干旱是影响玉米(Zea mays L.)产量的主要因素之一。筛选一批抗旱性较强的玉米品种并深入研究其抗旱机理,对玉米抗旱栽培和育种具有重要的意义。本研究以30个西南地区大面积推广的玉米杂交种为材料,使用模糊隶属函数法评价了抗旱品种；以抗旱性有显著差异的2个杂交种和2个自交系为材料,通过传统生理指标测定、数字基因表达谱(DGE)、蛋白定量(iTRAQ)等方法,对其抗旱的生理和分子机制进行了深入研究。主要结果如下：1.使用综合抗旱指数,筛选出8个抗旱性强的玉米杂交种。2.引入干旱变异指数,评价出叶面积、根冠比、根系性状(根系体积、根分支数、根长)、相对电导率、离体叶片失水速率、脯氨酸、叶绿素和叶绿素荧光参数(最大光化学效率、实际光化学效率、原初光能捕获效率、光化学淬灭系数)对干旱胁迫较为敏感,可作为玉米苗期抗旱性的评价指标。3.不同干旱胁迫强度下,抗性品种的苗高、叶面积呈下降趋势,但下降幅度小于敏感品种；根冠比总体呈上升趋势,上升幅度高于敏感品种。在轻、中度胁迫后,抗性品种的干物质积累量无明显改变,重度胁迫后降低：敏感品种在遭受到胁迫后,干物质重呈现明显下降趋势。4.不同干旱胁迫强度下,玉米品种的叶绿素、最大光化学效率、原初光能捕获效率、实际光化学效率、净光合速率、蒸腾速率呈下降趋势,非光化学淬灭系数呈上升趋势。抗性品种,各性状改变的幅度较之敏感品种为小。5.不同干旱胁迫强度下,抗性品种的细胞膜稳定性呈下降趋势,下降幅度小于敏感品种；脯氨酸和SOD含量呈上升趋势,上升幅度高于敏感品种；离体叶片失水速率呈上升趋势,上升幅度低于敏感品种。6.DGE测序得到4百万条以上clean tag,拷贝大于100的Tag数量最多,拷贝数在5之下的Tag的种类最多。7.分析天然反义转录产物发现,玉米自交系中约有50%左右的基因具有sense-antisense调控方式。干旱胁迫降低了2个玉米自交系具有反义转录产物的基因数目,且在相同胁迫强度下,抗性品种下降的幅度远大于敏感品种。8.采用DGE方法,筛选出不同干旱胁迫强度下,2自交系的差异基因。使用维恩图进行比较,对品种间差异基因集进行功能和代谢通路分析。结果表明,在短期干旱胁迫下,抗性品种较之敏感品种,差异基因的分子功能在抗氧化活性上存在差异富集,生物学过程也出现了刺激响应的差异富集。且抗性品种在长期胁迫中具有持续清除自由基的能力。9.使用维恩图进行比较,首次对2个不同抗旱性玉米自交系在遭受干旱胁迫1-24h期间抗旱相关和生育相关基因进行了区分。对仅与抗旱相关的基因进行分析发现,抗性品种适应干旱逆境的分子机制之一是次生代谢产物的及时和大量合成。10.采用iTRAQ方法,测序得到2466个蛋白质。鉴定出6个在干旱胁迫下,信号转导途径中差异表达的蛋白：分析表明,玉米干旱胁迫反应与细胞分裂素信号传导路径部分重叠,干旱逆境下植物激素相关基因的不同表达模式,可能是造成不同基因型玉米间抗旱性差异的原因之一。11.将mRNA和蛋白关联分析,得到1300个左右、在两种水平上均有表达的基因。综上所述,本研究筛选出一批抗旱性强的玉米品种推广应用于生产,并在生理和分子水平对玉米抗旱机理进行了探讨,为建立玉米抗旱性鉴定体系提供了理论依据。