叶绿体转化技术以同源重组为契机，可以实现植物叶绿体基因组的特异性编辑。同时，叶绿体基因组拷贝数高、基因组结构和表达调控具有原核生物的特性，能够以操纵子的形式调控多基因的表达。更为重要的是，大多数被子植物的叶绿体遗传方式为母系遗传。因此，叶绿体转化可以有效的克服核转化中的花粉漂移、基因沉默、位置效应、多基因转化难等诸多弊端，已经成为了植物遗传育种中的一个重要策略。尽管叶绿体转化技术在双子叶植物中发展比较成熟，但是关于单子叶植物叶绿体转化的报道较少，其中缺乏有效的筛选系统是阻碍单子叶植物叶绿体转化发展的重要因素之一。因此，找到可以在单子叶植物中广泛使用的筛选标记基因对建立和优化单子叶植物叶绿体转化体系是至关重要的。　　本研究对编码D-丝氨酸(D-Ser)解氨酶的dsdA基因作为筛选标记基因在烟草叶绿体转化系统和水稻核转化系统中的可行性应用展开了深入探讨，为单子叶植物水稻的叶绿体转化筛选系统提供了一个新型的有效候选基因。主要结果如下:　　1、构建了叶绿体特异转化载体pZF75-dsdA，通过基因枪转化获得了烟草叶绿体转化植株。分子生物学分析表明dsdA基因已定点整合到了烟草叶绿体基因组中且达到同质化，表达量高。转基因植株和野生型植株的正反交遗传试验证明dsdA基因的遗传遵循母系遗传规律。　　2、用三种方法分别对烟草叶绿体转化植株进行了D-Ser的抗性测试，结果表明与野生型烟草相比，烟草转化植株对D-Ser的抗性显著增强，用于种子发芽、愈伤及植株的有效的D-Ser筛选浓度分别为:10mM、30 mM和75 mM。揭示出dsdA基因可以作为烟草叶绿体转化的筛选标记基因。　　3、通过分子鉴定筛选获得了dsdA高表达转基因纯合水稻植株。对dsdA高表达转化植株进行D-Ser的抗性测试，表明转基因愈伤在75 mM D-Ser的筛选培养基上能继续分裂产生新的愈伤，而野生型愈伤则停止生长并逐渐褐化死亡。说明dsdA基因可以潜在的作为水稻核转化的筛选标记基因。　　4、对转基因水稻的叶绿素含量，株高，根长等性状进行考察和统计，发现转基因材料与野生型相比无明显差异，说明dsdA基因在水稻中表达未对水稻的生长发育造成负面影响。　　5、对五种常用水稻品种进行了D-Ser敏感性测试，发现以上五种水稻种子的萌发在10 mM D-Ser培养基上均受到了强烈抑制，在15 mM D-Ser培养基上的萌发被完全抑制;该实验说明了D-Ser作为非抗生素类筛选剂，能够广泛应用于不同的水稻品种中。　　愈伤组织中的前质体与绿色组织中的叶绿体处于质体发育分化的不同阶段，实验室前期结果表明其中基因的表达调控模式与机制并不相同，而愈伤分化发育问题是限制单子叶植物水稻的叶绿体转化技术发展的另一个重要因素。转录因子OsGLK1与叶绿体发育相关，异位超表达OsGLK1能够促进叶绿体在水稻非绿色组织细胞中的发育。为了深入研究转录因子OsGLK1基因在调控水稻叶绿体发育过程中的分子和生化机制，本研究构建、获得并鉴定了一系列重要研究载体和转基因材料，为后期的叶绿体在水稻非绿色组织愈伤中的发育调控的研究，以及单子叶植物叶绿体转化体系的建立奠定了基础。结果概述如下:　　1、构建了原核表达载体，IPTG诱导表明GLK1目标片段能够在大肠杆菌中高效表达，有利于进一步完成蛋白纯化和抗体制备。　　2、完成GLK1-GFP融合载体的构建与转化，并从58株阳性转化植株中鉴定获得了纯合单拷贝家系，可用于下一步的染色体免疫沉淀分析(CHIP)。　　3、对OsGLK1超表达植株和干涉植株的农艺性状进行了考察，发现转基因株系的农艺性状与野生型相比没有统计学上的明显差异，表明超表达OsGLK1和单独干涉OsGLK1的表达并不会影响植物的生长发育。