光呼吸是绿色植物在光下消耗O2,释放CO2的复杂代谢过程。光呼吸代谢过程需要消耗大量能量,很大程度上降低了植物的光合作用效率,造成了植物产量的明显下降。近年来,对植物光呼吸支路的改造已逐渐成为植物高产育种的研究热点之一。柱花草（Stylosanthes guianensis SW.）是热带地区普遍种植的豆科牧草,其粗蛋白含量高,常被用作动物饲料和植物绿肥。紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是温带地区普遍种植的豆科牧草,营养价值高,利用年限长,生产力稳定,是深受牲畜喜爱的优质饲料。为了推广种植,目前对柱花草与紫花苜蓿基因工程育种的研究多集中于抗逆方面,而缺乏高产育种方面的研究。本研究以豆科牧草柱花草与紫花苜蓿为实验材料,向其中导入含有大肠杆菌乙醇酸代谢途径关键基因的载体TG1和DEF2,构建了一条新的光呼吸支路。试图通过测量转基因植物的光合生理指标,生物量等方面的数据,并与野生型植株相对比得到该光呼吸支路的建立对两种牧草所产生的影响,从而为培育柱花草与紫花苜蓿高产新品系,并为牧草的高产育种研究提供一个新的方向。通过PCR检测与半定量RT-PCR检测,最终验证了同时含有TG1与DEF2的T2代转基因柱花草纯合株系3个与同时含有TG1与DEF2的转基因紫花苜蓿纯合株系4个。以同时栽种且生长条件完全一致的野生型与转基因柱花草和紫花苜蓿为实验材料,进行多种生理指标的测定。首先对转基因植株的光合生理指标进行了测量,并与野生型进行了对比。实验结果显示转基因柱花草与紫花苜蓿的光呼吸速率下降,净光合速率提高。另外,相较于野生型植株,转基因植株的CO2补偿点下降,CO2饱和点光合速率提高。这些数据表明,新光呼吸支路的建立,有效抑制了光呼吸过程,提高了两种牧草的光合效率。之后对转基因植株的生物量进行了测量,并与野生型进行了对比。实验结果证明,转基因柱花草与紫花苜蓿的株高增高,分枝数增多,叶片增大,使得地上部鲜重增加。另外,转基因柱花草的种子增大,单株种子重量增加。以上所有实验结果共同说明,随着TG1与DEF2载体的导入,新的光呼吸支路在植物体内构建,它有效抑制了植物的光呼吸作用,提高了光合作用效率,从而显著提高了转基因柱花草与紫花苜蓿的生物量。