乙醇酸氧化酶(简称GLO)是光呼吸代谢的关键酶。光呼吸在植物适应生物和非生物逆境胁迫中起着重要的作用。生物信息学分析表明：水稻基因组中共有五个GLO的相似序列，分别位于三号，四号，七号染色体上，八号染色体也有一个推测为编码GLO的片段，但是它的起始密码子还没有被识别。GLO的分子生物学研究还十分薄弱，GLO是由这五个基因一起编码还是由其中一个基因编码，其它的几个起辅助作用以及这几个基因之间的关系目前还不清楚，需要深入研究。本研究用RNAi以及超表达技术对GLO—1基因和GLO—4基因进行干涉和超表达，以期揭示GLO—1基因和GLO—4基因的功能。获得的主要结果如下： 1.超表达GLO—4、特异干涉GLO—1和GLO—4载体的构建及遗传转化 从水稻叶片中提取总RNA，依据GLO—1、GLO—4的基因序列设计特异引物，通过RT-PCR从水稻叶片的cDNA中扩增得到GLO—1、GLO—4特异干涉片段和超表达片段。将GLO—1、GLO—4特异干涉片段分别插入组成型pYLRNAi表达载体中，构建组成型干涉载体；同时，将GLO—4超表达片段插入组成型pOx超表达载体中，构建组成型超表达载体。转化水稻愈伤组织后经潮霉素筛选和PCR检测以及Southern杂交鉴定，确定目的片断已经整合到了水稻基因组中。 2.转基因植株后代的筛选与鉴定 本实验通过测定GLO的活性、半定量RT-PCR、Western blot分别从酶活水平、RNA水平和蛋白水平鉴定转基因植株。由此筛选出了干涉效果和超表达效果都理想的转基因植株。其中，干涉GLO—1基因的是编号为i—1-2-11和i—1—6—10的株系，干涉GLO—4基因是编号为i-4-2和i-4-15—2的株系，超表达GLO—4基因的是编号为O—57—1和O—5—2的株系。 3.GLO—1和GLO—4的功能分析 (1)生长表型性状：当GLO—1被干涉时，植株水培一个月左右后出现了典型的光呼吸表型：转基因植株的生长受到强烈的抑制，植株矮小，叶片发黄。依据前人的研究结果，我们认为出现此种表型的原因是由于乙醇酸的积累而反馈抑制光合速率而引起的。但GLO—4干涉植株没有出现明显的表型。 (2)在GLO活性及各基因成员表达调控中的作用：GLO活性测定、半定量RT-PCR、Western blot的结果显示：当干涉GLO—1和GLO—4时，GLO在酶的活性、转录水平和翻译水平都有大幅度的下降，当超表达GLO—4时，GLO在酶的活性、转录水平和翻译水平也大幅度的提高，表明GLO—1和GLO—4是GLO基因家族的关键成员。