赤霉素是植物体内重要的激素之一。目前,关于GA对植株生长发育的研究方法多采用外源施加GA或GA合成抑制剂,而且损伤系统的方法,改变植株体内GA含量进行实验,从植物本身GA含量的角度研究比较少见。本研究是以转基因的方法下调烟草植株茎部木质部形成层内的活性GA含量,对其生长性状做详尽记录并制作茎部切片,与其它学者的相关研究成果比较分析烟草木质部形成层中的活性GA含量对植株生长发育的影响。主要研究内容与结果如下：1.从毛白杨的成熟叶片提取RNA,反转录得到cDNA,并以其为模板克隆了GA代谢中的关键酶基因PtGA2ox1,GA2-氧化酶是GA生物合成途径中重要的限速酶,它可以促使具有生物活性的GA转化为非活性的GA。利用转基因技术获得以LMX5木质部形成层特异性启动子(Jonathan et al.,2009)启动的烟草转基因植株LMX5::PtGA2ox1。测量该转基因株系与野生型WT以及实验室保留的转基因植株35S::PtGA20ox (35:G20)和35S::PtGA2ox1 (35:G2)株系各生长指标,并对不同基因型的植株性状进行对比分析。研究发现LMX5::PtGA2ox1 (L:G2)植株茎部的GA含量降低明显抑制了植株的株高、地茎等部分的生长。2.转基因株系转入基因的表达量和活性GA含量均发生了变化。利用qPCR技术对PtGA2ox基因的表达量进行了检测,结果显示PtGA2ox1在转基因株系L：G2中的茎部过量表达,而其在叶片与根部的表达量与野生型差别不大；利用液质联用仪对转基因株系的根、茎、叶中的主要几类GA含量进行了检测,发现PtGA2ox1基因过量表达的植株茎部活性GA含量明显下调,而非活性GA含量则显著提高。3.利用烟草微嫁接的方法验证活性GA在植株体内的运输机制。研究结果证明,植株体内合成的活性GA无法在烟草植株体内进行自由运输,而外源添加在培养基中的GA4+7可以在植株中进行运输,通过砧木运输至接穗促进植株各组织的生长。这表明,L:G2转基因植株的其它组织中活性GA不能自由转运到其茎部形成层中。4.降低烟草茎部形成层活性GA含量对植株茎部发育、叶片伸展以及不定根的发生都有较大影响。植株内源活性GA含量的提高可以促进木质部的成熟加快,提高木质部的分化程度；内源活性GA含量降低则延缓木质部的发育,这表明活性GA在木质部的形成与发育过程中起到正向调控的作用。单独降低植株茎部木质部形成层中活性GA的含量也会延缓木质部的发育,且单独降低形成层中的活性GA含量与降低植株整体活性GA含量对植株木质部发育的影响程度相近,说明植株茎部木质部形成层中的活性GA含量在影响植株木质部发育调控机制中起到主要作用。此外,研究发现降低植株茎部木质部形成层中活性GA的含量对植株不定根和叶片的发育也有影响。与野生型WT相比,LMX5::PtGA2ox1转基因株系的不定根数量有所减少；叶片表型出现明显的皱化,叶片伸展不均匀,性状不对称,而叶片数有少许增加,但增加程度不明显。本研究阐明了植物局部组织中活性赤霉素的变化对植株整体生长发育的影响,并验证了植物自身合成的赤霉素无法在体内自由运输,更加透彻地分析了赤霉素对植物生长发育带来的影响,对今后赤霉素在农业生产中的应用有实践意义。