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薏苡（Coix lacryma-jobi L.）为一年生或多年生的禾本科薏苡属单子叶植物。研究表明薏苡中含有极其丰富的营养物质,所以薏苡在营养饮食与医疗保健方面逐渐得到重视并广泛使用。但是当前我国传统种植的薏苡存在植株较高、易倒伏的问题,导致单位产量大大减少。赤霉素2-氧化酶（GA2ox）是赤霉素合成代谢过程中的关键酶之一,该酶通过2-β-羟基化作用使赤霉素失去不可逆的活性,,所以当该基因在植物体内过表达时,植物体内活性赤霉素含量降低,植物的表型形状受到影响,尤其是株高一般表现矮化特征。该研究对薏苡GA2氧化酶基因在植物中的功能进行分析,以期导入该基因优化植株相关表型性状,培育矮化或者半矮化植株。本研究取得如下结果:1.ClGA2ox2基因克隆和生物信息学分析通过RACE技术克隆得到一段薏苡基因序列,分析发现该基因序列长度为933bp,编码310个氨基酸。进一步采用相关生物信息学分析网站或软件对该基因序列进行系统分析。蛋白质理论相对分子质量（MW）为34.58k Da,分子式为C1541H2383N423O458S13。蛋白质理论等电点（p I）为5.46;不稳定系数为43.97,不稳定系数大于40,说明该蛋白可能为不稳定蛋白。该基因氨基酸存在有GA2ox基因家族的所特有的功能位点DIOX-N和2OG-Fell＿Oxy,确定了该基因为薏苡GA2氧化酶基因;此外,分析发现薏苡GA2ox氨基酸序列无跨膜位点、无蛋白信号肽序列、无疏水性的亲水蛋白,二级结构显示主要是无规则卷曲和α螺旋结构,三级结构与二级结构分析基本一致。对该基因蛋白质氨基酸进行序列同源性分析,发现薏苡与高粱和玉米的GA2ox氨基酸序列具有90%以上的相似性,说明薏苡与高粱和玉米亲缘关系相比于其它植物最为接近,这为将薏苡分类为禾本科单子叶植物提供了理论依据。综合以上该基因的特点将其命名为ClGA2ox2。2.转ClGA2ox2基因烟草的培育及部分生物学特征分析构建植物过表达载体p M1300-35S-ClGA2ox2,通过叶盘法遗传转化烟草,对过表达转基因植株（TP）进行分析,发现与野生型（WT）和转空载型（EV）烟草相比差异不显著,过表达转基因植株TP1～TP3中ClGA2ox2基因在茎秆上的表达量是野生型的2.82、2.91和3.33倍,在叶片中该基因的表达量分别是野生型烟草的2.56、2.48和2.42倍,且较野生型和转空载型差异极显著,即该基因在烟草茎和叶中的表达量均显著增加;野生型和转空载型平均株高为16.33±0.12cm和16.23±0.12 cm,转基因烟草TP1～TP3的株高分别是8.43±0.09、8.13±0.07和6.33±0.09 cm,转基因型烟草株高接近野生载型的1/2倍;野生型转空载型烟草平均直径分别为2.53±0.13mm和2.2±0.12 mm,过表达转基因烟草TP1～TP3的直径分别是4.20±0.06、4.07±0.13和4.13±0.12mm,转基因型烟草株高接近野生载型的2倍。由于转基因型烟草的茎段数与野生型和转空载型烟草没有明显的区别,证明转基因烟草株高矮化是通过缩短烟草茎间距来实现的。此外,野生型、转空载型烟草中总叶绿素含量分别为1.81±0.07和1.73±0.06 mg/g,过表达转基因烟草TP1～TP3中的含量分别是2.19±0.02、2.15±0.08和2.29±0.02 mg/g,与野生型相比,过表达转基因烟草中总叶绿素增加约18.78%～28.51%。综上所述该基因在烟草中过表达时株高降低,茎直径增加,叶绿素含量明显增加。3.转ClGA2ox2基因薏苡相关特征分析构建植物过表达载体p M1301-Ubi-ClGA2ox2和干涉表达载体p M1301-Ubi-ClGA2ox2i,通过茎尖遗传转化薏苡,结果表明:野生型和转空载型相差不明显,干涉ClGA2ox2基因表达的薏苡（IP）中该基因的表达量为野生型植株的0.68倍,接近其1/2,转基因株系TP1～TP4分别是野生型植株的2.87、2.80、2.66、2.02倍,即转基因植株中ClGA2ox2基因表达量显著增加;野生型株高为149.0±2.08cm,转空载型株高为152.00±1.00 cm,干涉表达型薏苡株高为160.00±1.20 cm,TP1～TP4型薏苡的株高分别为83.00±1.73、94.33±2.33、112.33±1.45和124.50±1.25 cm。即干涉型植株株高大于野生型,野生型高于过表达植株。对比转空载型和转基因型发现干涉表达型薏苡的种子数量大幅度减少,其他性状如茎段数、分蘖数等无明显差别;此外,野生型、转空载型烟草中总叶绿素含量分别为1.81±0.07和1.73±0.06 mg/g,过表达转基因烟草TP1～TP3中的含量分别是2.19±0.02、2.15±0.08和2.29±0.02 mg/g,与野生型相比,过表达转基因烟草中总叶绿素增加约18.78%～28.51%。总之,ClGA2ox2在薏苡中过表达会矮化薏苡株高,增加总叶绿素含量。反之,干涉薏苡中ClGA2ox2基因表达会导致薏苡株高增加。以上研究为矮化薏苡提高作物产量并保存优质种质资源提供了一定的理论基础。