丝氨酸羟甲基转移酶(Serine Hydroxymethyltransferase，SHMT，E．C．2.1.2.1.)是植物光呼吸途径中的一个关键酶，光呼吸可能在调控植物光合作用以及适应生物和非生物胁迫中起重要作用。因此研究SHMT的调控机理及其生理功能，可望为提高植物光合效率以及研究植物抗逆性机理提供新的切入点。 SHMT的催化活性依赖于辅酶5’-磷酸吡哆醛(PLP)以及辅因子四氢叶酸(THF)的参与，可催化甘氨酸(Gly)和丝氨酸(Ser)的可逆性相互转换，为很多的生物合成反应提供一碳(C1)单位，是氨基酸和核酸代谢的连接点。植物体中的SHMT并不是单独存在的，它和甘氨酸脱羧酶(GDC)在线粒体内形成酶复合体，共同作用。最新研究显示SHMT不但在植物的生长发育过程中起重要作用，还影响到植物抗生物胁迫和非生物胁迫的能力。 以禾本科的模式植物水稻为材料，对水稻基因组数据库进行搜索获得SHMT家族的五个成员序列：SHM1的ORF长1542 bp，编码513个氨基酸，N端富含丝氨酸，具有线粒体定位信号；SHM2的ORF长1416 bp，编码471个氨基酸，推测定位于胞质；SHM3的ORF长1416 bp，编码471个氨基酸，推测定位于胞质；SHM4的ORF长1803 bp，编码600个氨基酸，具有核内定位信号；SHM5的ORF长1764 bp，编码587个氨基酸，具有核内定位信号。这五个成员之间相似性较高，它们都具有SHMT的酶活中心保守序列。水稻中SHMT家族的各成员定位于线粒体内基质、胞质以及核内。据此分别构建了线粒体型SHM1的超表达载体、干涉载体；胞质型SHM3的超表达载体、干涉载体；核内型SHM5的干涉载体。拟采用RNAi干涉技术和超表达技术调控水稻SHMT。活性，以期从分子水平深入探讨SHMT的生物学功能及其作用机理。 本研究用含上述不同转化载体的五种农杆菌菌株分别转化粳稻品种中花11，成功获得对应的五种转化水稻。通过潮霉素筛选和Southern Blot检测，可知已获得五种不同转化水稻的单拷贝植株。发现SHM1基因沉默后，在正常空气中生长的转化植株矮小萎黄，生长缓慢，容易死亡。非正常表达SHM1基因对植物也是致死的。由此推测，SHM1可能对植物体生长发育起着不可或缺的作用。而SHM2、SHM3、SHM4、SHM5的功能未知，SHM4和SHM5甚至可能是冗余的。 通过半定量RT-PCR技术，证实了在野生型水稻叶片中SHM1的mRNA表达量远远大于SHM3和SHM5，推测SHM1是一种重要的蛋白。