近年来，代谢途径基因和相互作用网络的分子进化和进化动力学研究得到越来越多关注，是进化生物学中的一个重要研究领域，也开展了相关研究工作。但是，迄今在植物中开展代谢途径基因的分子进化研究仍不多见。赤霉素(Gibberellin,简称GA)是一种重要的植物激素，广泛存在子植物界，在植物的生长和发育过程中具有极其重要的作用。国内外对赤霉素的研究多集中在其功能及其代谢调控等方面，而对于赤霉素生物合成途径基因的分子进化的式样和规律还缺乏了解。本研究以与人类生活密切相关的稻属和稻族为材料，对编码赤霉素合成的7个基因的分子进化进行了初步研究。主要研究结果如下：　　 1)选取10个稻族代表性类群和外类群Ehrharta erecta，扩增和测序了赤霉素合成途径7个关键基因，根据序列数据的邓肯多重比较、Wilcoxon符号检验和盒线图分析，我们比较了赤霉素合成途径基因的同义和非同义替代速率的差异。结果表明，赤霉素合成途径下游的三个基因GA20ox2、GA3ox2和GA2ox4具有较高的同义替代速率(GA20ox2，ds=0.608;GA3ox2，ds=0.648;GA2ox4，ds=0.675)，LSD统计检验差异显著，说明这3个基因具有较高的突变率，可能与其在赤霉素合成途径中的位置有关。对于非同义替代速率而言，GA20ox2基因的非同义替代速率最低(dN=0.014)，GA2ox4和KSl基因的非同义替代速率较高(GA2ox4，dN=0.071;KS1，dN=0.075)，LSD统计检验差异显著。GA20ox2基因非同义替代速率低的原因可能与其是一种限速酶且参与的催化步骤较多有关，说明该基因在功能上的重要性。　　 2)为了比较赤霉素合成基因在稻属、稻族不同物种中是否存在进化速率异质性以及进化速率异质性在赤霉素合成基因中是否存在协同性，我们利用HYPHY进行了相对进化速率的检测。结果表明，稻族不同物种之间在某些基因上存在进化速率异质性。在几乎所有7个基因的同义位点上，Chikusichloaaquatica和Rhynchoryza subulata两个物种均具有较低的同义替代速率，Oryzasativa的同义替代速率则较高。在非同义位点，KO2和GA20ox2两个基因在比较的物种中不存在替代速率的差异，但在其它5个基因上，Oryza granulata,Chikusichloa aquatica和Rhynchoryza subulata的非同义替代速率较低。同时，在 CPS1、KS1、KAO和GA2ox4四个基因中非同义替代速率存在协同性。造成这种进化速率协同的原因可能有(1)由于各基因经历了相似外界环境的影响，从而表现出在同一谱系上出现多个基因进化速率的协同；(2)由于同一代谢途径的酶在功能上的相互制约而得以维持相似的进化速率。　　 3)对7个赤霉素合成基因进行了适应性进化的分析，通过PAML的CODEML程序进行模型比较，发现在所有7个赤霉素合成基因中M1a-M2a和M7-M8模型对的似然值检验均不显著，表明模型M2a和模型M8并不显著优于模型Mla和模型M7，即在稻族的进化尺度内，赤霉素合成途径关键基因中不存在正选择位点，没有明显适应性进化现象。研究发现，KS1基因具有最高的dN/ds比值(ω=0.386)，3个indels;GA2ox4基因具中等程度的dN/ds比值(ω=0.129)，12个indels；而GA20ox2的dNs比值最低(ω=0.022)。这一结果与已有的研究结果一致，即选择约束小的基因一般具有较高的非同义替代速率和较多的插入缺失。推断KS1基因和GA2ox4基因较高的非同义替代速率和较多的插入缺失(indels)可能是选择约束松驰(relaxed constraint)的结果。　　 综上所述，我们认为基因的进化速率很大程度上取决于其功能的重要性，基因在代谢途径中的位置可能会影响基因进化速率的快慢，但是与基因功能的重要性相比，其影响要小。