植物高光效育种光合作用是决定作物产量最重要的因素之一,作物中90以上的干重直接来源于光合作用。因此,光合作用效率的高低直接关系到作物的产量。根据光合作用碳同化途经中CO2固定的最初光合产物的不同,可把高等植物分成C3、C4和景天酸植物。C4植物是从C3植物进化而来的一种高光效种类。与C3植物相比,它具有在高光强、高温及低CO2浓度下保持高光效的能力。而一些主要农作物如水稻、小麦、马铃薯、甜菜等均为C3作物。通过提高农作物的光合作用效率来提高产量水平,即高光效育种,一直是国际光合作用研究和作物育种等领域专家关注的热点。 自20世纪60年代以来,人们一直试图利用C4光合特性来改进C3植物的光合效率。传统的杂交育种手段至今尚未取得令人满意的结果,其杂种F1和F2 代的光合效率均比任何一个亲本都低。随着生物技术的发展,为利用基因工程手段培育高光效作物提供了一条行之有效的途径。本文就近年来该方面的研究进展作一综述。 1 高光效基因工程育种的理论基础 C3植物中,CO2的固定主要取决于1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose 1,5-bisphosphat