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核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(RubisCO)是光合碳循环中的关键酶,其活性高低是与光合暗反应能力密切相关。所以,具有稳定的RubisCO活性可能是植物适应逆境的主要途径。RubisCO只有处于活化状态时才具备催化功能,钝化态的RubisCO必须经过RubisCO活化酶(RCA)的活化才能表现出其羧化/加氧活性,即RubisCO在植物体内的活性受RCA的调节和控制。因此,RCA对调控植物的光合作用,增强其对逆境的适应能力具有重要作用。本研究从黄瓜叶片中克隆到RubisCO活化酶基因(RCA),构建了其正义表达载体,用子房注射法导入黄瓜植株,同时研究了弱光、亚适温弱光和低温弱光下RubisCO大、小亚基及RubisCO活化酶基因的表达及其对光合作用的影响。主要结果如下:1.根据GenBank中印度黄瓜的RubisCO大、小亚基基因(rbcL、rbcS)序列设计特异引物,通过RT-PCR的方法从黄瓜叶片中克隆得到549 bp的大亚基和490 bp的小亚基基因片段,并在GenBank上注册(rbcL:EF208123,rbcS:EF208124)。2.根据GenBank中黄瓜的RCA序列设计特异引物,通过RT-PCR的方法从黄瓜叶片中扩增到基因全长cDNA。将其在GenBank注册,注册号为EFEF421974。3.将RCA基因的cDNA正向插入植物双元表达载体pCAMBIA1301的强启动子CaMV35S与终止子Tnos之间,成功构建RCA正义表达载体,命名为pCAMBIA1301-RCA。农杆菌介导法转化烟草,子房注射法转化黄瓜,获得了转正义基因的烟草和黄瓜植株。4.用实时荧光定量PCR法对弱光、亚适温弱光、低温弱光处理和对照(CK)黄瓜幼苗的rbcL、rbcS、RCA基因进行定量分析,结果表明,弱光和亚适温弱光处理的rbcL、rbcS和RCA相对表达量均明显降低,但5~7d后或趋于平稳,或缓慢回升;而低温弱光处理的rbcL、rbcS和RCA相对表达量呈直线下降,胁迫5d时rbcL和RCA的表达量接近零,rbcS较处理前降低63.9%。5.弱光、亚适温弱光和低温弱光处理的Pn变化趋势与rbcL、rbcS、RCA的相对表达量基本相似,表明弱光、亚适温弱光和低温弱光下rbcL、rbcS、RCA相对表达量降低是黄瓜幼苗光合速率降低的重要原因。