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本实验室以前克隆了玉米C4-pepc cDNA(GenBank: FJ415327)、C4-ppdk cDNA(GenBank:GU363532)基因，构建了含有筛选基因和标记基因bar的高效双元表达载体，以基因枪介导将Zmpepc基因导入小麦。酶活性、净光合速率等的研究表明Zmpepc基因可在小麦中遗传、表达，并具有提高小麦光合效能的作用。 本研究将实验室先前构建的Zmppdk基因表达载体以基因枪介导转入普通小麦和转Zmpepc基因的小麦中，获得了转mppdk基因及转Zmpepc+Zmppd基因的小麦，进行了分子与光合功能鉴定，研究了Zmppd基因单转及与Zmpepc基因共同转化对小麦内源C4光合酶基因表达的影响效应，以探讨玉米C4途径关键基因Zmppdk基因单转及与Zmpepc基因共同转化改良小麦光合性能的机制;为剔除标记基因，构建了Zmppdk基因的线性表达框，获得了无筛选标记的转Zmppdk基因小麦。 研究结果如下: 1.Southern blotting表明Zmpepc、Zmppdk基因已分别和共同整合到小麦基因组中，Q-RT-PCR、western blotting分析表明外源基因在小麦基因组中得到正确转录和表达，获得了转Zmppdk基因小麦(简称PK)和转Zmpepc+Zmppdk基因小麦(简称PK)，加之以前获得的转Zmpepc基因小麦（简称PC），本实验对这三类转基因小麦进行了相关研究。 2.生育时期不同，转录水平不同。拔节期pepc的转录水平:PC株系相对表达量平均值为3.9，PK株系为1.6，PKC株系为4.3;灌浆期pepc的转录水平:PC株系相对表达量平均值为5.1，PK株系为3.2，PKC株系为10.1;拔节期ppdk的转录水平:PC株系相对表达量平均值为1.7，PK株系为2.6，PKC株系为3.3;灌浆期ppdk的转录水平:PC株系相对表达量平均值为3.6，PK株系为4.7，PKC株系为5.4，表明Zmpepc和Zmppdk基因导入小麦后有较高的转录水平，并表现为灌浆期＞拔节期。 3.生育时期不同，翻译水平不同。PEPC的杂交信号在转基因小麦中的强度明显大于对照，且表现为灌浆期＞拔节期;PPDK的规律与PEPC类似，PPDK的杂交信号在转基因小麦中的强度明显大于对照，且表现为灌浆期＞拔节期。 4.生育时期不同，酶活性不同。Zmpepc和Zmppdk基因的导入能够显著提高转基因植株相应的PEPC和PPDK酶活性，并且表现为灌浆期＞拔节期，其中灌浆期转Zmpepc+Zmppdk基因小麦PEPC的酶活性为对照的6.3倍，转ppdk基因小麦的PPDK酶活性为对照的2.7倍;Zmpepc和Zmppdk基因的导入诱导了小麦内源NADP-ME和NADP-MDH的响应表达，转Zmpepc+Zmppdk基因小麦中NADP-ME和NADP-MDH的活性均高于对照，分别为对照的1.8和1.7倍。PC株系、PK株系及PKC株系拔节期PEPC的酶活性分别为对照的1.4，1.0和2.0倍，灌浆期分别为对照的3.9、2.6和6.3倍，不同材料间表现为PKC株系＞PC株系＞PK株系＞对照。PC株系、PK株系及PKC株系拔节期PPDK的酶活性分别为对照的1.1，1.3和1.3倍，灌浆期分别为对照的1.6、2.7和2.6倍，表明材料间PPDK的酶活性在不同生育时期间、不同材料间变化趋势与PEPC相同。不同的是，PPDK酶活性后期增加的幅度小于PEPC。 5.三类转基因株系PC株系、PK株系和PKC株系与对照之间的光合速率的差异在不同生育时期表现出不同规律:在开花期以前净光合速率差异相对较低，开花以后净光合速率差异逐渐提高，生育后期较对照提高明显。不同材料净光合速率的变化整体表现为抽穗期＞开花期＞花后8天＞花后15天＞拔节期。同一生育时期，三类转基因株系（PC株系、PK株系、PKC株系）的净光合速率表现不同，总体表现为PKC株系＞PC株系＞PK株系＞对照。PKC株系、PC株系和PK株系的日光合最大速率分别较对照提高26.4％、13.3％和4.5％，日光合积累量分别提高21.3％、13.9％和6.9％; PKC株系、PC株系和PK株系的光饱和点分别较对照提高11.3％、6.1％和2.7％，光饱和的光合速率分别较对照提高25.6％，13.8％和4.6％。就改善小麦光合性能的效果而言，Zmpepc基因明显优于Zmppdk基因，但同时具有Zmpepc基因和Zmppdk基因时，转基因小麦的光合能力可得到进一步提高。DCDP应用结果表面转基因小麦净光合速率的提高确为外源C4基因导入所致。 6.构建了目的基因Zmppdk和选择基因bar的线性表达框，以基因枪介导共转化小麦。共获得10819个愈伤，其中1950个草丁磷抗性再生植株，PCR检测出ppdk目的基因条带的阳性单株35株，04H659、04H668-7-9-5、郑麦7698、郑麦0943、郑麦0856、周麦19转化植株的Zmppdk目的基因的PCR检测阳性频率分别为1.50％，0.38％，4.33％，2.33％，2.16％和0.86％，获得了无筛选标记的转Zmppdk基因小麦。