赤霉素是植物体内重要的激素之一，它影响着高等植物生长发育过程的各个阶段，如种子萌发、茎的伸长、叶的生长、花的诱导以及种子的发育。赤霉素的生物合成途径在模式植物拟南芥中已研究得比较清楚了，主要有7种酶参与，包括古巴焦磷酸合酶(CPS)、内根贝壳杉烯合酶(KS)、内根-贝壳杉烯氧化酶(KO)、内根-贝壳杉烯酸氧化酶(KAO)、GA20-氧化酶(GA20Ox)、GA3-氧化酶(GA3OX)和GA2-氧化酶(GA2OX)，但在小麦中的研究还不完善，仅有合成酶基因TaCPS、TaGA20Ox和TaGA3Ox的部分报道。为了明确小麦中赤霉素合成途径的相关基因及其功能，本研究以小麦品种中国春为材料，对赤霉素合成途径上游的TaCPS，TaKS、TaKO和TaKAO基因进行了克隆、染色体定位以及表达模式和调控研究。主要实验结果如下：　　 1．在中国春小麦中成功克隆得到3个TaCPS基因、3个TaKS基因、4个TaKO基因和3个TaKAO基因。同时利用中国春的21个缺体四体系分别对这些基因进行了染色体定位，并根据定位结果对它们进行了命名。结果如下：3个TaCPS基因分别定位在小麦7A、7B和7D染色体上，命名为TaCPS-A，TaCPS-B和TaCPS-D；3个TaKS基因分别定位在小麦2A、2B和2D染色体上，命名为TaKS-A、TaKS-B和TaKS-D；4个TaKO基因分别定位在小麦7A、7B、7D和2B染色体上，命名为TaKO-A、TaKO-B1、TaKO-D和TaKO-B2；3个TaKAO)基因分别定位在小麦4A、7A和7D染色体上，命名为TaKAO-A2、TaKAO-A1和TaKAO-D。　　 2．在小麦近缘种乌拉尔图小麦(AA)、拟斯卑尔脱山羊草(SS)和粗山羊草(DD)中克隆了TaCPS、TaKS、TaKO和TaKAO的同源基因，系统进化树分析结果与TaCPS、TaKS、TaKO和TaKAD基因的染色体定位结果一致，支持了普通小麦A、B、D组染色体分别起源于乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草和粗山羊草的学说。　　 3．利用Realtime-PCR方法对TaCPS、TaKS、TaKO和TaKAO基因在中国春小麦叶、幼穗、穗下节、倒一节间和倒二节间中的表达模式进行了分析。结果表明：TaCPS、TaKS、TaKO和TaKAO基因在小麦中是组成性表达，在所有检测的组织都有转录本的存在。但在不同组织中它们的表达量有明显的差异。TaCPS、TaKS、TaKO和TaKAO基因在小麦倒一节间和倒二节间中的表达量最高，其次是叶和幼穗，在穗下节中表达量最低。同时来自不同染色体组的基因的表达模式也存在差异。其中TaCPS-B基因的表达量高于TaCPS-A和TaCPS-D基因的表达量；TaKS-D基因的表达量高于TaKS-A和TaKS-B基因的表达量；TaKO-A基因的表达量高于TaKO-B和TaKO-D基因的表达量；TaKAO-B基因的表达量高于TaKAO-A和TaKAO-D基因的表达量。说明这些基因的不同拷贝在小麦的生长发育中可能起着重要的作用，但在不同的发育阶段及不同的组织中各个拷贝的重要性又存在差异。　　 4．为了研究赤霉素合成途径上游基因的表达调摔情况，利用多效唑(PAC，赤霉素合成抑制剂)和赤霉素(GA3)处理的中国春小麦幼苗进行了基因表达分析。结果表明TaCPS、TaKS、TaKO和TaKAO基因受反馈调控的影响不明显，只有部分基因存在反馈调控，其中TaCPS-B和TaCPS-D基因的表达受PAC上调，受GA3下调；TaKO-D和TaKAO-D基因的表达受PAC上调。进一步说明这些基因是小麦生长发育必需的，但还需要其它基因的协同作用和精细调控来合成适量的生物活性赤霉素以保证小麦的正常生长发育。