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赤霉素（GAs）是调控植物生长发育的五大激素之一,在细菌、真菌、植物中广泛存在。GAs的生物合成与代谢是多步骤的酶促反应过程,涉及的关键酶主要来源于3个基因家族:萜烯合成酶基因家族（Terpene synthases,TPSs）、细胞色素P450单加氧酶家族（Cytochrome P450 monooxygenases,P450s）和最后阶段发挥效应的2-酮戊二酸依赖性双加氧酶家族（2-oxoglutarate-dependent dioxygenases,2-ODDs）。赤霉素GA20ox、GA3ox、GA2ox氧化酶同属于2-ODDs家族,参与调控植物的正常生长发育以及对非生物逆境胁迫的响应。核桃作为世界著名的“四大坚果”之一,随着现代加工产业的发展,人们对其需求量不断增加。然而,核桃树体高大、抗逆性差、优质砧木缺乏等因素严重制约了核桃的种植范围,影响了核桃产业的健康发展。本文以核桃为研究对象,通过对赤霉素氧化酶基因的基因克隆及载体构建、遗传转化、PEG模拟干旱胁迫的功能分析、转基因微型嫁接等研究,以期获得矮化抗干旱的核桃优良砧木,为核桃产业的可持续发展提供理论依据。本研究的主要研究结果如下:（1）成功构建了核桃赤霉素2-ODDs家族氧化酶基因的过表达和干扰载体本研究通过对JrGA3ox基因PCR扩增,采用同源重组的方法,将目的基因与PC1300-GFP过表达载体连接,成功构建了35S::JrGA3ox::GFP过表达载体。将JrGA3ox、JrGA2ox基因克隆得到的保守片段与PTCK303干扰载体连接,成功构建了PTCK303-JrGA3ox、PTCK303-JrGA2ox干扰载体。（2）成功构建农杆菌介导的核桃赤霉素2-ODDs家族氧化酶基因遗传转化体系将过表达载体35S::JrGA20ox::GFP、35S::JrGA3ox::GFP、35S::JrGA2ox::GFP和干扰载体PTCK303-JrGA20ox、PTCK303-JrGA3ox、PTCK303-JrGA2ox以核桃体细胞胚为受体进行农杆菌介导的遗传转化,GFP荧光鉴定显示JrGA20ox、JrGA3ox、JrGA2ox过表达体胚E3代的阳性率分别为91%、88%、89%,GUS组织染色鉴定显示JrGA20ox、JrGA3ox、JrGA2ox干扰体胚E3代的阳性率为87%、83%、86%,体式显微镜下观察到阳性体胚发育经历了球形胚、心形胚、鱼雷形胚、子叶形胚4个阶段;对体胚萌发获得的再生株系PCR电泳检测及定量分析,表明成功获得核桃JrGA20ox、JrGA3ox、JrGA2ox基因过表达和干扰阳性再生株系。（3）核桃赤霉素2-ODDs家族氧化酶基因调控植株株高对JrGA20ox、JrGA3ox、JrGA2ox过表达和干扰株系进行表型、株高及节间长度分析,发现JrGA20ox-RNAi、JrGA3ox-RNAi及JrGA2ox-OE植株,表现出半矮化表型,植株更矮,节间更短,与WT植株相比,株高分别减少了33.4%、28.8%、35.9%,节间长度分别减少了30.3%、28.2%、50.0%。JrGA20ox-OE、JrGA3ox-OE及JrGA2ox-RNAi植株表现出增高的表型,株高更高,节间长度更长,与WT相比,株高分别增加了46.5%、60.6%、37.2%,节间长度分别增加了74.4%、48.7%、28.9%。（4）核桃赤霉素2-ODDs家族氧化酶关键基因JrGA20ox响应干旱胁迫PEG模拟干旱胁迫的条件下,JrGA20ox-RNAi干扰株系NBT、DAB、Evans blue染色、H2O2、O2·ˉ、相对电导率、MDA、气孔开度、自然失水率含量均显著低于野生型和JrGA20ox-OE过表达株系;SOD、POD、CAT活性、脯氨酸、叶绿素含量显著高于野生型和JrGA20ox-OE过表达株系;相关抗性基因SOD、POD、LEA、P5SC、GAI相对表达量在胁迫时间内显著高于野生型和JrGA20ox-OE过表达株系,VPE表达量显著低于野生型和JrGA20ox-OE过表达株系。表明核桃JrGA20ox基因表达量与植株抗干旱胁迫能力成反比。（5）核桃赤霉素2-ODDs家族氧化酶基因JrGA20ox响应嫁接植株干旱胁迫分别以JrGA20ox-OE过表达植株和JrGA20ox-RNAi干扰植株为砧木,野生型植株为接穗进行微型嫁接,嫁接15天后发现嫁接植株愈合良好,微型嫁接植株的存活率达90%。通过对嫁接植株的JrGA20ox基因实时荧光定量q PCR在接穗和砧木之间的差异分析,结果显示嫁接影响了JrGA20ox基因的表达。在干旱胁迫条件下,与野生型自嫁接植株相比,JrGA20ox-RNAi干扰株系作为砧木的嫁接植株叶片较绿,植株生长健壮,接穗中的抗旱基因SOD、LEA、P5SC表达量显著升高,VPE基因表达量显著下降,表明JrGA20ox基因负调控嫁接植株的抗旱性。