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二倍体森林草莓(Fragaria vesca)是自花授粉植物,基因纯合度高,基因组小,遗传基础单纯,用理化因素处理突变率高,容易获得各种代谢功能的缺陷型,是改良现代栽培草莓的重要基因资源,同时也成为果树分子生物学研究的模式植物。果形指数是外观品质的一个重要指标,草莓果形的种类多样,最常见的是圆锥形,也有一些品种是长圆锥形、短圆锥形。为了探究草莓果实形状形成的分子机制,本研究以二倍体森林草莓’Yellow wonder’和其短果突变体为试材,研究分析野生型和突变体表型差异、遗传规律以及与赤霉素的相关性。应用转录组测序对野生型与突变体进行差异表达基因分析,并对赤霉素合成途径的候选基因进行克隆鉴定,研究结果如下：1.将二倍体森林草莓野生型和突变体进行了形态比较、组织细胞分析和赤霉素含量分析,发现突变体果实和叶片变短,叶色深绿。突变体的花粉萌发率低,存在一定程度的育性下降现象。突变体的花托明显短于野生型的花托,突变体的短果实形状在花蕾时期已经形成。野生型赤霉素水平明显高于突变体的赤霉素水平,对突变体外施赤霉素,短果突变体的果实形状能够恢复到野生型的果实形状,因此该突变体为对赤霉素敏感型的赤霉素缺陷突变体。遗传分析数据表明该突变性状为单基因控制的隐性性状。2.分别从花蕾和小绿果提取总RNA,利用Illumina高通量测序技术进行转录组测序。对野生型和突变体转录组数据进行比较,并利用qRT-PCR技术对45个差异表达基因进行验证。qRT-PCR结果与转录组数据结果相一致,表明转录组测序数据准确可靠。鉴定出一些赤霉素合成途径的差异表达基因。其中,在花蕾阶段鉴定出29个下调表达赤霉素合成相关基因,包括赤霉素合成关键基因GA3ox3(gene10124), GA3ox4 (gene02231), GA20ox1(geneO1062)和CYP450 714C2-like (gene16769)。在小绿果阶段鉴定出28个下调表达赤霉素合成相关基因,包括赤霉素合成关键基因GA3ox3(gene02611), GA20ox1(gene31924), CYP450 734A1-like (gene01176)和CYP450 714C2-like (gene 16769)。在草莓花蕾和小绿果两个阶段的差异表达基因中,赤霉素合成相关基因CYP450714C2-like(gene 16769)在两个阶段均差异表达。3.利用PCR技术,从草莓野生型和突变体中分别克隆了FvCYP714C2基因DNA序列,序列全长为1940 bp。将野生型和突变体进行比较,FvCYP714C2基因在核苷酸序列上没有差异,并且与NCBI上公布的Hawaii4的CYP714C2同源性达到100%。FvCYP714C2有5个外显子,4个内含子,其中内含子的长度分别为80bp、92bp、134 bp和95 bp。草莓FvCYP714C2 CDS全长1539 bp,共编码512个氨基酸,含有细胞色素P450s的最主要特征的保守氨基酸序列FxxGxRxCxG。通过理化性质推测该基因编码的蛋白为亲水性差的不稳定蛋白质。4. FvCYP714C2基因在野生型和突变体的根、茎、叶、花梗、花蕾、花、小绿果中均表达。除了在茎中的表达没有差异外,在根、叶、花梗、花蕾、花、小绿果实中,FvCYP714C2基因在野生型(YW)中的表达水平均明显高于在突变体(sf)中的表达量。在同一株系的表达方面,在FvCYP714C2叶片中表达量最高,其次为在花梗中,在根和果实中最少。5.构建了FvCYP714C2基因的植物过量表达载体pRI 101-ANFvCYP714C2。利用农杆菌介导浸染拟南芥,获得5株宿有FvCYP714C2基因的过表达拟南芥转化植株。FvCYP714C2转基因株系的赤霉素GA1+3含量均极显著高于野生型的赤霉素GA1+3含量。FvCYP714C2对拟南芥的营养生长有明显的促进作用。6.草莓短果突变体的形成可能是由于FvCYP714C2基因下调表达所导致。