全 文 ：中国农学通报 2011,27(19):214-221
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目：国家现代农业柑橘产业技术体系岗位科学家基金项目（CARS-27）；十二五863课题“柑橘分子育种与品种创制”（2011AA100205）。
第一作者简介：袁飞荣，男，1981年生，湖南祁阳人，博士研究生，研究方向为园艺植物遗传改良与分子育种。通信地址：410128湖南省长沙市芙蓉区湖
南农业大学国家柑橘改良中心长沙分中心，Tel：0731-84638214，E-mail：hifly2008@163.com。
通讯作者：邓子牛，男，1957年出生，湖南永兴人，博士，现为国家柑橘改良中心长沙分中心主任、湖南农业大学园艺园林学院教授、果树学科带头人、
果树学博士点领衔人，在果树学和园艺学招收硕士和博士研究生。担任国家柑橘现代产业技术体系岗位科学家、国际柑橘学会执委、中国柑橘学会
副理事长、中国园艺学会热带南亚热带果树分会副理事长，中国柑橘分会苗木分会副理事长，意大利园艺学会会员、意大利农业遗传学会会员等职
务。在果树种质资源与遗传育种、生物技术在果树上的应用、果品采后生理与综合利用等方面具有很深的造诣，取得多项成果，是柑橘界的国际知名
学者。通信地址：410128湖南省长沙市芙蓉区湖南农业大学国家柑橘改良中心长沙分中心，Tel：0731-84635302，E-mail：deng7009@163.com。
收稿日期：2011-04-20，修回日期：2011-05-30。
转基因枳橙中GA20ox1与rol基因互作关系的研究
袁飞荣 1,2,3，李 芳 1,2,3，蒋巧巧 1,2,3，Alessandra Gentile4，严佳文 1,2,3，邓子牛 1,2,3
（1国家柑橘改良中心长沙分中心，长沙 410128；2湖南农业大学园艺园林学院，长沙 410128；
3湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室，长沙 410128；
4 Dipartimento diortofloroarboricolturae Tecnologie Agroalimentari, Catania University, Catania 95123, Italy）
摘 要：为分析转 rol ABC基因枳橙GA20ox1基因与 rol基因表达的互作关系，进一步阐释其矮化性状形
成的分子机制。以转 rol基因枳橙实生苗为试验材料，研究其对赤霉素的敏感反应，用荧光定量RT-PCR
分析GA20ox1基因和 rol基因的表达，并检测幼芽中过氧化物酶活性和植物内源激素含量的变化。结
果表明转 rol基因枳橙既不属于GA缺陷型，也不属于GA不敏感型，喷施GA3能促进其茎伸长生长，但
恢复不到野生型水平，幼芽中 IAA（P<0.01）、GA1和GA4（P<0.05）显著降低，POD酶活性显著提高（P<
0.01）。转 rol基因枳橙幼芽中GA20ox1基因mRNA水平相比对照显著下调（P<0.01）。B、D系与野生型
嫩茎中无明显差异，B、D系老叶中明显降低，E系中嫩茎和老叶中均明显增加。B、D和E系嫩叶中
GA20ox1基因转录表达均较野生型高。在幼芽、嫩茎中，rol C基因与GA20ox1表达负相关。rol基因通
过在幼芽中的高表达下调了GA20ox1基因转录表达，进而抑制了活性GAs在幼芽中的合成，顶端分生
组织较低量的活性GAs限制植物茎伸长，在转 rol ABC基因枳橙矮化性状建成中发挥重要作用。
关键词：枳橙；rol ABC基因；GA20ox1基因；基因表达；植物激素；矮化机理
中图分类号：Q786 文献标志码：A 论文编号：2011-1156
Study on Gene-gene Interactions Between GA20ox1 and rol Gene in Transgenic Citranges
Yuan Feirong1,2,3, Li Fang1,2,3, Jiang Qiaoqiao1,2,3, Alessandra Gentile 4, Yan Jiawen1,2,3, Deng Ziniu1,2,3
(1National Center of Citrus Improvement, Changsha Subcenter, Changsha 410128;
2College of Horticulture and Landscape, Hunan Agriculture University, Changsha 410128;
3Hunan Provincial Key Laboratory of Corp Germplasm Innovation and Utilization,
Hunan Agriculture University, Changsha, 410128;
4Dipartimento Diortofloroarboricolturae Tecnologie Agroalimentari, Catania University, Catania 95123, Italy)
Abstract: To examine the gene-gene interactions between GA20ox1 and rol gene so as to elucidate the
molecular mechanism of dwarfing morphogenesis in citrange. The potted seedlings of transgenic citrange with
rol ABC genes were used as trial materials, the sensitive response to GAs was tested by spraying GA3 regularly,
the expression of GA20ox1 and rol A, B and C genes were detected by quantitative reverse transcription PCR,
phytohormone content of tender bud were quantified by GC/MS method. The result demonstrated transgenic
citrange was neither defective genotype of GA3, nor unsensitive genotype of GA3. However, the spraying of GA3
elongated the internode; it was still shorter than wild type citrange. The content of IAA (P<0.01), GA1 and GA4
袁飞荣等：转基因枳橙中GA20ox1与 rol基因互作关系的研究
0 引言
柑橘栽培中砧木具有重要的基础作用，生产上的
柑橘苗几乎都是通过嫁接繁殖，砧木对接穗品种生长
结果习性有多方面的影响。枳橙[Citrus sinensis (L.)
Osbeck×Poncirus trifoliate (L.) Raf.]是中国近年来引进
的一种新型杂交砧木，其生长势强，嫁接接穗品种后树
体高大，不易管理。多年嫁接试验评价发现，转 rol
ABC基因枳橙根系发达、矮化，具有较强的抗逆性，性
状稳定遗传，对接穗有一定的矮化效果，并不影响接穗
品种果实的安全性，具有成为一种新型柑橘矮化砧木
的潜力。激素敏感性鉴定、含量测定，POD酶活性检
测，以及 rol基因与GA20ox1基因在其中的转录表达
分析，将为进一步掌握其矮化性状特性与分子调控机
理打下基础。
植株矮化是重要的农艺性状，有较高的应用价值，
过去通过自然突变、人工诱变、T-DNA插入等途径，获
得很多植物矮化突变体[1-3]。根据植物对激素反应的差
异将其分为：激素缺陷型矮化突变体和不敏感型矮化
突变体，这些植物矮化突变体通常与赤霉素（GA）[4-5]和
油菜素内酯(BR)[6]合成代谢、信号转导途径，非正常的
细胞壁延长[7]关系系密切。赤霉素是最重要的植物激
素之一，在多种植物生长发育进程中发挥重要作用。
如茎延长，开花和种子发育和顶端优势等方面[8-10]，与
植物矮化性状形成关系最为密切。目前，在植物中已
经有 136种GA分子被确定。然而，其中仅有极少数
GAs具有生物活性，包括GA1，GA3和GA4。其他的为
其合成前体（如 GA9，GA12和 GA20）或者降解产物
（GA8, GA34等）[11]。目前，GAs的合成代谢途径已经被
阐释，多种酶参与这些进程。高等植物中，具有功能活
性的GAs合成起始于牻牛儿牻牛儿焦磷酸（GGDP），
主要包含三步合成反应[12]。首先，GGDP在质体中通
过激活 2种酶珂巴焦磷酸合成酶CPS和内-贝壳杉烯
合成酶KS的活性转变为内-贝壳杉烯。然后，内-贝壳
杉烯通过 2个膜相关细胞色素 P450单加氧酶和双加
氧酶KO和KAO作用进一步催化为GA12[13]。最后，合
成具生物活性的GAs，通过2条平行的途径进行[14]，即
从GA53/GA12到GA1/GA4。催化此过程的酶有GA20-
氧化酶(GA20ox)、GA3β-羟基化酶(GA3ox)和GA2β-羟
基化酶(GA2ox)[15]。目前，几乎所有编码GAs合成关
键酶的基因被克隆出来，并对其功能进行了初步验
证。GA20-氧化酶由一个小基因家族编码，至少包括4
个基因。GA20ox1是编码该酶的重要基因之一，认为
其表达与提高活性 GAs含量具有直接的联系 [16-17]。
Vidal最早从Carrizo枳橙中克隆CcGA20ox1，转入到
烟草中该基因过量表达促进茎显著伸长，并证实高温、
柑橘裂皮病病毒（Citrus exocortis viroid, CEVd）减少植
株生长量均与 CcGA20ox1表达受抑制有关，并且
CcGA20ox1 表达受 GA3和多效唑的反馈调节 [17]。
Huerta 用 PCR 的 方 法 从 Carrizo 枳 橙 中 克 隆
CcGA20ox1，CcGA200x2基因并进行转录表达分析[18]，
证实前者来自于枳壳，主要在节间、叶片和种子中表
达；后者来自于甜橙，主要在花芽和花中表达。
Fagoaga将正义和反义CcGA20ox1转入Carrizo枳橙，
分别获得高和矮的转基因植株，并且CcGA20ox1表达
能提高GA1的含量，促进植株生长、叶片变狭长和刺伸
长[19]。另有研究表明，柑橘矮化与POD酶活性提高关
系密切[20-22]，POD酶活性的提高可作为矮化柑橘的预
选指标。转 rol A、rol B和 rol C基因枳橙B、D和E系
植株均表现顶端优势削弱、分枝增多、节间变短等明显
的矮化性状[23-24]，前期研究显示，通过 35S CaMV启动
子驱动，rol基因能正常表达[25]，然而目前，对转 rol基
因调控植株矮化的分子调控机制认识不清[26-27]，是否通
过提高POD酶活性，调控 IAA含量，进而阻碍赤霉素
合成途径，进而抑制植株生长，还缺乏相关分子依据。
笔者以转 rol基因矮化枳橙实生苗作为试验材料，研究
其GA敏感性、活性GAs和 IAA的含量，POD酶活性，
并用荧光定量 RT-PCR分析GA20ox1基因的表达特
性，以及与 rol基因表达的关系，测定相关植物内源激
decreased (P<0.05) while peroxidase activity increased markedly in the tender bud of transgenic citrange (P<
0.01). The GA20ox1 expression quantity markedly decreased in apical bud (P<0.01), while it was similar in
tender stem of B, D clones, and decreased in old leaves, compared with that in wild type. However, the
expression in tender stem and old leaves were increased. Also its expression in tender leaves was higher than
wild type. The expression of rol C gene and GA20ox1 gene reveal negative correlation in tender bud, tender
stems. rol gene expression could inhibit synthesis of GAs by down regulating the expression of GA20ox1 gene
in bud, lower bioactive GAs could suppress citrange growth, then it played an important role in constructing
dwarfing characteristics of transgenic citrange with rol ABC genes.
Key words: rol ABC genes; GA20ox1 gene; gene expression; phytohormone; dwarfing mechanism
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素的含量变化，为转 rol基因植株矮化性状形成的分子
机理提供新的证据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
用包含双元质粒pDN3514[28]的根癌农杆菌C58C1
介导转化枳橙[29]，其中T-DNA区包括CaMV 35S启动
子，GUS基因，npt II基因，rol A，rol B，rol C基因。经分
子鉴定获得多个转基因株系，筛选出B，D，E系转基因
苗进一步研究，经多年培育，2006年秋季转 rol基因B、
D、E系枳橙开花结果，分别采集各株系果实并取出种
子，2007年春季播种于温室苗床，获得每处理转 rol
ABC基因枳橙实生苗各 30~60株。成苗后，盆栽于转
rol基因枳橙安全性评价试验大棚中。2010年春季幼
芽萌发期，从转 rol基因B、D和E系枳橙及野生型枳橙
CK中，每处理取 5棵生长一致的植株，用作激素敏感
试验。同期，从B、D、E系及CK枳橙中，每处理另外选
择生长一致的植株10株，采集幼芽，分成3份，一份用
作植物内源激素含量测定，一份用作GA20ox1和 rol
ABC基因表达分析，另一份用于POD酶活性测定。同
时，采集嫩叶、嫩茎、老叶等组织提取 RNA，用作
GA20ox1和 rol ABC基因表达分析，每处理设置3个同
水平重复。
1.2 试验方法
1.2.1 DNA提取与PCR鉴定 CTAB法提取转 rol基因
枳橙B、D、E系及野生型枳橙DNA，在15 μL的PCR反
应体系：ddH2O 3.75 μL，Buffer（10 × Buffer）1.5 μL，
MgCl2（25 μmol/L）1.5 μL，dNTP（1 μmol/L）3 μL，上游、
下游引物（2.5 μmol/L）各 1.5 μL，DNA（20 ng/L）2 μL，
Taq酶（1 U/μL）0.25 μL。94℃变性5 min后于94℃ 30 s，
55℃ 30 s，72℃ 1 min，循环 35次，最后 72℃ 10 min。
PCR产物在 1.0%琼脂糖凝胶电泳，凝胶成像系统分
析。
1.2.2 GA3的敏感性试验 2010年春季，从转 rol基因
B、D和E系枳橙及野生型枳橙中，每处理取 5棵生长
一致的植株，转 rol ABC基因枳橙春季萌发新芽时（1~
2 cm长），每天全株喷施 50 mg/L的GA3，新梢木质化
后，停止喷施GA3，统计全树新梢长度和节间数，计算
节间长度。同期，每处理另各取 5棵生长一致、未喷
GA3的植株，采集幼芽，采用王若仲植物激素提取的方
法[30]，参照Vidal柑橘内源激素测定的方法[17]，GC/MS
分析GA1、GA4和 IAA含量。
1.2.3 POD含量测定 参照Amran的方法[31]，根据愈创
木酚可作为过氧化物酶的底物，与H2O2反应生成褐色
产物在 470 nm处有最大吸收峰，用日本岛津公司
UV-1800紫外分光光度计进行测定，每处理设置 3次
重复。
1.2.4 cDNA第一链的合成 用Oligo DT18随机引物，
MMLV反转录酶建立体系合成 cDNA（北京 Promega
M-MLV Reverse Transcriptase试剂盒），依次添加 5 μL
25 mmol/L Buffer，5 μL dNTP混和液和 0.5 μL Oligo
DT18 随机引物，0.5 μL RNase inhibitor 和 0.5 μL
MMLVRTase，2 μg RNA，加水补足体积到 25 μL，95℃
5 min，42℃ 60 min，最后，72℃下加热 10 min终止反
应。
1.2.5 荧光定量RT-PCR分析GA20ox1和 rol ABC基因
的表达 根据Genbank中 rol A、rol B、rol C、GA20ox1
和β-actin基因的序列利用ABI公司 Primer Express 3.0
软件设计引物（表 1），然后用SYBR Green I法进行实
时定量 PCR分析（TaKaRa, SYBR® Premix Ex TaqTM,
Perfect Real Time），仪器为ABI 7500定量 PCR仪，定
量分析方法参照袁飞荣[25]。
2 结果与分析
2.1 转 rol ABC基因枳橙实生苗分子鉴定
从转 rol ABC基因枳橙实生后代中取叶片提取
DNA，用 rol A、rol B和 rol C基因特异引物，通过PCR
对其进行分子鉴定，通过多次重复，结果显示B、D、E
系均能扩增出 rol A、rol B和 rol C基因目标条带（图
1），说明 rol基因在实生后代枳橙苗能稳定的遗传。
2.2 转 rol ABC基因枳橙中GA20ox1基因表达的影响
取转 rol基因B、D、E系枳橙及CK植株的芽、幼
茎、嫩叶和老叶，荧光定量RT-PCR分析发现，B、D、E
系幼芽中 GA20ox1基因 mRNA水平明显下调（P<
基因名称
GA20ox1(EU834067 )
rol A (X64255)
rol B (CAA45540)
rol C (X64255)
β-actin (CA824001)
上游引物
5’-ACTTGGGTGGGTTCCTTTCC-3’
5’-GACCTTCGGAGTATTATGGC-3’
5’-CTCGCCGCAGAAAGAAGGT -3’
5’-TTCGGTTACGCGGATCCTAT-3’
5’-CACACTGGAGTGATGGTTGG- 3’
下游引物
5’-ACGGTGAGCATCAGCGATTAG-3’
5’-AAGTCATGGCCAAAGGAGTG-3’
5’- ATCGCCATTTTCGCAAGTTC-3’
5’-GCCGATTGCAAACTTGCACTC-3’
5’-ATTGGCCTTGGGGTTAAGAG-3’
扩增片段长/bp
140
143
100
198
228
表1 荧光定量RT-PCR靶标基因及内参基因引物序列
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袁飞荣等：转基因枳橙中GA20ox1与 rol基因互作关系的研究
0.01）（图 2），而嫩叶中明显上调（P<0.05）（图 3），嫩茎
中和老叶中，B、D系显著下调，E系无明显差异（图 4，
图 5）。rol基因中 rol C基因在各器官中表达量最高，
其次是 rol A，最低的是 rol B基因（图5）。rol基因总体
上在顶芽、嫩叶中表达量较高，其次是老叶，在嫩茎中
表达最低。在老叶中B、D和E系GA20ox1基因与 rol
239bp 777bp
M + - CK CK B D E M + - CK CK B D E M - + CK CK B D E
M:分子量标记，+: rol ABC阳性质粒正对照，-:清水对照；CK:非转基因枳橙对照；
B、D、E:转 rol ABC基因枳橙B、D、E系；1：rol A基因；2：rol B基因；3：rol C基因
图1 PCR鉴定转rol ABC基因枳橙实生苗
A
BCC
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
rolA rolB rolC GA20ox1
CK B系 D系 E系
cbb
a
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
rolA rolB rolC GA20ox1
CK B系 D系 E系
abc
a
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
rolA rolB rolC GA20ox1
CK B系 D系 E系
a
b
c
a
00.2
0.40.6
0.81
1.21.4
1.61.8
2
rolA rolB rolC GA20ox1
ck B系 D系 E系
CK:非转基因枳橙对照；B、D、E:转 rol ABC基因枳橙B、D、E系
采用SPSS软件对数据进行统计分析，Tukey多重比较中，
用不同大写字母标注各处理P<0.01的极显著差异，
用小写字母标注P<0.05时的显著差异，下同
图2 rol ABC基因和GA20ox1基因在转rol基因
枳橙幼芽中的表达
CK:非转基因枳橙对照；B、D、E:转 rol ABC基因枳橙B、D、E系
图3 rol基因和GA20ox1基因在转rol基因
枳橙嫩叶中的表达
CK:非转基因枳橙对照；B、D、E:转 rol ABC基因枳橙B、D、E系
图4 rol基因和GA20ox1基因在转rol基因枳橙嫩茎中的表达
CK:非转基因枳橙对照；B、D、E:转 rol ABC基因枳橙B、D、E系
图5 rol基因和GA20ox1基因在转rol基因枳橙老叶中的表达
基
因
表
达
值
(2
-∆
C
t)
基
因
表
达
值
(2
-∆
C
t)
基
因
表
达
值
(2
-∆
C
t)
基
因
表
达
值
(2
-∆
C
t)
CK
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基因 mRNA 水平呈一致趋势，在幼芽和嫩茎中
GA20ox1基因与 rol C基因的mRNA水平表现负相关
性，rol C基因的高水平转录表达可能对GA20ox1基因
表达有间接的抑制作用。
2.3 喷施GA3对转 rol ABC基因枳橙生长的影响
转 rol ABC基因枳橙B、D和E系喷施GA3之前，表
现分枝多、矮化、节间短等性状。节间长度不到野生型
节间长度的1/3。喷施50 mg/L的GA3 10天，新梢开始
迅速伸长生长（图 6），20天左右新梢开始木质化。观
测发现，喷施GA3均能促进B、D、E系新梢迅速生长，
表现为，枝梢抽生，节间长度增加（图7）。B、D、E系节
间长度分别增加 64.1%，67.8%和 77.1%（图 7）。木质
化后节间长度约为野生型的1/2，并且B、D和E系节间
长度不存在显著差异。连续喷施GA330天，节间长度
未能恢复到野生型枳橙的水平，这可能转 rol基因枳橙
侧芽多、分枝多，GAs喷施促生枝梢迅速生长，导致营
养供应不上有关，木质化后，新抽生枝梢的粗度明显细
小（图6）。
2.4 转 rol ABC基因枳橙幼芽中植物内源激素含量的
变化
GC/MS测定转 rol ABC基因枳橙幼芽中 IAA和
GA1和GA4含量，结果显示，转 rol ABC基因枳橙 IAA
含量显著降低（P<0.01），对照 IAA含量为 5.800 ng/g
（图8），B、D和E系幼芽 IAA含量分别为1.830，3.293，
CK 未喷GA 喷GA CK 未喷GA 喷GA CK 未喷GA 喷GA
图6 喷施GA3对转rol ABC基因枳橙新梢生长的影响
CCC
A
BBB
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
CK B系 D系 E系
节
间
长
度
/cm
未喷GA 喷GA
图7 喷施GA3对转rol ABC基因枳橙新梢节间长度的影响
aa
A
cb
C
cc
B
bc
B
0
1
2
3
4
5
6
7
IAA GA1 GA4
植
物
激
素
含
量
/(ng/
g)
CK B系 D系 E系
图8 转rol ABC基因枳橙幼芽内源激素含量
1 4
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袁飞荣等：转基因枳橙中GA20ox1与 rol基因互作关系的研究
3.309 ng/g，B、D和E系GA1含量显著降低（P<0.05），并
且，3个转 rol ABC基因株系 GA4含量显著降低（P<
0.05）（图 8）。根据赤霉素合成代谢途径，结合
GA20ox1基因表达分析可知，GA20ox1基因表达受抑
制，使GA53/GA12到GA1/GA4的转化受阻，从而影响到
转 rol ABC基因枳橙中 GA合成代谢途径。 IAA是
GA20ox1基因的正调控因子，其含量的显著降低，使
其正调控作用弱化或失灵，这些因素都不利于活性
GAs在幼芽中的累积，在控制转 rol ABC基因枳橙茎
伸长中发挥重要作用。
2.5 转 rol ABC基因枳橙幼芽中POD酶活性的变化
转 rol ABC基因枳橙各株系POD酶活性均显著增
强（P<0.01）（图 9），说明 rol基因整合至枳橙基因组中
能促进POD活力的提高。rol基因来自于发根农杆菌，
这类似于一种防御反应，有利于提高植株的抗性。同
时，POD的积累，可能直接参与氧化 IAA，从而大幅度
降低了 IAA在幼芽中的含量，其活性的提高也不利于
植株的生长。
3 讨论
研究显示，通过 30天连续喷施外源 GA3，转 rol
ABC基因枳橙能部分恢复野生型性状，但不能完全恢
复。激素缺陷型矮化突变体可以通过外喷相应激素恢
复至野生型，通常归因为激素合成代谢途径受阻[32-33]，
而激素不敏感型矮化突变体常与激素信号转导通路关
键因子功能缺失有关[34-35]。转 rol ABC基因枳橙可能
在2个方面都存在一定缺陷，但又不属于2种类型的任
何一种。GA20ox1基因表达产物为GA20氧化酶，其功
能在赤霉素代谢中是催化GA12转化为GA9，GA53转化
为GA20，最后GA9、GA20再分别合成具有生物活性的赤
霉素GA4与GA1[36-37]。表达分析得知，GA20ox1基因
mRNA水平表达水平在幼芽中显著下调（P<0.01），而
在嫩叶中上调，在嫩茎和老叶中不同株系存在差异，测
定转 rol ABC基因枳橙内源激素证实，GA1、GA4在幼
芽中的含量显著减少（P<0.05），过去的研究显示，在
GA生物合成代谢中，GA20ox1基因表达受生长素和
油菜素内酯的正调控，有研究表明柑橘矮化与POD的
累积关系密切[20-22]，转 rol ABC基因枳橙POD活性显著
增强，这可能类似于植物在病菌入侵时的防御反应，
POD的累积可提高枳橙对环境的适应性。同时，POD
具有氧化 IAA的功能[38]，可能直接导致幼芽中 IAA含
量的显著减少，IAA的显著降低影响其激活GA20ox1
基因的表达，从而导致GA20ox1基因的转录表达水平
显著下调。过去研究表明，rol ABC基因组合转入枳
橙，rol A表达与多胺代谢有关[39]，可能与叶片卷曲有
关；rol B基因与生长素合成有密切关系，但主要表达
与根系中，其作用可能主要在于促进大量毛状根的形
成；rol C基因表达产物具有细胞分裂素的生理活性[40]，
顶端分生组织和侧生分生组织的生长决定着植株的高
度和形态建成。本研究显示，幼芽中 rol C表达显著高
于 rol A和 rol B基因，rol B基因表达信号十分微弱，
CaMV 35S启动子驱动下，相邻基因的表达可能存在
相互抑制的作用。故推测转 rol基因枳橙可能的矮化
机理是，rol基因整体表达导致细胞分裂因子、POD大
量累积，打破植物体内激素平衡，导致生长素 IAA含
量显著降低，生长素正调控GA20ox1基因表达的机制
失灵[41]，从而显著降低植株幼芽中生物活性GAs含量，
促进侧芽的大量萌发，侧枝丛生生长，抑制茎的伸长生
长，从而植株顶端优势丧失，表现出矮化性状。至于转
rol ABC基因枳橙GAs信号转导通路是否也受到一定
障碍，需要进一步对其相关信号转导元件功能特性进
行研究，以获得相关分子证据。
4 结论
转 rol ABC基因枳橙表现矮化，对GA具有敏感
性，但其既不属于GA缺陷型突变体，也不属于GA不
敏感性矮化突变体。rol基因的表达导致植株幼芽中
POD酶活性提高，芽中生物活性GAs和 IAA含量显著
降低。幼芽和嫩茎中，rol高表达抑制GA20ox1基因的
表达，GA20ox1基因的低水平表达与GAs含量降低密
切相关，POD酶可能通过氧化 IAA，间接参与调控
GA20ox1基因的表达和GAs的合成。rol基因表达促
进POD酶累积，打破枳橙内激素平衡，同时，rol C基因
高表达促使提高细胞分裂因子在芽中的含量，从而引
发大量侧芽萌发、侧枝丛生，这些因子在转 rol ABC基
因枳橙矮化性状建成中发挥重要作用。
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O
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活
性
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2350024000
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2650027000
2750028000
CK B系 D系 E系

图9 转rol ABC基因枳橙幼芽中POD酶活性
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
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致谢：感谢植物激素与生长发育湖南省重点实验室萧
浪涛教授在激素敏感性试验中给予的指导，以及童建
华老师在植物内源激素测定上提供的帮助。
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