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郝迺斌等（1991）在研究C3和C4植物酶循环途径中提出在小麦和大豆C3作物叶片中，虽然不具有C4植物的Kranz解剖结构，但可能具有一个完整的C4途径循环系统。李卫华等（2001）研究了大豆苗期、开花期、初荚期和鼓粒期等各个发育时期的叶片中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）、NADP-苹果酸脱氢酶（NADP-MDH）、NADP-苹果酸酶（NADP-ME）、丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）等C4途径的主要酶以及1,5-二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPCase）的活性变化。研究结果表明上述4种酶都存在于大豆叶片中，推测大豆中可能具有C4途径。因此，本课题利用转基因方法将C4型PEPC基因转入C3植物大豆中，希望通过C4型PEPC基因的表达提高大豆的光合利用效率，同时通过提高光能利用效率来带动生物学产量和籽粒产量的增加。因此，本研究具有一定的应用前景和意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料和处理
玉米C4型PEPC基因过表达大豆T3代纯合植株由本实验室保藏。选取籽粒饱满的T3代转基因（编号为T3-1、T3-2和T3-5）种子进行盆栽种植，待幼苗长至适宜期移栽到江浦试验基地，进行田间管理，最后收获T3代种子为获得更多T4代转基因纯合株系样品做准备。
将单株收获的T4代转基因（编号为T4-1、T4-2和T4-5）大豆种植于南京农业大学国家大豆改良中心实验室的人工气候培养室，以盆栽的方式编号种植。栽培土壤为灭菌蛭石和营养（体积比1:1）。培养温度为25℃，光照周期为14 h光/10 h黑暗。管理方式为定期浇水和施加改良配方霍格兰（Hoagland）营养液。