棉花是一种重要的经济作物,具有十分明显的杂种优势。但目前我国棉花杂种优势的利用和基础研究相对滞后。植物雄性不育是杂种优势利用的基础,其产生的机理极其复杂,至今尚未得到完全解析。本研究以棉花细胞质雄性不育系晋A及其同核异质保持系不同发育时期的花蕾为研究材料,克隆GA20-氧化酶1基因(GhGA20ox1),并对其进行生物信息学分析,通过对赤霉素20氧化酶1基因在棉花不育系和保持系中的差异研究,探讨棉花GA20ox1在植株生长和发育过程中的生物学功能,为研究赤霉素20-氧化酶1基因与CMS的相关性及解析GA对棉花花药发育调控机制提供基础。研究结果如下:1.采用同源克隆的方法,克隆获得棉花GhGA20ox1基因cDNA及基因组DNA全长序列,并进行生物信息学分析。棉花晋A不育系及其保持系GhGA20ox1基因cDNA均为1107 bp,编码368 aa;基因组DNA全长均为1707 bp,均由3个外显子和2个内含子组成。通过蛋白多序列比对分析发现GhGA20ox1蛋白的保守性一般,仅在保守结构域内相对保守。2.采用qRT-PCR对棉花晋A不育系及其保持系小孢子败育前、败育时期和败育后时期的GhGA20ox1基因表达量进行测定,结果表明:保持系中的GhGA20ox1基因的表达量在小孢子发育的不同时期几乎一致。与保持系相比,晋A不育系中的GhGA20ox1基因表达量在小孢子败育前和小孢子败育时期显著低于保持系。由于GA调控雄蕊的发育,而绒毡层和发育的花粉是其调控的主要目标。因此推测,晋A不育系小孢子败育很可能是由于GhGA20ox1基因的下调导致赤霉素含量减少。改变的GA信号导致绒毡层发育异常,造成小孢子不育。