玉米是重要的粮食作物。干旱严重影响玉米生产。玉米耐旱性遗传复杂,常规育种对其改良进展不大。转基因技术是改良玉米耐旱性的有效手段,异源表达大肠杆菌和枯草芽孢杆菌冷激蛋白（Cold shock protein,Csp）基因的转基因耐旱玉米已通过耐旱性表型鉴定和安全性评价,而被美国食品与药品管理局批准商业化生产。在前期研究中,课题组从嗜盐芽孢杆菌（Halobacillus halophiles）克隆其Csp基因Hh Csp,并转化拟南芥验证其对干旱胁迫的耐受性。本研究构建了Hh Csp基因单子叶植物表达载体,经酶切和测序验证正确后,农杆菌介导法转化玉米自交系Zh-1胚性愈伤组织。再生植株经除草剂抗性筛选、PCR鉴定和套袋自交,筛选繁育获得纯合的转基因株系,并通过盆栽试验鉴定其耐旱性。同时,综合运用基因组重测序、Southern印迹、q PCR、Western Blot,鉴定外源基因的整合及表达情况,为玉米的耐旱性改良提供良好的种质资源。主要结果如下:（1）构建了单子叶植物表达载体p ZZ00026-Ubi-Hh Csp-T-nos,酶切和测序表明,载体构建正确。农杆菌介导法转化玉米自交系Zh-1愈伤组织,经抗性培养基筛选、分化再生和PCR检测,获得35个T0代植株。（2）经Basta筛选、特异PCR检测和套袋自交,从35个T0代植株筛选繁育出13个纯合的T3株系。（3）对13个纯合的T3株系进行盆栽试验,鉴定其耐旱性。经三次盆栽试验,根据干旱胁迫和复水后的植株表型以及干旱胁迫下的叶片相对含水量、叶片渗出液电导率、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量和根系发育等众多指标的鉴定,筛选到P1、P11、P18和P19共4个耐旱性较好的株系。（4）Southern杂交检测结果,T3代株系P1、P11、P18和P19分别显现1、2、5和1个特异条带。然而,基因组DNA重测序分析结果却显示,株系P1、P11、P18和P19分别在第6、5、8和2号染色体有1个T-DNA整合位点,再根据整合位点序列设计特异引物,PCR扩增出了株系P1、P18和P19整合位点的侧翼序列,并与玉米基因组序列比对确认了这3个整合位点。关于Southern杂交与基因组DNA重测序分析鉴定的T-DNA整合拷贝数和位点不一致的情况,一方面因为Southern杂交时有假阴性发生,另一方面我们所用的Illumina测序平台测序长度只有150 bp,而且10×测序深度也不够所致。如果田间耐旱性鉴定进一步确认了上述转基因株系的耐旱性,还需用更大的测序深度进行重测序,分析验证T-DNA整合位点。（5）qPCR和Western印迹检测结果表明,转化的外源基因Hh Csp在4个T3代株系P1、P11、P18和P19中均有异源表达,但表达水平不尽相同（图28和29）。除与T-DNA整合拷贝数有关外,可能还与T-DNA断裂重组状况、整合位点玉米基因组染色质结构等众多因素有关[1-2],尚需进一步研究。