GA20-氧化酶和GA2-氧化酶是赤霉素合成代谢途径中的两个关键酶，都由多基因家族编码，参与调控植物内源活性GA水平。目前模式植物中GA20-氧化酶和GA2-氧化酶的功能研究较多，但在山茶属植物中GA20-氧化酶和GA2-氧化酶基因的功能及调控株型等研究还未见报道。本研究采用同源克隆方法从荔波连蕊茶(Camellia lipoensis Chang et Xu)中分离出5个与赤霉素合成代谢相关基因的cDNA全长：GA20-氧化酶基因2个和GA2-氧化酶基因3个，分别命名为ClGA20ox1、ClGA20ox2、ClGA2ox1、ClGA2ox2和ClGA2ox3。采用生物信息学软件分析基因序列，表明这些基因是所克隆的目的基因。实验获得的GA20-氧化酶和GA2-氧化酶基因在大肠杆菌E.Coli BL21中经IPTG诱导能表达出相应的蛋白，表明克隆的GA20-氧化酶和GA2-氧化酶基因具有在真核生物中编码蛋白质的能力。荧光定量PCR分析GA20-氧化酶和GA2-氧化酶在在荔波连蕊茶不同器官及发育的不同时期的表达模式。ClGA20ox1和ClGA20ox2基因在当年抽生的幼嫩茎中的表达量均较低，在茎和根中的表达量均较高。其中ClGA20ox1基因在种子的表达量最高，在嫩叶中的表达量最低。ClGA20ox2基因在茎中的表达量最高，在当年新抽生的幼嫩茎尖表达量最低。表明ClGA20ox1基因可能主要参与植物种子和根的生长发育调控，ClGA20ox2基因可能主要参与植物茎和叶的生长发育调控。ClGA2ox1、ClGA2ox2和ClGA2ox3基因在成熟叶片中都有较高表达，在种子和嫩叶中的表达量都较低。其中ClGA2ox1基因在茎中的表达量最高，在嫩叶中的表达量最低。ClGA2ox2基因在荔波连蕊茶的成熟叶片中表达量最高，在种子中的表达量最低。ClGA2ox3基因在根中的表达量最高，在嫩叶中的表达量最低。表明ClGA2ox1基因可能主要参与植物茎和叶的生长发育；ClGA2ox2基因可能主要参与植物煮熟叶片的衰老代谢；ClGA2ox3基因可能主要参与根的生长发育。利用pCAMBIA1300表达载体分别构建了ClGA20ox1、ClGA20ox2、ClGA2ox1、ClGA2ox2和ClGA2ox3基因的正义表达载体，转化烟草，共获得转基因植株130株。从每个基因的阳性植株中随机挑选5个株系，经PCR、RT-PCR和Southern blotting鉴定出阳性株系3株。实时荧光定量PCR分析表明，在烟草对照植株中没有检测到目标基因表达，而在转基因植株中目标基因的表达量均显著提高，其中ClGA20ox1基因在转基因植株中最高表达量是149；ClGA20ox2基因的表达量达到144；ClGA2ox1基因的表达量达到217；ClGA2ox2基因的表达量达到71；ClGA2ox3基因的表达量达到258。同一基因在不同转基因株系中的表达量亦各不相同，随着ClGA20ox1和ClGA20ox2基因的表达量提高，转基因烟草植株节间伸长和株高增加等表型更加明显；随着ClGA2ox1和ClGA2ox3基因的表达量提高，转基因烟草植株矮化程度加剧。植株内源GA4含量测定结果显示转ClGA20ox1和ClGA20ox2基因的烟草植株叶片中GA4含量显著提高，而茎中GA4含量没有显著变化。转ClGA2ox1、ClGA2ox2和ClGA2ox3基因烟草植株叶片中GA4含量显著降低，其中转ClGA2ox3基因烟草植株降低最多。烟草对照植株经多效唑处理后，叶片中GA4含量显著下降，而茎中GA4含量无显著变化。这表明叶片中活性赤霉素的含量与植株的株型调控密切相关，ClGA20ox1和ClGA20ox2基因在转基因植株中过量表达，引起叶片中活性GA含量上升，从而促使植株伸长生长；ClGA2ox1和ClGA2ox3基因的过量表达，导致叶片中活性GA降低，从而诱导植株矮化；茎中的活性赤霉素水平对株型调控影响小。ClGA20ox1、ClGA20ox2基因促进植株叶肉细胞伸长，株高增加，节间伸长，始花期提前。转ClGA2ox1、ClGA2ox3基因抑制叶肉细胞伸长生长，叶片缩小，节间缩短，抑制花芽分化。另外，转ClGA2ox1、ClGA2ox2、ClGA2ox3和ClGA20ox2基因的烟草植株结实数量均少于对照烟草。转ClGA20ox1基因的烟草结实量与对照植株差异不显著。转ClGA2ox1基因烟草平均单果质量约为对照的一半，而转ClGA2ox3基因的烟草平均单果质量为对照的1.3倍；转ClGA2ox2、ClGA20ox1和ClGA20ox2基因的烟草植株平均单果质量与对照差异不显著。本研究从荔波连蕊茶叶片中分离出的ClGA2ox1基因不仅抑制植株伸长生长，而且抑制花瓣生长，能正常开花结实，这在花卉分子育种上具有重要的应用价值。ClGA2ox3基因不仅抑制植株伸长生长，而且平均单果质量显著提高，植株能正常开花结实，这对园艺植物分子育种具有重要的应用价值。ClGA20ox1和ClGA20ox2能显著促进植株增高，为将来利用RNA干扰或反义RNA等分子技术培育矮化植株奠定基础。