石灰岩和砂岩地区豆科类植物紫花光叶苕（Vicia villosa）中铁和锰的不同分配模式

豆科类植物生物量的减少主要与氮和磷之间的平衡受到影响而有紧密的相关性。然而,其他营养元素之间的不平衡也能响应生物量的减少,比如铁和锰营养元素。选择了贵州茂兰相邻的石灰岩和砂岩地区土壤进行了野外种植实验。实验结果表明:生长着的豆科类植物铁(Fe) 和锰(Mn) 出现互为相反的分配模式:在砂岩地区生长的豆科类植物根部对铁的吸收相对高于石灰岩地区;而对锰的吸收,石灰岩地区高于砂岩地区。因此,植物根部的Fe∶Mn ,砂岩地区高于石灰岩地区。这个结果说明豆科类植物根部对Fe 和Mn 的吸收存在不同模式。然而,在叶片中的Fe∶Mn 砂岩地区和石灰岩地区之间基本没有区别,这说明铁和锰从根部到叶片的迁移具有不同模式。当叶片的Fe∶Mn (质量之比) 低于2. 9 时,有可能响应豆科类植物生物量的减少。我们在研究植物与土壤的营养元素含量之间相关性时,越过环境因素,必须考虑植物内部随生长过程而发生变化的营养元素的化学计量,比如,生长着的植物中Fe∶Mn 比值的变化等。

丁香属（Syringa L.）的分类学修订

丁香属隶属于木犀科，分布于东南欧和东亚至喜马拉雅地区，我国是丁香属的现代分布中心。《中国植物志》（61卷，1992）记录了我国野生丁香种类16种;《Flora of China》（15卷，1996）记录了中国原产丁香种类16种，并认为全世界大约有20种。丁香属属下分类等级划分分歧较大，很多种的划分也存在争议。花叶丁香、四川丁香等种类是根据栽培植物描述的，没有指定模式标本，给分类处理带来了一定困难。另外，丁香属很多分类群的性状变异非常复杂，仅根据有限的标本很难做出合理的分类处理。本研究通过广泛查阅文献和标本，同时进行野外居群取样和性状观察，对各类群的性状在居群内和居群间的变异进行统计学分析，判断其分类价值，并运用多变量分析的方法，为各类群的合理划分提供依据。结合性状分析和地理分布等证据，做出分类处理。 作者查阅了国内外16个标本馆的近2000份标本，其中模式标本约70份。对我国12个省市的40余个居群进行了取样和观察，采集标本500余份，涉及了《中国植物志》61卷收录的除了藏南丁香以外的所有类群。通过对9个复合体的40余个性状在居群内和居群间的变异进行统计分析，发现叶片类型、叶柄长度、花序着生类型、花冠大小、花丝长度、花药颜色在不同类群间差异明显，可以用作划分种的依据;叶片形状、叶片毛被、花序轴毛被、花冠管形状等性状在有些复合体内的居群间呈现连续的变异，只能用作种下等级（亚种）的划分;叶片大小、花序轴形状、花药着生在花冠的位置、蒴果是否被皮孔等性状在不同复合体的居群间呈现间断或连续的变异，视不同情况可以用作种间或种下等级的划分依据，或作种内变异处理;而叶脉、花色、花萼齿裂、花冠裂片形状等性状在居群间差异不大，不适合用作分类依据。 在性状分析和多变量分析的基础上，本文将丁香属划分为2组2系12种13亚种，其中短花冠管组有1种3亚种;长花冠管组的顶生花序系有5种5亚种，侧生花序系有6种5亚种，并指定了各组和系的模式种;编制了属下各组、系、种和亚种划分的检索表，对12种13亚种进行了形态描述、标本引证，给出了地理分布图和生境，并提出了分类处理依据。文中对巧玲花、皱叶丁香、红丁香和云南丁香等复合体内的一些分类群进行了归并，做出4个新组合：S. pubescens ‘Meyer’、S. villosa subsp. wolfii、S. yunnanensis subsp. sweginzowii和S. yunnanensis subsp. tomentella，处理了11个新异名（S. fauriei H. Lév.、S. julianae C. K. Schneid.、S. meyeri var. spontanea M. C. Chang、S. pinetorum W. W. Sm.、S. wardii W. W. Sm.、S. oblata var. donaldii R. B. Clark et J. L. Fiala、S. afghanica C. K. Schneid.、S. protolaciniata P. S. Green et M. C. Chang、S. tibetica P. Y. Bai、S. reflexa C. K. Schneid. 、S. wilsonii C. K. Schneid.）。作者指定了3种4亚种(S. reticulata subsp. reticulata、 S. reticulata subsp. amurensis、S. pubescens subsp. microphylla、S. oblata subsp. dilatata的后选模式，并对其它10个名称指定了后选模式。文中还提出了分类处理原则，对我国丁 香属的分布及各地方植物志的记载进行了评述，并对丁香属的分布格局提出了作者的看法。 作者还对13个分类群的16号材料进行了染色体观察，发现除了毛丁香有染色体2n=48外，其它均为2n=46，其中朝阳丁香的染色体数目为首次报道。对小叶巧玲花不同异名（包括小叶蓝丁香、小叶巧玲花与小叶蓝丁香的杂交种）的材料进行染色体观察时，发现它们之间差异很小，进一步佐证了作者将其合并的合理性。另外野生的花叶丁香（华丁香）与栽培的花叶丁香在染色体数目上也无差异，支持了作者认为二者为同物异名的观点。

山黑豆属(豆科)的分类学修订

山黑豆属Dumasia DC.隶属于豆科、菜豆族、大豆亚族，广泛分布于亚洲、非洲东南部的热带、亚热带地区以及大洋洲的巴布亚新几内亚地区，其中大多数种在我国均有分布。该属形态变异复杂，命名混乱，缺乏世界性的系统分类学研究基础。基于这样的背景，本论文通过开展形态学、解剖学、细胞学及孢粉学等方面的综合研究工作，对该属进行了全面的分类修订，对属内种间关系及地理分布格局进行了分析和探讨，结果如下： 1、形态学 在研究了大量腊叶标本和进行了野外考察的基础上，对山黑豆属植物的形态性状的变异式样进行了分析。该属植物的根系形态较为多样，可以作为划分种的辅助形状，分为有主根类型 (2个种，心叶山黑豆D. cordifolia Benth. ex Baker和柔毛山黑豆D. villosa DC.) 和无主根类型 (5个种，云南山黑豆D. yunnanensis Y. T. Wei & S. K. Lee、小鸡藤D. forrestii Diels、硬毛山黑豆D. hirsuta Craib、山黑豆D. truncata Siebold & Zucc.和长圆叶山黑豆D. henryi (Hemsl.) B. Pan & X. Y. Zhu)；该属几乎全为多年生缠绕草本，只有柔毛山黑豆为半灌木，因此可能是该属中较原始的种类；该属植物的萼筒管状、筒口斜截形及花柱细长且弯曲处膨大等独特的解剖结构是区别该属其它近缘属的重要性状；花序和复叶的长度及荚果内种子数目变异幅度极大，缺乏稳定性，并非好的分类性状。 2、解剖学 应用光学显微镜，首次对山黑豆属7种植物 (心叶山黑豆、柔毛山黑豆、云南山黑豆、小鸡藤、硬毛山黑豆、山黑豆和长圆叶山黑豆) 的叶表皮进行了观察。结果表明，该属植物叶表皮细胞均呈不规则形，垂周壁为波状，气孔器类型以平列型为主。心叶山黑豆、柔毛山黑豆和云南山黑豆上表皮细胞垂周壁呈深波状；小鸡藤、长圆叶山黑豆、山黑豆和硬毛山黑豆上表皮细胞垂周壁呈浅波状。在一定程度上，上表皮细胞垂周壁的形态反映了山黑豆属种间的近缘关系。 3、细胞学 首次报道了山黑豆属3个种 (云南山黑豆、小鸡藤和硬毛山黑豆) 的染 色体数目，它们均为2n=20。在已报道染色体的植物种类中 (共计6种)，仅心叶山黑豆染色体数目为2n=22，其余5种 (柔毛山黑豆、山黑豆、云南山黑豆、小鸡藤和硬毛山黑豆) 染色体数目均为2n=20。与大豆亚族大多数属染色体数目为2n=22相比较，心叶山黑豆可能是该属中较为原始的种。 4、孢粉学 在光学显微镜下，对该属7种植物 (心叶山黑豆、柔毛山黑豆、云南山黑豆、小鸡藤、硬毛山黑豆、山黑豆和长圆叶山黑豆) 的花粉进行了观察，结果表明：该属植物为三角形6孔花粉，极轴短，每个角的萌发孔由一对小孔组成；外壁具网纹，网脊粗，网眼不规则。柔毛山黑豆和小鸡藤极面的网脊几乎不断裂；心叶山黑豆、云南山黑豆、硬毛山黑豆、山黑豆和长圆叶山黑豆极面的网脊断裂较多。外壁的纹饰在一定程度上反映了该属植物的近缘关系。 5、地理分布格局 该属植物主要分布在中国南部和西南，只有柔毛山黑豆分布到非洲和大洋洲。研究结果表明，具主根的2个种 (心叶山黑豆和柔毛山黑豆) 主要分布在中国西南部，其分布区域相互重叠；而无主根的5个种 (云南山黑豆、小鸡藤、硬毛山黑豆、山黑豆和长圆叶山黑豆) 由中国西南部向东到日本、韩国都有分布，分布区域几乎不重叠。本研究认为：有主根的心叶山黑豆和柔毛山黑豆可能代表了该属的原始类群；有主根类群衍生出其余无主根类型的各种，并由中国西南扩散到其他地区。 综合以上资料，本研究对山黑豆属进行了分类修订，认为该属含8种、1亚种及2变种，其中建立新组合1个，归并6个类群，并指定了4个后选模式。另外，本研究同时提供了该属植物的检索表、种的形态描述和插图以及地理分布图等信息。

植物克隆性在生态修复中的意义：鄂尔多斯高原赖草和沙鞭的案例

克隆植物通过克隆生长能够很好的适应异质性的生境。在进行植被修复的研究和实践中，注意发扬或引进具有重要资源价值的克隆植物是重要的恢复生态学思考和途径。本文主要应用实验生态学的方法，通过对鄂尔多斯高原不同克隆植物克隆性及其对水分条件的反应的比较，以及对不同克隆植物抵抗风蚀和风蚀坑修复的能力的比较，探讨克隆植物对干旱(水分条件)及风蚀的适应机制，从而对克隆植物的克隆性在生态修复中的意义进行了研究和阐述。 　　对不同水分条件下赖草(Leymus secalinus (Georgi.) Tzvel)和沙鞭(Psammochloa villosa (Trin.) Bor)克隆性的研究表明：克隆生长开始时间和克隆生长率二者与克隆植物新产生子代分株数量之间存在着显著的相关关系，说明克隆生长开始时间和克隆生长率能够作为准确评价克隆性的指标;相对于沙鞭来说，赖草具有更强的克隆性，表现在它的早的克隆生长开始时间、高的克隆生长率，并且这种差异可以被水分条件所修饰;植物的克隆性对水分条件具有较强的可塑性，这种可塑性具有种间差异。相对赖草来说，沙鞭能更好地适应干旱条件。 　　克隆植物植株有两种繁殖体类型，分株和种子。本研究对分别从分株来源和种子来源的赖草与沙鞭植株在不同水分条件下生长状况及克隆性进行了比较，结果表明：水分的增加，有利于赖草的生长;而对于沙鞭来说，水分抑制了分株来源的沙鞭植株的生长，但对种子来源的沙鞭植株的生长有着促进作用。克隆植物的克隆性在水分条件较好的情况下能够得到更好的表达。不同来源有赖草植株之间克隆性没有明显差异;对于沙鞭来说，分株来源的沙鞭植株克隆性受水分条件的影响不明显，但水分有利于种子来源的沙鞭植株克隆性的表达。说明不同繁殖体类型来源的植株，克隆性对水分的反应格局存在着一定的差异。分株来源的沙鞭植株对干旱条件具有比种子来源的植株更强的适应性。 　　通过对沙鞭和赖草实生幼苗在不同风蚀程度下生长状况的比较，结果表明二者幼苗在抵抗风蚀时采取不同的策略。风蚀显著降低了赖草产生新生分株的能力，而对沙鞭潜在分株数没有显著影响。赖草实生幼苗生长状况在轻中度风蚀条件下与对照处理没有显著差异，说明对风蚀具有较强的抵抗能力，其策略可能是风险分担，赖草具有的强克隆性使之能快速产生新的子代分株，从而分担了风蚀造成的风险;沙鞭实生幼苗的生长状况受风蚀影响较为明显，但风蚀没有能对其产生潜在分株(芽)的能力产生显著的影响，说明沙鞭实生幼苗对风蚀可能采取的是通过芽的产生贮存资源、逃避风险、等待机会的策略。赖草和沙鞭对风蚀所采用的不同适应策略，可能会影响到二者在自然条件下种群更新方式的选择。 　　为了探讨克隆植物对风蚀坑修复能力及机理，研究了沙鞭和赖草对种群内风蚀坑的修复过程，结果表明：合轴型克隆草本赖草具有比单轴型克隆草本沙鞭更强的植被修复能力，能够在风蚀坑中产生更多的新生分株，这主要归功于赖草的强克隆性，而赖草间隔子的可塑性反应也有利于将更多的新生分株放置在风蚀坑内。二者进行植被修复的机理有所差异，赖草对风蚀坑的修复主要是通过周围根茎扩展进入坑中，然后产生新的分株;而沙鞭不仅可以通过周边根茎进入产生新的分株，同时也可以通过刺激深层休眠芽来产生新的分株。二者都能在风蚀坑中产生比自然条件下更多的分株，以更好利用风蚀坑中充足的光照;但同时这些分株的生长也受到风蚀坑中养分条件的制约，生物量和生长状况都不如自然条件下形成的分株。 　　 　　

浑善达克沙地根茎克隆植物对去除枝叶的响应

过度放牧是导致浑善达克沙地荒漠化发展的重要原因之一。在该地区占据优势的根茎型克隆草本植物不仅被牲畜频繁地采食，而且也面临着频繁的沙埋和养分胁迫的干扰。通过克隆生长，这些根茎型植物的单个基株能够跨越异质性的资源斑块，同时也可能遭受局部的、非均匀性的采食或沙埋。克隆整合可能会作为一种补偿性机制促进被采食克隆部分或分株的恢复和生长，因而，能够缓解采食及其与环境因素（沙埋/养分胁迫）交互作用对克隆植物的影响。本文以浑善达克沙地草地典型的根茎型沙生植物种和草地植物种为实验材料，应用（野外和温室）实验生态学方法检验了克隆整合的这种效果。 在一个野外实验中，通过对共存在沙丘上的两种根茎型克隆植物沙地雀麦（Bromus ircutensis Kom.）和沙鞭（Psammochloa villosa (Trin.) Bor.），及两种非克隆植物褐沙蒿（Artemisia intramongolica H.C.Fu）和草木樨状黄芪（Astragalus melilotoides Pall.）的个体植株进行不同强度（0、50、90％）的枝叶去除处理，我们发现：50％和90％的枝叶去除增加了沙地雀麦和沙鞭的相对生长率（RGR）;而90％的枝叶去除显著减小了褐沙蒿和草木樨状黄芪的RGR。经两个多月处理后，与对照相比，去除枝叶的非克隆植物的地上生物量恢复的远不及克隆植物完全。这些结果表明克隆植物比共存的非克隆植物更能忍耐采食。在分株种群水平上开展的另外一个野外实验表明，在50％的去除强度下，根茎连接明显改善了沙鞭分株种群的表现，但对沙地雀麦分株种群没有显著影响。然而，在90％的去除强度下，根茎连接显著的改善了两种植物分株种群的表现，显示出克隆整合的重要作用。而且，与未剪除的分株种群相比，两种植物当遭受90％的去除强度后，其根茎保持连接的分株种群产生了更多而小的分株个体。 以羊草（Leymus chinensis (Trin.) Tzevl.）和赖草（Leymus secalinus (Georgi) Tzvel）的克隆片断为材料，通过两个温室实验研究了克隆整合对克隆植物忍受采食与沙埋/养分胁迫交互作用的影响。每个克隆片断由一个近端（发育上较老）分株和一个远端（发育上较年轻）分株组成。近端分株不进行胁迫处理，而远端分株进行重复去除 枝叶沙埋/养分胁迫处理;同时，切断或保持克隆片断的根茎连接。结果表明，单因素的干扰对两个种远端分株的影响较小。当遭受剪除处理后，低养供应的赖草远端分株显示出比高养条件下更强的生物量补偿能力。当两个种的远 端分株处于单因素胁迫时，根茎切断很少影响其生物量生产和新分株的形成;而当远端分株同时处于枝叶去除和沙 埋/养分胁迫下时，切断根茎对两个种远端分株的生物量和分株的产生造成了明显的负效果，表明克隆整合发挥了重 要的作用。但克隆整合并没有导致近端分株的显著损耗。 基于以上实验结果，我们得出：克隆整合可以明显提高浑善达克沙地根茎克隆植物应对枝叶去除，及其和沙埋/养分胁迫交互影响的能力，是克隆植物适应频繁干扰的沙地草地环境的重要对策之一。

毛乌素沙地两种固沙禾草种子萌发和幼苗生长与环境的关系

干旱区和半干旱区生长的植物具有复杂的生存机制，以确保其能够在特定的环境中生存和发展。植物在干旱的荒漠条件下的生存，与其特殊的种子萌发机制密切相关，这种机制能够确保植物在合适的时间与地点进行种子萌发与幼苗生长发育。在植物的生活史中，种子对极端环境具有最大的忍耐力，而萌发的幼苗对环境胁迫的忍耐程度最小。在干旱区生长的植物往往具有特殊的萌发机制使萌发出的幼苗能够度过对外界的敏感期，对于植物的生存具有重要意义。 毛乌素沙地是我国的四大沙地之一，该地区具有水分短缺，蒸发强烈，风沙剧烈和生境异质性高的特征。本文假设生长在这种极端环境中的植物也发展出了“适时适地”的种子萌发和幼苗生长的适应对策。为了验证以上的假设，本文选取毛乌素沙地不同生境中生长的两种优势固沙禾草——流动沙丘上生长的沙鞭(Psammochloa villosa)和固定沙丘上生长的赖草(Leymus secalinus)为研究材料，通过野外调查、温室控制实验和实验室控制实验的方法，从生理生态学的角度探讨这两种植物的种子萌发和幼苗生长过程对沙丘环境的适应对策，主要对比它们在种子休眠、萌发和幼苗早期生长过程中对沙丘生境适应性的异同点。研究结果表明： （1）新成熟的沙鞭和赖草的种子为适应冬季低温而发展出生理性的内生休眠——非深度生理休眠。沙鞭和赖草的种子分别需要经过4周和8周的低温层积处理(3－5ºC)来完全打破休眠。另外，划破种皮或者部分切除胚乳也能够促进种子的萌发，这进一步证明两种植物的种子具有非深度生理休眠。然而，切除胚乳在不同程度上影响它们的幼苗生长。由非深度生理休眠、温度和损伤种皮/胚乳调节的部分萌发机制能够确保两种植物的种子即使在条件适宜的情况下只有部分种子萌发，从而分散植物生存的风险性。 （2）毛乌素沙地的小量降水（无法触发萌发）使种子经常遭受湿润－干燥的交替胁迫过程。种子先在湿润条件下吸涨1d或者2d，然后在室温下干燥0-8天。尽管在经历反复吸涨和自然干燥脱水后仍能够保持萌发能力，沙鞭和赖草种子的萌发特性却发生了不同的变化：和各自的对照相比，沙鞭种子萌发率相同而萌发速率降低;赖草种子的萌发率和萌发速率都降低，部分种子进入休眠状态。沙鞭和赖草萌发出的幼苗可能由于没有后续降雨或者因沙蚀而遭受干燥胁迫，但是其幼苗在生长早期能够忍耐一定程度的干燥，再次湿润后部分幼苗能够恢复生长。沙鞭和赖草幼苗的耐干燥的“极限点”不同：当幼根长度为1 mm时，它们的幼苗忍耐干燥的时间分别是60d和30d;当幼根长度为4 mm时，它们的幼苗忍耐干燥的时间分别是14d和7d。沙鞭和赖草的种子和生长早期的幼苗的耐干燥性特性可能是它们对降雨量和降雨时间都不可预测的沙地生境的生存策略之一。 （3）不同的沙埋深度影响沙鞭和赖草的种子萌发和出苗。这两种植物的种子萌发和出苗都需1－2 cm的浅层沙埋。随着沙埋深度的增加，两种植物的种子萌发率和出苗率逐渐降低，强迫休眠率逐渐升高;萌发率与出苗率和沙埋深度呈负相关关系而休眠率和沙埋深度呈正相关关系。但是，沙鞭种子出苗的最大沙埋深度是8 cm，而赖草的则为4 cm。因强迫休眠而没有萌发的种子对维持一个长期的土壤种子库来说具有生态学优势，这些种子暴露在合适的萌发土壤深度时具有生长出幼苗的潜能。 （4）沙鞭和赖草的种子都具有大小的差异性，种子大小对沙鞭和赖草的种子在不同沙埋深度的出苗具有不同的影响。沙鞭的三种不同大小种子的平均质量分别为小，4.489 ± 0.012 mg (4 – 4.9 mg);中，5.457 ± 0.012 mg (5 – 5.9 mg)和大，6.415 ± 0.011 mg (6 – 6.9 mg)。赖草的两种不同大小种子的平均质量分别为小，3.083 ± 0.026 mg (3 – 3.5 mg)和大3.955 ± 0.028 mg (3.6 – 4.0 mg)。在相同的沙埋深度下，两种植物的大种子的出苗率都显著高于小种子。和小种子相比，两种植物的大种子由于贮藏更多的能量，所以在相同深度的沙埋中具有出苗率更高的生态优势，而大量小种子在沙埋中不能萌发，可以作为种子库保存在沙层中，这样就分散了一次性大量萌发给植物带来的冒险性。 （5）沙鞭和赖草的幼苗在生长过程中会遭受沙埋，其幼苗忍耐沙埋的能力与沙埋的相对深度（沙埋比例）和幼苗年龄有关。沙鞭和赖草幼苗的耐沙埋能力不同：沙鞭的2周龄幼苗可以忍耐达到株高100%的沙埋，而其1周龄幼苗只能忍耐75%的沙埋。赖草的1周龄和2周龄幼苗都只能忍耐75%的沙埋。沙埋之后，沙鞭和赖草幼苗的生物量，根/茎比以及根和茎的长度都受到不同程度的影响。赖草幼苗不能忍耐完全沙埋可能是限制它在流动沙丘上分布的一个原因。 （6）降雨量和降雨频率能够不同程度地影响沙鞭和赖草在不同沙层的萌发和出苗。这两种植物的种子萌发和出苗需要的最小降雨量不同：在一次浇水相当于5 mm降雨量后，沙鞭和赖草种子的萌发率都超过50%;但是使沙鞭和赖草的出苗率能够达到50%的降雨量分别为10 mm和15 mm。沙埋中的沙鞭和赖草种子的出苗对降雨的响应具有以下特征：两种植物种子的出苗随降雨量或者降雨频率的增加而增加;沙鞭的出苗率受到降雨量和降雨频率的显著影响，但是二者交互作用的影响不显著;赖草的出苗率受到降雨量、降雨频率以及二者交互作用的显著影响。 由非深度生理休眠，种子大小，干燥－湿润循环，沙埋和降雨调节的种子萌发和出苗机制确保了自然条件下沙鞭和赖草每次只有少量种子萌发和出苗，从而分散了两种植物在沙丘上的生存风险。 根据沙鞭和赖草在沙丘上的种子萌发和幼苗生长特性，本文为毛乌素沙地通过植物固沙恢复受损的沙地生态系统的种子飞播实践提出了几点建议。

克隆整合对植物竞争力和群落结构的影响

某些克隆植物通过克隆整合能够很好的适应逆境或快速扩张。基于克隆整合，研究克隆植物的抗逆性、入侵性及其对群落结构的影响在很多方面值得深入。本文主要应用实验生态学的方法，分别在野外或温室以沙鞭、空心莲子草和羊柴为主要研究对象，研究克隆整合对处于逆境生长条件下克隆植物生长的影响;克隆整合对入侵植物竞争力和被入侵植物群落组成的影响;克隆整合对沙地群落结构和初级生产力的影响，探讨克隆植物对风蚀和水淹的适应机制、入侵克隆植物的入侵机制以及对群落组成和结构的影响机制。主要结论如下： 1. 沙鞭分株的叶片数目和生物量跟沙鞭根状茎的埋藏深度高度正相关，当根状茎被暴露在空气中时，上面所依附的分株要么死亡，要么长势很弱。每样方内沙鞭的分株数目、叶片数目和总生物量随风蚀强度的增加而降低。在对照和短期风蚀中，根状茎连接并不影响上述指标，但是在长期风蚀下，根状茎连接的作用会增强。根状茎连接能够减轻风蚀对沙鞭的负面影响，这很有可能是因为遭受风蚀胁迫的分株从那些没有遭受风蚀侵害的分株那里获得了水分和光合产物的资助。本研究首次证实了保持根状茎连接有助于提高干旱区植物抵御风蚀的能力。 2. 水淹会降低空心莲子草先端分株的生长;克隆整合显著增强了空心莲子草先端分株的生长和繁殖，但降低了基端分株的生长和繁殖。最终，克隆整合并不影响整体空心莲子草克隆片段的生长表现，这预示当空心莲子草从陆地生境向水生生境扩散时，克隆整合对其总体没有净收益。我们认为空心莲子草在由陆地扩张到水域时，可能拥有一种“双刃剑”机制：当处于水生生境中的先端分株得到处于陆生生境中的基端分株的资源支持时，先端分株能够增强自身生长;当因外界扰动导致二者间相连匍匐茎断裂后，陆生生境中的基端分株能够快速增强自身的匍匐茎和分株生长。这种机制可能使得空心莲子草很好的适应高度干扰或高度异质生境，从而增强了其入侵性。 3. 竞争显著降低了空心莲子草先端分株的光系统II中的最大量子产额(Fv/Fm)和生长（生物量、分株数目、叶片数目、总匍匐茎长度和总叶面积），但并不影响高羊茅的生物量。匍匐茎连接显著增强了空心莲子草先端分株的最大量子产额和生长。然而，这种连接效应在竞争时的作用要比非竞争时的作用小的多，而且匍匐茎连接并没有改变空心莲子草的相对邻体效应。与非竞争环境相反，在竞争条件下匍匐茎连接会降低空心莲子草对根系的生物量投资。克隆整合可能对提高空心莲子草的竞争力帮助不大，但是对其开拓空旷领地却非常重要。这些结果预示空心莲子草的入侵性可能和其克隆整合作用有密切关系。 4. 克隆整合显著增强了空心莲子草在群落中的扩张能力，但并没有提高其抑制整体群落物种的能力。相比低密度播种群落，生长在高密度播种群落中的空心莲子草长势明显要弱，高密度播种群落具有更强的抵御入侵的能力。在低密度播种群落中，相比切断群落内外空心莲子草相连匍匐茎，如果保持其连接，优势物种的地上生物量会降低而次优势物种的地上生物量会增加，进而群落的丰富度会得到提高。实验结果预示克隆整合能够增强入侵物种在建植群落中的扩张速度，并能够修饰其在群落结构上的影响，改变群落中单个物种的生长表现。 5. 克隆整合显著增强了羊柴在沙地植物群落中的分株数目，但并没有提高其地上生物量。羊柴分株数目的变化受不同处理因素的影响，在加氮的处理中分株数目为最大，切断处理中为最小。在群落主要组成物种中，克隆整合显著影响了烛台虫实的地上生物量，而其它主要物种的地上生物量则不受处理因素影响。克隆整合并没有影响沙地群落的物种多样性，但会显著影响沙地群落的初级生产力，尤其是添加氮肥以后。

不同生活型植物对机械刺激的反应

机械刺激效应（Effects of mechanical stimulation）是风生态学直接效应的主要表现形式。研究机械刺激对植物的影响，有利于将风的直接与间接效应区别开来，从而精确研究植物对风的反应格局;研究不同生活型植物对机械刺激的反应是植物力学与植物生态学的重要内容，有助于揭示植物对生境的适应机制。 本研究涉及三个实验。第一个实验探讨不同生活型植物对机械刺激和水分互作的响应格局;第二个实验研究匍匐茎草本植物蛇莓对部分机械刺激的反应;最后一个实验揭示不同水分供应条件下，番茄和紫花苜蓿对不同机械刺激频度的响应。在第一个实验中，克隆半灌木羊柴（Hedysarum laeve），一年生草本植物虫实（Corispermum mongolicum），多年生大型禾草沙鞭（Psammochloa villosa）和多年生丛生禾草黑麦草（Lolium perenne）分别接受由两个水平机械刺激（无刺激和刺激60 s d-1）和两个水平水分供应（200 ml d-1和400 ml d-1）组成的处理。在第二个实验中，匍匐茎草本蛇莓（Duchesnea indica）接受4个不同水平的机械刺激：（1）整个克隆不受机械刺激;（2）整个克隆都受机械刺激;（3）除顶端外其余克隆部分受机械刺激;（4）仅克隆顶端受机械刺激，其余部分不受机械刺激。在最后一个实验中，番茄（Lycopersicon esculentum）和紫花苜蓿（Medicago sativa）接受由三个水平机械刺激频度（0，25赫兹和50赫兹）和三个水平水分供应（50ml，150ml和250ml）组成的处理。这些实验主要回答不同生活型植物的生长和（或）机械性状如何响应机械刺激。主要结果如下： （1）在对机械刺激和水分交互效应的实验中，交互效应随物种发生变化。机械刺激和水分的交互效应对羊柴、番茄和紫花苜蓿作用不显著，但对虫实、沙鞭和黑麦草作用显著。 （2）在对机械刺激的研究中，机械刺激对植物的效应有正负之分。如机械刺激降低羊柴和沙鞭的总生物量，表明其是一种胁迫因子。但对于虫实、番茄和紫花苜蓿来说，机械刺激却能不同程度地促进植物的生长。 （3）机械刺激对虫实的机械性状没有显著影响，但对羊柴的机械性状恰好相反。此外，水分对虫实机械性状有显著影响。 （4）不同植物对机械刺激频度的敏感性存在差异。对番茄来而言，50赫兹的机械刺激对其生长具有较强的促进作用;对紫花苜蓿来说，25赫兹的机械刺激对其生长具有较强的促进作用。 （5）蛇莓对局部机械刺激具有显著反应，特别是在顶端进行机械刺激的处理中，整个克隆片段的叶柄长度缩短，根冠比发生改变，将较多的生物量分配到根。 这些结果表明：（1）不同物种对机械刺激和水分互作的反应可能与机械震动方式及物种本身有关;（2）单位植物大小所承受的机械刺激的强度及物种的生长速率是不一样的;（3）不同反应间的相互作用及相互独立可部分解释物种间的效应差异;（4）接触性形态建成的效应不能从一个物种外推到另外一个物种。 以前的研究集中探讨直立茎植物对机械刺激的响应，而对匍匐茎植物的研究极为贫乏。我们对蛇莓部分机械刺激的研究仅仅是一个初步探索。蛇莓的可塑性行为可能是一种适应性策略，因为这类植物常常生长在机械刺激频繁的开阔生境中。上述三个实验仅仅从生长和机械角度探讨了植物的适应性，而要真正揭示植物对多风生境的适应需要对不同物种进行多水平、多层面的研究，以期掌握不同生活型植物对机械刺激响应的一般格局。例如，从激素、细胞、解剖结构等方面探索其内在机制。

小麦—偏凸山羊草6Mv/6B代换系的研究

小麦条锈病（Puccinia striiformis f. sp. tritici）是世界性小麦病害，可导致受害小麦减产30%以上，甚至绝收。小麦条锈病在我国西南、华北麦区危害严重，四川麦区是小麦条锈病发病最重的地区之一，每年因条锈病流行造成小麦产量损失巨大。利用抗条锈病品种是控制该病害最安全、经济的有效途径，因此挖掘利用抗病新基因，开展抗病遗传基础研究是当前育种工作中面临的重要任务。 偏凸山羊草（Aegilops ventricosa，DDMvMv，2n=28）是一年生草本植物，起源于地中海西部沿岸地区，具有对小麦白粉病、锈病等高抗或免疫、耐盐、抗寒、蛋白质含量高等优良性状，是小麦遗传育种很好的种质资源。本研究以高抗条锈病的小麦—偏凸山羊草6Mv/6B代换系（Moisson 6Mv/6B）为材料，对其含有的带条锈病抗性基因的偏凸山羊草6Mv染色体在四川小麦背景中的传递情况、与小麦—簇毛麦双端体附加系所具有的白粉病抗性的聚合以及对Moisson 6Mv/6B进行电离辐射诱变筛选抗条锈病的小麦—偏凸山羊草易位系三个方面进行了研究。取得的主要研究结果如下： 1. Moisson 6Mv/6B与高感条锈病的四川地区普通小麦品种绵阳26、绵阳93-124和SW3243的杂种F1与其普通小麦亲本分别作为父、母本回交，通过对其BC1和F2的结实率、根尖细胞有丝分裂中期染色体的观察以及对条锈病抗性的鉴定，发现含6Mv染色体的F1植株作母本时的回交结实率（83.10%）普遍高于含6Mv染色体的F1植株作父本（48.61%），结实率与普通小麦基因型密切相关（χ2=34.15>>χ20.05=5.99（df=2））；6Mv染色体在三种四川小麦中通过雌、雄配子传递的传递方式与其传递率间没有显著相关性，其传递率与普通小麦基因型呈显著相关性（χ2=6.42>χ20.05=5.99（df=2））。 2. Moisson 6Mv/6B与高抗白粉病的小麦—簇毛麦双端体附加系Pana（2n=42+2t）正反杂交，希望在聚合两者抗性的同时观察不同受体背景下的抗性反应。对Moisson 6Mv/6B和Pana正反杂交的结实率、杂交后代的农艺性状进行观察，并对杂交后代进行基因组荧光原位杂交（GISH）分析及条锈病和白粉病的抗性鉴定。结果表明Moisson 6Mv/6B作母本时杂交结实率（80.56%）高于Pana作母本时（58.33%），结实率与杂交方式间紧密相关（χ2=4.96>χ20.05=3.84（df=1））；Moisson 6Mv/6B和Pana杂交后代株高比最高亲本高约10cm，成熟期也较两亲本提前两个星期左右；正反杂交后代中具有偏凸山羊草6Mv染色体的植株具有条锈病抗性，具有簇毛麦端体的植株具有白粉病抗性，同时筛选到4株含有偏凸山羊草和簇毛麦遗传物质并对条锈病和白粉病兼抗的材料，证明来自偏凸山羊草6Mv染色体的条锈病抗性与来自簇毛麦端体的白粉病抗性已经聚合在一起，且没有产生相互抑制的作用，暗示通过这两个抗性基因的聚合是完全能获得兼抗条锈病和白粉病的小麦新种质。 3. 对Moisson 6Mv/6B在减数分裂时期的成株进行总剂量为6Gy、辐射频率为120rad/min的60Co-γ射线辐射，对辐射植株自交后代进行农艺性状及根尖细胞有丝分裂中期染色体形态观察和条锈病抗性鉴定。结果为辐射植株自交结实率为2.22%，根尖细胞有丝分裂中期的染色体存在明显碎片，辐射自交后代植株对条锈病具有成株期抗性。 小麦—偏凸山羊草6Mv/6B代换系对条锈病抗性稳定，是培育条锈病抗性品种的良好供体。本研究证明在四川小麦背景中要利用该品种抗性，在结实数满足需要时，可将其作父本，亦可作母本，但关键是要选择好一个优良的受体基因型；同时其条锈病抗性与来自簇毛麦的白粉病抗性没有相互抑制作用，可将两者抗性有效聚合用于小麦育种中。 Wheat stripe rust (Puccinia striiformis f. sp. Tritici) is a worldwide disease of wheat, and could lead to victims of 30 percent or even total destruction of wheat production. Wheat stripe rust harms badly in China's southwest and North China. Sichuan province is one of the regions damaged by wheat stripe rust heavily. The use of resistant varieties is the most secure and economical way to control the wheat stripe rust. Therefore, it is essential to identify new disease-resistant genes and genetically research of disease resistance. Aegilops ventricosa (DDMvMv, 2n = 28) is an annual herbaceous plant, originating in the coastal areas of the western Mediterranean, with good characters such as resistance of wheat powdery, rust, salt, cold and high protein content. It is a good germplasm resource. In this study, the wheat- Aegilops ventricosa 6Mv/6B substitution line Moisson 6Mv/6B (highly resistant to the wheat stripe rust) was used to study on the transmission of chromosome 6Mv of Aegilops ventricosa in different genetic background of Sichuan wheat varieties, hybridization with wheat- Haynaldia villosa ditelosomic addition line Pana (highly resistant to the powdery mildew) and screening of wheat- Aegilops ventricosa translocation line by exposuring Moisson 6Mv/6B under ionizing radiation. The main results are as following: 1. Moisson 6Mv/6B was crossed with Sichuan wheat varieties mianyang26, mianyang93-124 and SW3243 (highly susceptible to stripe rust), respectively. Their F1 hybrids were further backcrossed as male and female to corresponding wheat varieties. The seed-setting rate, chromosomes confirmation in the mitotic metaphase of root tip cells, and resistance to stripe rust of the subsequent BC1 and F2 plants were investigated. The average seed-setting rate of backcross via 6Mv as female donor (83.10%) was higher than that of backcross via 6Mv as male donor (48.61%), suggesting that the seed-setting rate was associated with the wheat genotypes（χ2=34.15>>χ20.05=5.99（df=2））. In all analyzed populations, transmission frequencies of chromosome 6Mv were not correlated with the ways of 6Mv through male or through female. However, transmission frequencies of chromosome 6Mv were significantly correlated with Sichuan wheat genotypes（χ2=6.42>χ20.05=5.99（df=2））. 2. To aggregating the resistances to stripe rust and powdery mildew, as well as research on the resistance reactions in different genetic background, Moisson 6Mv/6B was reciprocally hybrided with the wheat- Haynaldia villosa ditelosomic addition line Pana (highly resistant to the powdery mildew). The seed-setting rate, agronomic characters, genomic in situ hybridization (GISH) of hybrid progenies，and resistances to stripe rust and powdery mildew were investigated. The results showed that the seed-setting rate of hybridization via Moisson 6Mv/6B as female donor (80.56%) was significant higher than that via Pana as female donor (58.33%). The seed-setting rate was associated with the hybrid methods (χ2 = 4.96> χ20.05 = 3.84 (df = 1)). The plant height of hybrid progenies was about 10 cm higher than Pana, the parent with maximum height. And the maturity of hybrid progenies was about two weeks earlier than that of the parents. In the hybrid progenies, the plants with the 6Mv chromosome have the resistance to stripe rust and the plants with the telosome from Haynaldia villosa have the resistance to powdery mildew. It was found that four plants with both the 6Mv chromosome and the telosome from Haynaldia villosa were resistant to stripe rust and powdery mildew. It indicated that the resistance to stripe rust and powdery mildew aggregated, and no mutual inhibition was found. It implied that the aggregation of the two resistance genes was able to provide the new wheat germplasm with the resistances to stripe rust and powdery mildew. 3. Moisson 6Mv/6B was irradiated with 60Co-γ rays of 6Gy (120rad/min) during meiosis. The agronomic characters and chromosomes confirmation in the mitotic metaphase of root tip cells，as well as resistance to stripe rust were investigated. The seed-setting rate of irradiated plants was only 2.22%. The chromosomes in mitotic metaphase had clear fragments. The resistance to stripe rust of progeny of irradiated plants was the adult-plant resistance. The wheat- Aegilops ventricosa 6Mv/6B substitution line is a good stripe rust resistance donor for its stabile resistance. Our study demonstrated that the key for use the resistance is to choose a good receptor. There is no difference between Moisson 6Mv/6B be the female and be the male if the seed number meets the requirement. At the same time, the stripe rust resistance of Moisson 6Mv/6B did not have the mutual inhibition with the powdery mildew resistance from Haynaldia villosa. It is able to aggregate the two resistances for wheat breeding.

簇毛麦（ Dasypyrum villosum）矮秆突变体的研究

株高是农作物的重要农艺性状之一，适度矮化有利于农作物的耐肥、抗倒、高产等。20世纪50年代，以日本的赤小麦为矮源的半矮秆小麦的培育和推广，使得世界粮食产量显著增长，被誉为“绿色革命”。迄今为止，已报到的麦类矮秆、半矮秆基因已达70多个，但由于某些矮源极度矮化或者矮化的同时伴随不利的农艺性状，使得真正运用于育种实践的矮源较少。因此，发掘和鉴定新的控制麦类作物株高的基因，开展株高基因定位、克隆及作用机理等方面的研究，对实现麦类作物株高的定向改良，具有重要的理论意义和应用价值。簇毛麦(Dasypyrum villosum，2n＝14，VV)是禾本科簇毛麦属一年生二倍体异花授粉植物，为栽培小麦的近缘属。本课题组在不同来源的簇毛麦杂交后代中发现了一株自然突变产生的矮秆突变体。观察分析了该突变体的生物学特性，对矮秆性状进行了遗传分析，对茎节细胞长度、花粉的活力进行了细胞学观察，考察了该突变体内源赤霉素含量及不同浓度外施赤霉素对突变体的作用，分析了赤霉素生物合成途径中的内根贝壳杉烯氧化酶（KO）和赤霉素20氧化酶(GA20ox)的转录水平，对赤霉素20氧化酶和赤霉素3-β羟化酶(GA3ox)进行了克隆和序列分析，并对GA20ox进行了原核表达和表达的组织特异性研究。主要研究结果如下：1. 该突变体与对照植株在苗期无差异，在拔节后期才表现出植株矮小，相对对照植株，节间伸长明显受到抑制，叶鞘长度基本不变。在成熟期，对照植株的平均株高为110cm，而突变株的平均株高为32cm，仅为对照植株的1/3 左右。除了株高变矮以外，在成熟后期，突变株还表现一定程度的早衰和雄性不育。I2-KI染色法观察花粉活力结果表明，对照植株花粉90%以上都是有活力的，而突变植株的花粉仅20%左右有活力。2. 突变株与对照植株的杂交F1代均表现正常株高，表明该突变性状为隐性突变。F1代植株相互授粉得到的168株F2代植株中，株高出现分离，正常株高（株高高于80cm）与矮秆植株（株高矮于40cm）的株数比为130：38，经卡方检验，其分离比符合3：1的分离比，因此推测该突变体属于单基因的隐性突变。3. 用ELISA方法检测突变株和对照植株的幼嫩种子中内源性生物活性赤霉素（GA1＋3）含量，结果表明突变株的赤霉素含量为36 ng/ml，而对照植株的赤霉素含量为900 ng/ml。对突变株外施赤霉素，发现矮秆突变株的株高和花粉育性均可得到恢复。这些结果表明该突变株为赤霉素缺陷型突变。4. 用荧光定量PCR方法比较突变株与对照植株中内根贝壳杉烯氧化酶和赤霉素20氧化酶的转录水平，结果表明突变株的KO转录水平比对照植株分别提高了6倍（苗期）和16倍（成熟期），突变株的GA20ox转录水平与对照植株在苗期无明显差异，在成熟期突变株较对照植株则提高了10倍左右。这些结果表明该矮秆突变体与赤霉素的生物合成途径密切相关，而且极有可能在赤霉素的生物合成途径早期就发生了改变。5. 以簇毛麦总基因组为模板，同源克隆了GenBank登录号为EU142950，RT-PCR分离克隆了簇毛麦的GA3ox基因cDNA全长序列，分析结果表明该cDNA全长1206bp，含完整编码区1104bp，推测该序列编码蛋白含368个氨基酸残基，分子量为40.063KD，等电点为6.27。预测的氨基酸序列含有双加氧酶的活性结构，在酶活性中心2个Fe离子结合的氨基酸残基非常保守。该序列与小麦、大麦和水稻的GA3ox基因一致性分别为98%、96%、86%。基因组序列与cDNA序列在外显子部分一致，在478-715bp和879-1019bp处分别含238bp和140bp的内含子。6. 通过RT-PCR技术克隆了簇毛麦的GA20ox基因全长，命名为DvGA20ox，GenBank登录号为EU142949。该基因全长1080个碱基，编码359个氨基酸，具有典型的植物GA20ox基因结构。该基因编码的蛋白质与小麦、大麦、黑麦草等GA20ox蛋白的同源性分别为98%，97% 和91%。该序列重组到原核表达载体pET-32a(+)上，将获得的重组子pET-32a(+)-DvGA20ox转化大肠杆菌BL21pLysS后用IPTG进行诱导表达。SDS-PAGE分析表明，DvGA20ox基因在大肠杆菌中获得了高效表达，融合蛋白分子量为55kDa。定量PCR分析表明，该基因在簇毛麦不同器官中的表达差异明显：叶片中表达水平最高，根部表达水平次之，茎部和穗中表达较弱。在外施赤霉素后，该基因的表达水平在两小时以后急剧下降，表明该基因的表达受自身的反馈调节。本研究结果认为，(1)该簇毛麦矮秆突变体为单基因的隐性突变；(2)该矮秆突变体为赤霉素敏感突变，内源赤霉素含量检测表明突变体的内源性赤霉素含量仅为对照植株的1/30；(3)荧光定量PCR结果表明突变株的赤霉素生物合成途径的关键酶基因表达水平比对照植株高，而且突变植株的赤霉素生物合成改变很可能发生在赤霉素生物合成途径的早期；(4)GA20ox有表达的组织特异性，且受到自身产物的反馈调节。 Plant height is an impotrant agronomic trait of triticeae crops.Semi-dwarf cropcultivars, including those of wheat, maize and rice, have significantly increased grainproduction that has been known as “green revolution”. The new dwarf varieties couldraise the harvest Index at the expense of straw biomass, and, at the sametime, improvelodging resistance and responsiveness to nitrogen fertilizer. Moreover, dwarf traits ofplant are crucial for elucidating mechanisms for plant growth and development aswell. In many plant species, various dwarf mutants have been isolated and theirmodles of inheritance and physiology also have been widely investigated.The causesfor their dwarf phenotypes were found to be associated with plant hormones,especially, gibberellins GAs.Dasypyrum villosum Candargy (syn.Haynaldia villosa) is a cross-pollinating,diploid (2n = 2x = 14) annual species that belongs to the tribe Triticeae. It is native toSouthern Europe and West Asia, especially the Caucasuses, and grows underconditions unfavorable to most cultivated crops. The genome of D. villosum,designated V by Sears, is considered an important donor of genes to wheat for improving powdery mildew resistance, take-all, eyespot, and plant and seed storageprotein content. A spontaneous dwarf mutant was found in D. villosum populations.The biological character and modles of inheritance of this dwarf mutant are studied.The cell length of stem cell is observed. The influence of extraneous gibberellin tothe dwarf mutant is also examined; the transcript level of key enzyme of gibberellinbiosynthesis pathway in mutant and control plants is compared. GA3ox and GA20oxare cloned and its expression pattern is researched.1. The dwarf mutant showed no difference with control plants at seedlingstage.At mature stage, the average height of control plants were 110cm and the dwarfplants were 33cm. The height of the mutant plant was only one third of the normalplants due to the shortened internodes. Cytology observation showed that theelongation of stem epidermal and the parenchyma cells were reduced. The dwarfmutant also shows partly male sterile. Pollen viability test indicates that more than80% of the pollen of the mutant is not viable.2. The inheritance modle of this dwarf mutant is studied. All The F1 plantsshowed normal phenotype indicating that the dwarfism is controlled by recessivealleles. Among the 168 F2 plants, there are 130 normal plants and 30 dwarf plants, thesegregation proportion accord with Mendel’s 3:1 segregation. We therefore proposethat this dwarf phenotype is controlled by a single recessive gene.3. Quantitative analyses of endogenous GA1+3 in the young seeds indicated thatthe content of GA1+3 was 36ng/ml in mutant plants and 900ng/ml in normal plants.The endogenous bioactive GA1+3 in mutant plants are only about 1/30 of that innormal plants. In addition, exogenously supplied GA3 could considerably restore themutant plant to normal phenotype. These results showed that this mutant wasdefective in the GA biosynthesis.4. More than ten enzymes are involved in GA biosynthesis. KO catalyzes thefirst cytochrome P450-mediated step in the gibberellin biosynthetic pathway and themutant of KO lead to a gibberellin-responsive dwarf mutant. GA20ox catalyze therate-limited steps so that their transcript level will influence the endogenous GAbiosynthesis and modifies plant architecture. The relative expression levels of genesencoding KO and GA20ox were quantified by real time PCR to assess whether thechanges in GA content correlated with the expression of GA metabolism genes andwhere the mutant occurred during the GA biosynthesis pathway. In mutant plants,the transcript levels of KO increased about 6-fold and 16-fold at the seedling stage and elongating stage respectively comparing with the normal plants. For theseedlings, there was no notable difference in the expression of GA20ox betweenmutant and normal plants. At the elongating stage, GA20ox transcript increased 10times in mutant plants, suggesting that the GA biosynthesis pathway in mutant plantshad changed from the early steps rather than the late steps.5. A full length cDNA of D. villosum gibberellin 3β-hydroxylase homology(designated as DvGA3ox) was isolated and consisted of 1206bp containing an openreading frame of 1104bp encoding 368 predicted amino acid residues. Identityanalysis showed that the gibberellin 3β-hydroxylase nucleotide sequence shared 98%,96% and 86% homology with that of wheat, barley and rice. The predicted peptidecontained the active-site Fe of known gibberellin 3β-hydroxylase and the regionhomologous to wheat, barley and Arabidopsis. The genomic clone of gibberellin3β-hydroxylase has two introns.6. The full-length cDNA of D. villosum gibberellin 20 oxidase (designated asDvGA20ox) was isolated and consisted of 1080-bp and encoded 359 amino acidresidues with a calculated mol wt of 42.46 KD. Comparative and bio-informaticsanalyses revealed that DvGA20ox had close similarity with GA20ox from otherspecies and contained a conserved LPWKET and NYYPXCQKP regions. Tissueexpression pattern analysis revealed DvGA20ox expressed in all the tissues that wereexamined and the highest expression of DvGA20ox in expanding leaves followed byroots. Heterologous expression of this cDNA clone in Escherichia coli gave a fusionprotein that about 55KD. Transcript levels of DvGA20ox dramatically reduced twohours after application of biologically active GA3, suggesting that the biosynthesis ofthis enzymes might be under feedback control.