随着全球气候变暖,植物的耐热性研究日益重要。而光合作用是高温胁迫的主要抑制点,也是作物高温减产的主要原因之一。虽然植物光合作用本身具有一定的热适应性,但其具体机理还不清楚。大量研究表明,高温对光合的抑制主要是通过对Rubisco活化酶(RCA)的多重影响而发生,但是各种机理并没有得到普遍的认可。为了进一步清楚高温对RCA的影响,明确RCA对高温的适应机制以及利用这些机制提高水稻热适应性,本研究从RCA大小同工型不同的蛋白结合能力和不同的RCA结合蛋白的角度,对热胁迫下的RCA适应性进行了研究,主要结果如下：通过RCA大小同工型不同表达水平的超表达株系和RCA干涉株系的光合荧光研究,发现超表达RCAs能够有效地提高光合CO2同化,超表达RCAL却不具有此功能；超表达RCAL仅能够有限的提高光合电子传递,推测是由于RCAL的其他功能,比如后续研究中发现的RCAL更强的蛋白结合能力。利用生物信息学技术对RCA大小同工型的启动子、基因、蛋白一级、二级和三级结构、基因功能预测分析以及蛋白结合位点分析分别进行了细致的分析。结果表明RCA很有可能对包括高温在内的多种胁迫产生响应；尽管大小同工型基因序列只有细微差别,但它们的蛋白结构有着很大的不同,其中RCAL的蛋白结合能力尤为突出。其次,利用mRNA半定量、定量和蛋白定性定量技术,分析了RCA大小同工型对不同非生物胁迫的响应,结果表明两者对不同处理情况下的响应有较大区别。尤其是,RCAL在水稻非生物胁迫的适应中可能发挥着更重要的作用。利用免疫共沉淀、串联质谱和双分子荧光互补实验,明确了高温下RCAL与分子伴侣CPN60β1存在互作。同时超表达CPN60β1的转基因水稻热适应性得到了提高。同时从特异性抗体结合实验,我们发现RCA在常温下能结合在类囊体上,即使它不具有跨膜结构域,并且在高温下结合量显著增加。利用免疫共沉淀和串联质谱技术,获得了多个与RCA结合的类囊体蛋白,我们挑取了最为显著的约为26kD的蛋白进行研究,经过Western验证和双分子荧光互补实验,证实此蛋白是叶绿素a／b结合蛋白,并且其与RCAL的结合更加显著。总之,RCA尤其是其大同工型的蛋白结合能力对于提高水稻乃至其它植物的热适应性具有更重要的作用。