进了毛竹种子的萌发和毛竹幼苗的生长,赤霉素浓度在100mg.L-1时作用最明显,与对照组相比,种子发芽率提升了19.80%,茎长提升了97.17%;2.通过同源克隆得到了毛竹中的三个基因PhGID1、PhGID2和PhSLR1全长,它们的ORF分别为1065bp、648bp和1866bp,分别编码354、215和621个氨基酸。对氨基酸序列进行生物信息学分析显示,它们和其他植物中的同源蛋白质氨基酸序列一致性较为保守。3.在快速生长期的毛竹笋中,PhGID1、PhGID2和PhSLR1这三个基因在笋的顶部、中部、基部以及根部都有表达,PhSLR1在笋的上、中部表达量较少,在根部较多,而PhGID1和PhGID2的表达情况相似,在笋的上中部表达量高,根部较少,这与PhSLR1基因的表达呈相反趋势。4.原核表达实验表明,当表达菌株为大肠杆菌BL21(DE3),表达载体为pET-32a时,PhSLR1和PhGID2蛋白能够表达且是可溶性的,PhGID1蛋白的表达以包涵体形式存在。5.酵母双杂交结果显示,PhGID2蛋白和PhSLR1有相互作用且作用于PhSLR1蛋白的C端GRAS结构域,PhGID2蛋白和PhGID1蛋白也存在相互作用且不依赖于赤霉素的存在。6.将毛竹基因PhSLR1进行转基因实验,观察表型发现拟南芥转基因植株比野生型要矮小,叶片和果荚也小、少。