1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco，EC4.1.1.39)是催化光合CO2同化过程第一步的关键调节酶。然而，Rubisco需要经过Rubisco活化酶(RCA)的活化作用才能激活和维持其活性。虽然目前已有关于RCA催化特性、蛋白结构及生理生化等方面的研究报道，但是作为参与植物光合碳同化过程中非常重要的一种酶，对其功能的研究仍有待进一步深入。本研究采用RNAi技术获得了RCA受到不同程度抑制的转基因烟草植株，对它们的光合作用、PSⅡ功能、叶绿体结构、光保护机制以及蛋白质表达谱的变化等方面进行了研究，主要研究结果如下：　　 1.利用RNAi技术获得了RCA含量大约为野生型50％(i7)、25％(i28)和5％(i46)的转基因烟草株系。RT-PCR的测定结果表明，各转基因株系RCA基因的mRNA转录均有不同的抑制。与野生型烟草相比，i7转基因烟草并没有出现形态上的差别，但是i28和i46转基因烟草则表现出了不同程度的叶片黄化和生长降低的表型特征，这说明只有当RCA降低到25％以下时，对烟草表型的影响才开始显现。　　 2.对野生型和转基因烟草CO2同化速率的测定表明，i7转基因烟草并没有受到太多影响，而i28和i46转基因烟草则表现出了显著的降低。通过对叶绿体超微结构的观察，发现i28和i46转基因烟草出现了叶绿体发育不良的情况。　　 3.i28和i46转基因烟草PSⅡ的电子传递活性出现了较为显著的降低现象，但是对光系统Ⅰ(PSⅠ)的电子传递活性却并没有太大影响，说明这一过程的主要影响位点为PSⅡ。闪光诱导叶绿素荧光动力学和热致发光等研究进一步发现在i28和i46转基因烟草中，PSⅡ的供体侧和受体侧电子传递均受到了不同程度的抑制。　　 4.对野生型和转基因烟草抗氧化酶和抗氧化物的研究发现，i28和i46转基因烟草中，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸过氧化酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)等酶的活性均有所增加，这也表明了植物机体内活性氧含量的积累以及活性氧清除系统已被调动。另外，在i28和i46转基因烟草中叶黄素循环代谢显著增强。　　 5.对叶绿体类囊体膜蛋白的免疫杂交结果显示，PSⅡ相关蛋白，尤其是PsbO蛋白含量在i28和i46转基因烟草中有了较大的变化，这也表明了RCA的减少对PSⅡ的影响。进一步对各株系叶片可溶性蛋白双向电泳的分析表明，放氧复合体多种组分蛋白在这两个RCA蛋白抑制相对严重的烟草株系中均有不同程度的减少。这些结果表明，随着RCA蛋白的减少，PSⅡ中的放氧复合体可能受到更大影响，推断可能存在一种基于放氧复合体的保护机制，并且推测活性氧可能起到了激发这一保护过程的作用。　　 以上结果表明，当RCA含量降低到野生型25％以下时，烟草生长减慢，碳同化能力显著降低，PSⅡ功能受到抑制，并造成了叶绿体发育不良，同时抗氧化和叶黄素循环代谢显著增强。根据对上述结果的分析，我们提出了一个植物基于放氧复合体功能丧失的保护模型。