玉米是世界上重要的粮食作物之一,干旱是影响玉米等谷类作物生长和产量的主要非生物胁迫。许多基因和途径紧密地调节植物的生长、发育和对包括干旱在内的环境压力的反应。尽管近年来在玉米抗旱性研究方面取得了一定的进展,但调控玉米大喇叭口期抗旱性的关键蛋白和基因以及途径等方面的研究仍处于空白状态。本研究的目的在于提高对植物抗旱反应的认识,达到增强作物抗旱性的育种工作需要。研究玉米大喇叭口期的抗旱机制,并寻找与抗旱相关基因及代谢通路,对玉米抗旱育种具有重要意义。本研究以两个抗旱性不同的玉米品种(耐旱农单476和干旱敏感众信978)为材料在小喇叭口期开始,每隔一天进行土壤水分测定,监测处理组田间土壤含水量到达5%-10%,进行共为期12天的水分胁迫到大喇叭口期(V12),干旱处理期间测定光合速率指标及其相关生理生化指标的变化,结合转录组测序的分析结果探讨玉米在大喇叭口期的抗旱机制,运用实时荧光定量技术验证转录组测序结果准确性,以蛋白组结果分析辅助佐证转录组结果,筛选出与玉米大喇叭口期抗旱相关的关键基因并进行克隆,主要研究结果如下:(1)通过4个玉米材料(两个品种,两种处理)转录组测序分析,从10个样本中获得81.03 GB的Clean Data,总共得到54127万个reads,平均每个样本有4651万个clean reads。分别将10个样本的clean reads 比对到玉米参考基因组B73上。Q30碱基百分率均在96.0%以上,比对率从89.62%到92.91%不等。(2)通过对RNA-seq数据的分析,共鉴定出5805个DEGs,其中21个特异表达于耐旱品种农单476中。其中,参与次生代谢物生物合成、脯氨酸生物合成、转录因子调节、解毒和应激防御的基因在农单476中均有高表达。经qRT-PCR分析,分布在四个不同关键区域的20个基因的实时定量结果与RNA-seq数据中的表达模式一致。(3)生理生化分析结果证实了 RNA-seq数据,农单476比敏感品种众信978在干旱条件下表现出更好的细胞保水能力、更高的可溶性蛋白含量和过氧化物酶活性,以及较低的脂质过氧化程度。(4)通过蛋白组比较分析,从4个实验比较中共鉴定出873个差异丰度蛋白(DAPs)。其中农单476中有49个DAPs,众信978有64个DAPs。农单476的DAPs在内质网蛋白加工和次级代谢生物合成途径中显著富集。抗旱品种农单476在转录和蛋白水平上均表现出了更强的耐旱性。(5)筛选到11个关键DEGs作为候选基因,克隆了农单476应答干旱胁迫的关键基因DNAJ6分子伴侣蛋白,为后续功能验证奠定了基础。本研究利用生理生化和转录组学及蛋白组学分析了玉米大喇叭口期不同抗旱品种的生理生化特征及差异表达基因,挖掘到了一些抗旱相关基因,为玉米抗旱遗传改良分子育种奠定了理论基础。