导　　师： 彭新湘

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南农业大学

摘　　要： 光呼吸（photorespiration）也叫C2循环,是植物的绿色细胞依赖光照,吸收O2和释放CO2的过程。正常条件下光呼吸可损耗光合产物的25-30%,逆境（如高温、干旱等）条件下会刺激光呼吸进一步加速,此时的损耗可高至50%以上。马铃薯作为世界重要粮菜兼用的农作物,通过生物工程手段提高马铃薯光合效率和产量具有重要的实际意义。本研究利用Cre/lox P重组技术,将水稻乙醇酸氧化酶（Os GLO）、大肠杆菌或水稻过氧化氢酶（Kat E/Os CATC）和水稻草酸氧化酶（OsOxO）引入马铃薯叶绿体中,使马铃薯光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体中代谢并释放出CO2,从而提高Rubisco周围的CO2浓度,形成类似C4植物CO2浓缩机制（CCMs）,以期提高马铃薯光合效率和产量。研究结果主要如下:（1）在马铃薯叶绿体中表达OsOxO3转基因植株（以下简称c Ox O）的表型及功能分析草酸氧化酶（OsOxO）是后面章节我们所构建的GOC/（GC）O光呼吸支路的一个关键酶,事先检验了该酶至马铃薯叶绿体中是否能发挥有效催化功能及生理作用。首先构建了Ox O-p BIA13表达载体,并将OsOxO蛋白定位于马铃薯叶绿体中获得转基因植株（以下简称c Ox O）,然后对其表型观测及功能进行分析,结果显示,在自然生长条件下,c Ox O植株出现植株矮小,叶子变小变厚,叶色变绿的表型。进一步的生理生化指标测定结果显示,c Ox O植株中的Ox O酶活性提高导致草酸含量显著降低,下降了38.9-55%,此时c Ox O植株的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和可溶性蛋白均显著下降。表明OsOxO酶在马铃薯叶绿体中已发挥高效催化作用,可能是因为它催化草酸的降解影响到了c Ox O植株的光合能力,最终影响了c Ox O整个植株的生长发育。（2）GOC支路表达载体的构建以及马铃薯遗传转化本研究构建了两种GOC支路,即将水稻乙醇酸氧化酶（Os GLO）、大肠�

关 键 词： 马铃薯 导入 光呼吸 光合效率 产量