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赤霉素(GA)是四环二萜类植物激素，在藻类、蕨类以及种子植物中广泛存在，对植物的生长发育有不可或缺的作用。赤霉素信号通路在被子植物中已研究相对完善，但由于针叶树基因组庞大、生长周期长，分子水平的精准调控机制尚未阐明。本实验利用油松赤霉素受体PtGID1与赤霉素通路负调控因子DELLA蛋白(分别命名为PtDPL和PtRGA)，分别对油松PtGID1基因与DELLA蛋白基因进行系统发育分析和序列多重比对，利用双分子荧光互补技术分析相互作用模式，鉴定超表达转基因拟南芥与野生型表型差异，定量分析赤霉素代谢合成基因表达水平，解释了油松赤霉素信号通路中存在具有完整功能的GID1和DELLA蛋白关键元件，可以形成GA-GID1-DELLA蛋白三聚体，主要研究成果如下: (1)油松DELLA蛋白具有DELLA与GRAS两个特异结构域，PtDPL和PtRGA的进化地位均处于石松门与水稻之间。PtDPL和PtRGA中能够与赤霉素受体结合的△17结构域中已有7个位点进化为与被子植物相同的氨基酸位点，推测油松DELLA蛋白的△17结构域可能是结合GID1的关键位点;油松PtGID1的进化地位处于卷柏与水稻之间，是AtGID1a的直系同源基因。PtGID1有16个必需残基与被子植物完全一致，唯一被替代的氨基酸与原氨基酸具有相似功能，推测PtGID1具有完整的赤霉素受体功能。 (2)油松赤霉素信号通路关键元件PtGID1与PtDELLA之间存在互作关系，且相互作用发生在细胞核;PtGID1-AtDELLA互作关系和AtGID1-PtDELLA互作关系证明针叶树与被子植物之间存在相似的GID1-DELLA互作模式;敲除PtDPL和PtRGA的△17结构域后，AtGID1和PtGID1均不能与DELLA蛋白发生互作，说明△17结构域是针叶树中GID1-DELLA关键作用位点。油松中存在具有完整功能的GID1-DELLA蛋白关键元件，且赤霉素信号转导通路GA-GID1-DELLA三聚体在维管植物从苔藓中分离后出现，在石松门、蕨类、针叶树和被子植物中具有重要作用。 (3) PtGID1超表达拟南芥在低剂量赤霉素抑制剂存在下萌发率比WT高，且在高剂量赤霉素抑制环境下，GID1过表达拟南芥对外源赤霉素更敏感，能够正常萌发;PtGID1超表达拟南芥根长均显著长于野生型拟南芥;PtGID1超表达拟南芥在一定盐浓度下，比WT植株具有更高的致死率。GA-GID1的结合提高了DELLA蛋白的降解，导致其抗逆性下降。 (4)对野生型拟南芥WT和超表达拟南芥GID1，测定赤霉素合成通路中GA2ox氧化酶、GA3ox氧化酶和GA20ox关键酶基因表达量。在GID1超表达拟南芥植株中，GA2ox氧化酶表达量增加而GA3ox氧化酶和GA20ox氧化酶基因在植株中的表达量有不同程度减少。GID1-DELLA对于赤霉素反馈调节具有重要作用。 本实验主要结论揭示了针叶树中存在具有完整功能的赤霉素信号转导通路关键元件——赤霉素受体GID1和关键调控因子DELLA蛋白。GID1与GA结合形成非活性聚合体GA-GID1，促使DELLA蛋白被SCF聚合体标记后降解，使植株表现出一系列过量施用赤霉素的表型。油松赤霉素通路GA-GID1-DELLA三聚体，对针叶树赤霉素信号转导通路分子水平上的研究具有重要意义。