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水稻属于C3植物,较低的光合效率成为限制其生物学产量进一步提高的主要内在因素。近年来水稻育种朝着大穗型方向发展,其“库”容越来越大导致“源”越来越不足,成了进一步提高产量的限制性因素。由于C4作物具有光合效率高、CO2补偿点低、光呼吸低等优点,特别是在强光、高温、干旱等逆境条件下,C4植物具有明显的生长优势及水分和营养利用效率,生物学产量也较高。因此,向水稻中转移C4植物的光合特性成为改善其“库”与“源”关系的一个有效途径。丙酮酸焦磷酸双激酶(PPDK)是C4植物光合途径的关键酶之一,它催化生成的P