矮化密植栽培是现代果树发展的总趋势。利用矮化品种和矮化砧木是实现这一趋势的主要途径。‘中矮1号’是中国农业科学院果树研究所选育的我国第一个具有自主知识产权的梨矮化砧木,其树体矮化紧凑,做中间砧亲和力好,促进嫁接树矮化、早结果、早丰产、品质优等,已在生产中推广栽培,但其致矮分子机理尚不清楚。课题组前期对‘中矮1号’的矮生机制做了大量研究,结果表明‘中矮1号’赤霉素含量低于其它乔化品种。前人在其它植物上的研究也发现植物的矮化与内源赤霉素、生长素等激素以及它们的相互作用有关。因此,赤霉素在‘中矮1号’体内的合成可能对其高矮产生影响。本研究以‘中矮1号’为试材,利用RT-PCR和RACE扩增方法,克隆并研究‘中矮1号’GA20-氧化酶和贝壳杉烯氧化酶基因以及与正常植株之间的表达差异,为揭示‘中矮1号’矮化分子机理提供理论基础。1.以‘中矮1号’的叶片为试材,克隆了其GA20-氧化酶和贝壳杉烯氧化酶基因的全长cDNA序列,GA20-氧化酶GenBank上登录号分别为HQ833589和JN106464。结果表明其GA20-氧化酶基因全长1314 bp,包含一个长度为1179 bp的完整开放阅读框,编码392个氨基酸,序列比对结果表明该氨基酸序列与已克隆的苹果等植物的GA20-氧化酶基因的氨基酸的相似性在50 %-91.58 %之间;贝壳杉烯氧化酶基因全长1644 bp,包含一个长度为1545 bp的完整开放阅读框,编码514个氨基酸,序列比对结果表明该氨基酸序列与已克隆的苹果等植物的贝壳杉烯氧化酶基因的氨基酸的相似性在77 %-99 %之间。2.利用获得的GA20-氧化酶和贝壳杉烯氧化酶基因序列设计扩增全长的特异引物,分别在‘早酥’和‘锦香’中扩增,获得了‘早酥’和‘锦香’的GA20-氧化酶和贝壳杉烯氧化酶基因的全长cDNA序列,序列比对结果表明,3个品种这两个基因的编码序列仅个别碱基有差异,但编码的氨基酸序列完全相同,可见其基因功能完全相同。3.利用实时荧光定量PCR技术对GA20-氧化酶和贝壳杉烯氧化酶基因在‘中矮1号’、乔化对照‘早酥’和母本‘锦香’不同时期新梢叶片中的表达情况进行了分析,结果表明:GA20-氧化酶基因在各新梢生长阶段的表达量均低于乔化对照‘早酥’和母本‘锦香’,3个品种不同发育阶段新梢叶片中GA20-氧化酶基因的表达强度均为‘中矮1号’<‘锦香’<‘早酥’,其各时期表达趋势略有不同,‘早酥’和‘锦香’在新梢生长前期同时出现一个表达高峰,而‘中矮1号’则没有,各时期波动不明显;贝壳杉烯氧化酶基因除新梢生长初期在‘早酥’中的表达显著高于其它两个品种外,其它时期3个品种的表达量均相差无几,无明显规律。由此可见,GA20-氧化酶基因表达量低是‘中矮1号’矮化的原因之一。