盐胁迫是制约作物生长的一个重要非生物胁迫。高等植物体内进化出的围绕PSI的循环电子传递（cyclic electron transport around photosystem I,CET-PSI）是提供光保护机制应对自然环境胁迫的方式之一。叶绿体脱氢酶复合体（NADH dehydrogenase-like,NDH）参与围绕PSI的循环电子传递,在逆境环境中为CO2同化提供额外的ATP,进而提高植物对逆境环境的适应能力。NDH在C4植物中表达量高于C3植物是造成C4植物CET强于C3植物的主要因素。实验室前期通过生物信息学技术筛选得到C4植物玉米ZmNdhl1基因,并发现玉米ZmNdhl1基因在C3植物水稻中的过表达能够有效提高水稻耐盐性和光合特性。本研究将ZmNdhl1在玉米中的同源基因ZmNdhl2和水稻中的同源基因OsNdhl在水稻中过表达,研究这两个基因对水稻耐盐性和光合特性的影响,并比较ZmNdhl1、ZmNdhl2和OsNdhl三个基因之间的效应差异,以期为改良水稻抗逆性提供基础。主要结果如下:1、Ndhl基因过表达水稻的耐盐性分析。对ZmNdhl2和OsNdhl过表达水稻进行鉴定,玉米ZmNdhl2过表达水稻鉴定出5个阳性株系,水稻OsNdhl过表达水稻鉴定出6个阳性株系。以上述鉴定到的转基因家系和5个ZmNdhl1过表达水稻家系为材料,以分离出的阴性家系为对照,开展耐盐特性研究,结果显示,盐胁迫条件下ZmNdhl1、ZmNdhl2及OsNdhl过表达水稻株系的株高、干重和相对含水量均显著高于阴性对照;丙二醛含量显著低于阴性对照。将ZmNdhl2及OsNdhl过表达水稻与ZmNdhl1过表达水稻性状进行对比,发现3个转基因材料间无显著差异。上述结果表明,ZmNdhl1、ZmNdhl2及OsNdhl基因在水稻中的过表达能够增强水稻耐盐性,且发挥功能类似。2、Ndhl基因过表达水稻盐胁迫下光合电子传递活性分析。对盐胁迫下转基因材料和阴性对照材料的循环电子传递和线性电子传递进行测定。盐处理条件下,结果显示,转基因材料循环电子传递活性和速率高于阴性对照材料,3个转基因间的量化比较无显著差异;与阴性材料相比,转基因材料瞬时叶绿素荧光曲线形变较小,J、I、P点下降较小;调制820 nm光反射曲线的抬高较小,最大上升斜率和最大下降斜率无显著变化;延迟叶绿素荧光曲线振幅减小较少,I1点下降较小。上述结果表明,ZmNdhl2及OsNdhl基因在水稻中的过表达提高CET活性,减缓盐胁迫对水稻循环电子传递损害,减轻PSII与PSI间线性电子传递受损程度,缓解盐胁迫对PC和P700的氧化损伤,减轻PSI受体侧电子传递受损程度,从而提高水稻耐盐性,且不同基因间无显著差异。3、Ndhl基因过表达水稻大田种植农艺性状及光合作用分析。大田生长环境下,从农艺性状来看,转基因材料与阴性对照材料在株高、穗长、有效分蘖数和单株产量间均无显著差异;在叶片衰老情况下,转基因材料净光合速率和循环电子传递活性显著高于阴性材料。结果表明,转基因水稻与对照材料株高和产量相关性状间无显著差异;叶片衰老情况下,ZmNdhl2及OsNdhl基因在水稻中的过表达提升水稻光合作用,3个基因产生影响无显著差异。