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随着基因组测序的完成,蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）已经成为研究豆科植物基因功能的模式植物。本研究通过正向遗传学和反向遗传学筛选鉴定得到3个蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3xo1突变体株系,并对其进行分子鉴定和功能解析。利用蛋白质组学和代谢组学技术,挖掘赤霉素及其合成基因MtGA3xo1潜在的分子调控机制,并对赤霉素调控下游通路进行分析,为探究赤霉素在豆科植物中的作用提供新思路。主要结果如下:通过对突变体株系侧翼序列分析表明,Tnt1转座子分别插入于MTR2g102570基因的第一个外显子距离起始密码子149bp（NF13294）、416bp（NF18131）处,以及距离第一个外显子末端16bp处（NF12434）。MTR2g102570基因属于GA3oxs家族,负责编码MtGA3ox1,主要参与GA1及GA4的合成。高效液相色谱串联质谱检测发现ga3ox1突变体的GA3、GA4含量显著低于野生型R108。ga3ox1突变体的根长、叶柄长、地上部分生物量以及叶片和叶柄细胞大小等指标均低于R108,而叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素）则高于R108。MtGA3ox1主要在花和果荚中表达,相对表达量从高到低依次为:果荚>花>根>叶>茎。MtGA3ox1表达会受到其他植物激素与外界环境的影响,低温、ABA、IAA以及水杨酸处理会抑制MtGA3ox1表达,而黑暗处理则会诱导MtGA3ox1表达。组织化学染色发现,启动子长度决定GUS活性强弱,且在茎尖和下胚轴GUS有较强活性。此外,外源赤霉素处理（GA1、GA3、GA4以及GA7）均可以恢复ga3ox1突变体矮化表型。突变体互补试验结果表明转入MtGA3ox1基因能使ga3ox1突变体矮化和种皮表型得到恢复。将MtGA3ox1基因在拟南芥Col-0中过量表达可以提高转基因拟南芥株系的根长、侧根数以及鲜重。通过蛋白质组学和代谢组学分析,分别鉴定到了456个差异富集蛋白（包括238个上调蛋白及218个下调蛋白）和131个差异代谢物（包括53个上调代谢物及78个下调代谢物）。其中上调蛋白主要参与类黄酮合成、异黄酮合成以及木质素合成,下调蛋白主要参与光合作用、氧化磷酸化以及氮代谢。而差异代谢物显著富集到7条代谢通路,包括苯丙素合成以及异黄酮合成等。通过蛋白质组学与代谢组学联合分析,36条代谢通路被共同富集,主要包括苯丙素合成、类黄酮合成及异黄酮合成等。差异蛋白与差异代谢物相关性分析发现,蛋白与代谢物相关性主要集中在黄酮类与异黄酮类代谢产物与蛋白相互作用,且整体呈现出正相关关系。对花青素合成通路基因、氮代谢通路基因及氮转运基因的蛋白水平和转录水平检测结果表明,赤霉素通过调控DELLA蛋白丰度来负调控花青素合成途径以及正调控氮代谢和氮转运,且赤霉素可能参与负调控异黄酮、黄酮和黄酮醇生物合成。