新疆是我国最重要的棉花生产基地之一，而干旱、冷害、盐渍等因素一直是限制棉花产量重要因素。光合系统Ⅱ在植物光合作用中发挥着重要的作用，同时在应对环境胁迫中扮演着重要角色。PsbR蛋白是光合系统Ⅱ中的一个小分子蛋白，近年来的研究表明PsbR在光合系统Ⅱ的组装等过程中发挥着重要作用。目的：为了提高棉花的光合作用效率，本实验以棉花（陆地棉）为研究材料对光合系统Ⅱ中的PsbR基因进行克隆，然后进行序列与功能的初步探索，以期为提高棉花光合作用效率奠定理论基础。方法：本研究以拟南芥光合系统Ⅱ PsbR蛋白序列作为探针序列对棉花EST数据库进行同源性检索，然后下载同源性序列并利用CAP3软件拼接，采用PrimerPremier5.0软件对拼接序列设计引物，通过RT-PCR的方法从棉花叶片扩增目的基因序列，然后采用不同的生物学软件对基因序列信息进行分析。采用实时荧光定量的方法对棉花根、茎、叶、花、子房与纤维不同组织中的基因相对表达进行分析；利用酶切的方法构建了植物表达载体PZP35S-GhPsbR并转入野生型拟南芥和烟草中；通过抗生素筛选及PCR方法检测获得的转化植株，并对转基因烟草植株进行了光合与荧光指标的测定。结果：1.通过电子克隆得到一个699bp棉花PsbR基因的序列，经RT-PCR和测序验证后，将其ORF序列提交到Genbank，获得序列登录号为KF944428；预测该基因编码139个氨基酸，蛋白分子量为14.26kDa；2.多序列比对结果显示，棉花PsbR蛋白与牧豆树、马铃薯等具有较高的相似性，与芜菁、菠菜等的相似率较低；在进化关系上，棉花PsbR蛋白与葡萄、蓖麻、杨树等亲缘关系上较近；与黄瓜、芜菁、烟草等进化关系较远；3.实时荧光定量结果表明PsbR基因在棉花不同组织中均表达，但不同组织中表达水平不同，在叶片中表达量最高；4.分别采用4℃、NaCl、ABA和PEG6000四种方式处理后，棉花幼苗叶中的PsbR基因的表达水平都发生了不同程度的下降，随胁迫时间的延长不同胁迫处理下GhPsbR基因的相对表达量呈现出先略微上升随后下降的趋势。5、构建了植物过表达载体PZP35S-GhPsbR，并通过农杆菌转化野生烟草和拟南芥，经抗生素筛选与PCR鉴定，共获得了12株转基因烟草和4株拟南芥植株，转基因植株在表型上与非转基因植株没有明显差异。光合与荧光指标的测定和研究结果也表明，正常生长条件下在烟草植株中过表达GhPsbR基因对烟草幼苗的光合与荧光指标的影响均不显著。结论：从棉花叶片中克隆得到了GhPsbR基因cDNA序列，定位于类囊体膜上，在进化关系上，棉花GhPsbR基因与葡萄等的关系最近，与黄瓜最远；GhPsbR基因在棉花不同组织中均有表达，其中在茎和叶两组织中相对表达水平最高，在其它非绿色组织中则表达量较低；4℃、NaCl、ABA和PEG6000四种不同的胁迫处理实验结果表明，PsbR基因的表达可以响应不同的逆境胁迫；通过棉花GhPsbR基因在烟草中过表达实验，转基因烟草幼苗的表型没有明显变化，在光合与荧光指标上也没有显著的变化。