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为了解析玉米C4型光合基因PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶,coding gene pepc）、PPDK（丙酮酸磷酸双激酶,coding gene ppdk）、NADP-ME（NADP-苹果酸酶,coding gene nadp-me）的7种组合方式对C3植物拟南芥光合生理及耐强光特性的影响,探究提高拟南芥光合特性的理想基因组合及其机制,为利用C4光合基因改良小麦等C3农作物产量、抗逆性等提供理论指导。本研究以转Zmpepc（PC）、Zmppdk（PK）、Zmnadp-me（ME）、Zmpepc+Zmppdk（PCK）、Zmppdk+Zmnadp-me（PKM）、Zmpepc+Zmnadp-me（PCM）、Zmpepc+Zmppdk+Zmnadp-me（PCKM）拟南芥和受体对照（WT）为试验材料,采用光合生理指标测定及i TRAQ技术等方法,在正常处理和强光处理下,研究了转基因拟南芥的光合生理及叶绿体蛋白组学,主要结果与结论如下:1.利用农杆菌介导的遗传转化方法成功创制了PCKM拟南芥材料。将Zmnadp-me转化至PCK稳定株系中,PCR、Southern blot、q RT-PCR、Western blot分析表明,玉米3个光合酶基因以单拷贝整合至拟南芥基因组,且得到正确的转录和翻译表达。2.对供试的7种转基因拟南芥的光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度的测定结果表明,PC、PCK、PCM、PCKM等4种基因组合方式可显著提高拟南芥的光合速率,光合速率的提高为非气孔限制因素所致。在正常和强光处理下,这4种转基因拟南芥的光合速率分别比WT提高了11.4%、16.5%、11.9%、23.2%和17.3%、32.5%、17.9%、46.6%,且强光处理下PC、PCK、PCM、PCKM转基因拟南芥的光合速率较对照的增幅显著高于正常处理下其增幅。这4种基因型在正常和强光条件下对光合速率的提高作用总体表现为PCKM>PCK>PC、PCM,而另外的3种PK、ME、PKM转基因拟南芥未表现出明显的提高作用。Zmpepc是提高光合速率的前提条件,Zmppdk对Zmpepc有正向协同效应,当Zmpepc和Zmppdk同时存在时,Zmnadp-me也表现出正向协同效应。3.对供试的7种转基因拟南芥的PEPC、PPDK、NADP-ME、Ru BPCase等4个光合酶活性、羧化效率、生物量测定结果表明,PC、PCK、PCM、PCKM等4种转基因拟南芥基因型光合酶的过量表达可显著提高相应的羧化效率,进而显著提高这4种基因型的光合速率,最终使这4种基因型获得了较高的生物量。在正常和强光处理下PC、PCK、PCM、PCKM转基因拟南芥的羧化效率分别比WT提高了9.1%、13%、9.9%、19.6%和10.1%、16.6%、10.8%、25.9%,而PK、ME、PKM转基因拟南芥的羧化效率与WT无差异;正常和强光处理下,PC、PCK、PCM、PCKM转基因拟南芥的生物量比对照分别提高了6.5%、11.1%、7.6%、17.1%和9.8%、16.4%、9.7%、23.8%,PK、ME、PKM转基因拟南芥的生物量与WT无差异。4.强光胁迫下对供试的7种转基因拟南芥的叶绿素荧光瞬时、PSI活性、可溶性蛋白、活性氧、活性氧清除酶、丙二醛等测定结果表明,PC、PCK、PCM、PCKM等4种转基因拟南芥基因型具有较好的耐强光胁迫能力。PC、PCK、PCM、PCKM等4个基因型通过提高其光系统活性（K点、J点、PSI活性）、电子传递能力（ETo/TRo）,提高了光化学效率（TRo/ABS）;通过较高的SOD、APX活性,减少了活性氧积累,以及较高的可溶性蛋白含量等生理生化特性的调整,从而有效地减轻了光合机构的受损程度,保持了较高的有活性反应中心数目（RC/CSm）,表现出了较高的耐强光胁迫能力。5.在正常和强光处理下对PCKM转基因拟南芥和WT的叶绿体蛋白组测定结果表明,PCKM在拟南芥中表达,不但提高了光合作用暗反应效率,而且改善了光反应特性。这3个基因的导入,上调了转基因拟南芥光合机构中与光能捕获、转换、CO2同化有关的蛋白丰度,从而相应提高了光能吸收、PSII和PSI的活性和稳定性、电子传递能力、ATP和NADPH的产生以及碳同化效率,强光胁迫下这一表现更为显著。基于i TRAQ技术共鉴定到8904个肽段,匹配2405个蛋白,定位于叶绿体的蛋白数目为1961个。其中,PCKM响应的差异表达蛋白（DEPs）为41个,强光响应的DEPs为559个,基因和强光共同响应的DEPs为562个。由富集KEGG分类分析,DEPs主要参与代谢途径、光合作用、次级代谢生物合成、光合有机体的碳固定、碳代谢、光合作用-天线蛋白等相关通路。通过对光合作用-天线蛋白（ath00196）、光合作用（ath00195）、光合有机体碳固定（ath00710）3个通路的进一步分析发现,基因响应的DEPs涉及2个天线蛋白、9个光反应蛋白、7个碳固定蛋白的上调表达;基因和强光共同响应的DEPs除包括基因响应的DEPs外,还分别增加了8、16、5个、且多数蛋白呈现上调表达。