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石榴(Punica granatum L.)为石榴科石榴属的多年生落叶乔木或灌木,是一种既有营养价值又有观赏价值的特色果树。石榴花为两性花,根据雌蕊发育程度的不同分为完全花和不完全花。完全花即筒状花,发育良好坐果率高;不完全花即钟状花发育不正常、易脱落,直接影响了石榴筒状花与钟状花的比例以及石榴的产量。有关研究表明赤霉素是石榴筒状花和钟状花形成的重要影响因素,因此本试验以‘红玉石籽’石榴为试验材料,测定石榴筒状花和钟状花的外形指标与赤霉素含量;克隆石榴赤霉素生物合成途径关键基因(PgKO、PgGA20ox)并分析它们在筒状花和钟状花中的表达特性;同时构建PgKO过表达载体,通过花序浸染法获得转PgKO基因拟南芥株系,对T3代转基因拟南芥进行荧光定量试验。试验所得结果如下:1、克隆得到赤霉素生物合成关键基因PgKO和PgGA2ox的cDNA全长序列。PgKO(登录号:MG208017)全长序列为1729bp,开放阅读框有1542个碱基,非编码区有186个碱基,编码513个氨基酸。GA20ox(登录号:MH104888)全长序列为1676 bp,开放阅读框有993个碱基,非编码区有683个碱基,编码331个氨基酸。多重序列对比显示,PgKO与葡萄VvKO、白梨PcKO、苹果MdKO、白梨PcKO、葡萄VvKO的相似性分别为73%、64.56%、61.28%;PgGA20ox与桉树HbGA20ox、柑橘CsGA20ox、草莓FvGA20ox的相似性分别为65.55%、67.10%、62.44%。2、测量筒状花和钟状花的外形长度指标,并运用分光光度计法测定两种花型不同器官部位中的赤霉素含量。筒状花的全长长于钟状花,它们之间的差异性不显著,筒状花与钟状花中都为花瓣最长,但筒状花中最短的是花萼,钟状花中最短的是花柱,它们之间的差异性显著;筒状花中花柱的赤霉毒含量最高为5.83μg/g,其次是子房、萼筒、花萼、花瓣,花药的赤霉素含量最低为2.89 μg/g,钟状花中子房的赤霉毒含量最高为4.321μg/g,其次是花柱、萼筒、花萼、花瓣,花药的赤霉素含量最低为2.45 μg/g,筒状花整体赤霉素含量都高于钟状花中,子房、花瓣、萼筒、花柱之间的赤霉素含量呈现出显著性差异,花萼与花药之间的含量呈现出不显著性差异。3、运用RT-PCR的方法对PgKO和PgGA20ox在石榴筒状花和钟状花不同器官部位中的表达量进行分析。PgKO在筒状花花柱中的表达量最高,其次是子房、花萼、萼筒、花瓣,在花药中的表达量最低;PgKO在钟状花花萼中的表达量最高,其次是花柱、花瓣、子房、萼筒、在花药中的表达量最低,筒状花与钟状花,花萼的PgKO表达量呈现出显著性差异,而在别的器官部位中的表达量呈现出不显著性差异。PgGA20ox在筒状花萼筒中的表达量最高,其次是花柱、花萼、花瓣、子房,在花药中的表达量最低;PgGA20ox在钟状花花药中的表达量最高,其次是萼筒、花柱、花萼、子房、在花瓣中的表达量最低,筒状花与钟状花,萼筒的PgGA20ox表达量呈现出显著性差异,而在别的器官部位中的表达量呈现出不显著性差异。PgKO的表达量与赤霉素含量保持一致性,且PgKO在不同器官部位的表达量高于PgGA20ox。赤霉素含量与基因的表达量在两种花型中存在着显著差异性,因此赤霉素可能是石榴筒状花和钟状花形成的重要原因之一。4、对T3代转PgKO拟南芥植株进行荧光定量实验。PgKO表达于拟南芥各个组织中,表达量均有所差异,在花中的表达水平最高,分别约是根的4.64倍、茎的2.09倍、叶的1.13倍、果的3.92倍,在根中的表达量最低,其次是果、茎、叶。