高等植物光合途径分为C3、C4、CAM三种类型,大量粮食作物都是C3光合模式,C4较C3植物光合效率高。C4光合途径利用解剖学的特殊结构,通过一系列生物生化反应在羧化酶Rubisco周围浓缩CO2,能够在高温、高光强以及低CO2的环境中生长。在C3植物中增加C4光合特性可能是提高产量的有效途径。　　近年来,C4光合研究成为热点。我们选择一种前沿的模式植物——青狐尾草(Setaria viridis)作为研究材料,它是单子叶禾本科C4植物,有着明显的优势:(1)植株矮小;(2)生长周期短;(3)单株种子产量高等。本文通过正向遗传学及反向遗传学的研究方法对青狐尾草进行光合方面的研究。本论文的一项工作是通过γ射线以及EMS诱变青狐尾草种子并在大田中进行光合作用相关突变体的筛选。在青狐尾草突变体库的筛选过程中获得了一个突变体——zebra,该突变体表型是叶片在垂直于叶脉方向具有黄绿相间的条纹,在实验室中种植多代,得到了纯合体植株。在实验室现有条件下对突变体进行了一系列的分析,包括探究突变体表型出现的条件、超微结构的研究以及突变体光合数据的测定等。尝试了突变体与野生型的杂交实验,为进一步的基因定位打下基础。另外,本文也对可能引起突变体表型的多对基因进行了体外扩增及测序,以期寻找突变基因。　　卡尔文循环(Calvin cycle),是光合作用暗反应的部分,是碳固定的主要途径,也是决定植物生长以及作物产量的主要因素。卡尔文循环主要分为CO2的固定过程、碳化合物的还原过程、1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)再生过程三个阶段。景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶(SBPase)在RuBP再生过程中起着重要的作用,它处于一个重要的催化过程分支上,既可以控制碳元素合成淀粉、葡萄糖,也可以控制碳元素进入RuBP的再生过程。本论文首先克隆得到了SBPase基因的cDNA,构建了SBPase基因过量表达及沉默载体,并利用农杆菌转化青狐尾草对SBPase进行功能研究。论文通过两种方法进行青狐尾草转化,一种方法是诱导青狐尾草种子产生愈伤组织,利用农杆菌浸染后筛选出具有抗性的愈伤组织并诱导其再分化成为植株;另一种方法是是通过诱导青狐尾草种子形成丛生芽,然后用农杆菌进行浸染转化并诱导为植株。愈伤组织转化方法获得多棵T1代植株,已经培养至成熟结实,对T2代种子进行了分离比检测实验,并对筛选出的T2植株进行了抗性基因及目的基因的检测,检测出多株阳性苗。转化的丛生芽T1代植株还在培养过程中,并未进行后续实验。