植物的赤霉素与类胡萝卜素生物合成均通过异戊二烯途径。牻牛儿基牻牛儿基二磷酸(GGPP)是二者的共同前体。在高等植物中，分生组织是赤霉素的重要合成场所，而类胡萝卜素则主要合成于叶肉细胞以及花瓣等器官的叶绿体和有色体中。目前尚不清楚植物如何调节这两条代谢分支。本课题以拟南芥ap1-1/cal1突变体的花序分生组织为主要材料，利用能够促进有色体发育并大量积累类胡萝卜素的Or基因，研究转Or基因植株的矮化、开花延迟等表型与赤霉素生物合成的关系，并利用抑制剂、基因过表达和基因沉默技术调节代谢流，从而深入探讨类胡萝卜素代谢与赤霉素生物合成的协同关系。同时，通过对编码GGPP合成酶等围绕GGPP节点的酶基因的研究，探讨在不同诱导条件下，植物对异戊二烯途径不同分支进行开关调节的分子基础。通过本课题的研究工作，将有助于增加我们对于赤霉素生物合成调控机制的了解，为提高农产品品质性状提供新的依据。

植物的赤霉素(GA)与类胡萝卜素生物合成均通过异戊二烯途径。牻牛儿基牻牛儿基二磷酸(GGPP)是二者的共同前体，在拟南芥中已知和根据序列推断共有11个GGPP合成酶(GGPS),其中5个分布在质体中，可能参与类胡萝卜素和GA代谢。本项目的研究中，我们确认了拟南芥中牻牛儿基牻牛儿基还原酶(GGR1)能够与GGPS11相互作用，这一作用可能是经由牻牛儿基二磷酸(GPP)进入GA生物合成的代谢物通路的基础。而利用水稻类胡萝卜素异构酶基因突变体(crtiso)的研究证明，虽然GA与类胡萝卜素均来自GGPP，但二者在生物合成途径上并不直接联系，当类胡萝卜素生物合成受到抑制时，GGPP代谢流转入其他二萜代谢，而并非GA生物合成。这与我们在拟南芥中使用类胡萝卜素合成关键酶八氢番茄红素去饱和酶(PDS)抑制剂norflurazon处理后发现类胡萝卜素和GA生物合成均受到抑制以及近期其他的研究报道是一致的。我们的结果显示，植物以GGPP为底物存在着将代谢流分配到不同分支的调控机制，而其分子基础是对不同GGPS进行调控。这一调控过程并不仅仅局限在代谢本身，与脱落酸相关的信号途径可能参与其中。