磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）是C₄途径光合关键酶,利用现代分子生物技术将C₄植物光合关键酶PEPC基因转入C₃植物中改良C₃植物光合效率,进而提高C₃植物产量是国内外研究热点之一。为探究PEPC基因对C₃植物烟草光合效率的影响,本研究利用根癌农杆菌介导法将玉米PEPC基因转入到烟草中,并继续进行种植筛选获得T3代转玉米PEPC基因烟草植株,利用PCR、RT-PCR等分子生物学技术对T3代转玉米PEPC基因烟草植株进行鉴定;对分子生物学鉴定呈阳性的T3代转玉米PEPC基因烟草植株在烟草团棵期和现蕾期分别测定其PEPC酶活性、Rubisco酶活性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、净光合速率、蒸腾系数、气孔导度、胞间CO₂浓度和农艺性状等生理生化指标,研究了玉米PEPC基因对烟草光合效率的影响;在干旱胁迫条件下检测了转玉米PEPC基因烟草和非转基因烟草的叶绿素含量、净光合速率、SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA和可溶性糖含量,研究了玉米PEPC基因对烟草抗旱性的影响。主要研究结果如下:1.将玉米PEPC基因通过农杆菌介导法导入到烟草中,获得转玉米PEPC基因烟草植株,并连续种植筛选,获得T3代转玉米PEPC基因烟草植株。2.对T3代转玉米PEPC基因烟草PCR鉴定,结果转基因烟草DNA作为模板的PCR产物片段大小与阳性对照（含有玉米PEPC基因的大肠杆菌质粒DNA为模板）一致;提取转基因烟草RNA,进行反转录,以反转录出的c DNA为模板进行RT-PCR,获得与阳性对照（含有玉米PEPC基因的大肠杆菌质粒DNA为模板）大小一致的片段。3.在烟草团棵期和现蕾期分别对T3代转玉米PEPC基因烟草和非转基因烟草的生理生化指标进行检测。T3代转玉米PEPC基因烟草的平均PEPC酶活性在团棵期是非转基因烟草的3.5倍,在现蕾期是非转基因烟草的3.6倍;平均Rubisco酶活性在团棵期较非转基因烟草高53.33%,在现蕾期较非转基因烟草高50.77%;转玉米PEPC基因烟草叶片的平均叶绿素含量在团棵期较非转基烟草高32.86%,在现蕾期较非转基因烟草高28.95%;平均叶绿素荧光参数在团棵期较非转基因烟草高4.94%,在现蕾期较非转基因烟草高4.88%;平均净光合速率在团棵期较非转基因烟草高38.46%,在现蕾期较非转基因烟草高46.67%;平均蒸腾系数在团棵期较非转基因烟草高27.28%,在现蕾期较非转基因烟草高31.58%;气孔导度在团棵期较非转基因烟草高55.56%,在现蕾期较非转基因烟草高63.16%;在团棵期转基因烟草的平均株高、茎围、叶片数、最大叶长、最大叶宽分别比非转基因烟草高15.19%、3.13%、16.17%、8.01%、23.87%,在现蕾期分别比非转基因烟草高3.95%、2.63%、13.04%、3.05%、4.93%。4.干旱胁迫条件下转玉米PEPC基因烟草的净光合速率较非转基因烟草高67.50%,叶绿素含量较非转基因烟草高37.50%,SOD、POD和CAT的活性较非转基因烟草分别高58.62%、30.44%、64.71%,MDA的含量较非转基因烟草低35.71%,可溶性糖含量转基因烟草和非转基因烟草无明显变化。5.利用根癌农杆菌介导法将玉米PEPC基因成功转入紫花苜蓿中,获得转玉米PEPC基因紫花苜蓿植株,PCR、RT-PCR等分子生物学技术鉴定均扩增出与阳性对照（含有玉米PEPC基因的大肠杆菌质粒DNA为模板）大小一致的片段。