玉米(ZeamaysL)是世界上重要的粮食作物之一,它的生长发育极易受干旱、高盐、低温等多种非生物胁迫因子的干扰,所以研究玉米对非生物胁迫的耐受机制对于玉米抗性遗传改良具有重要意义。近年来,已经报道了多个物种脱落酸-胁迫-成熟响应蛋白(Abscisic acid-,stress-,and ripening-induced proteins,ASR)蛋白参与干旱胁迫。然而,在玉米中ASR基因的功能还未见报道。本研究中我们使用PCR的方法克隆了ZmASR3基因并且分析了它的分子特征。我们还利用亚细胞定位、荧光定量PCR以及转基因手段等一系列研究方法明确了该基因在玉米抗旱过程中的功能,并对其响应干旱胁迫的机制做了初步分析。具体结果如下:1、序列分析发现ZmASR3基因全长为1020bp,编码339个氨基酸,等电点9.23。氨基酸比对发现ASR家族蛋白有高度保守的结构域,在它的N端有锌结合域,C端有ABA/WDS保守结构域和一个核定位信号。2、组织表达模式分析显示ZmASR3基因在玉米各组织中均有表达,在根和叶中表达量最高。3、亚细胞定位结果显示,ZmASR3蛋白定位于细胞核中。4、干旱处理研究发现ZmASR3转基因植株与野生型植株相比:MDA含量显著降低、相对含水量以及脯氨酸的含量明显升高;ZmASR3可以提高植物的耐旱性。5、在干旱处理后ZmASR3转基因植株叶片的气孔关闭程度明显提高;同时在干旱条件下ZmASR3转基因植株体内ROS的含量明显减少,而体内SOD和CAT酶的活性相比野生型明显增强。另外,转基因植株中ROS与干旱相关标志基因的表达量在干旱条件下也明显上升。这些结果都说明,ZmASR3可以显著提高植物的耐旱性。6、干旱处理后ZmASR3转基因植株体内ABA含量明显升高,在甘露醇和ABA抑制剂处理条件下,ZmASR3转基因拟南芥植株相比野生型植株有较高的子叶出绿率,并且转基因植株的主根长度也明显增长。荧光定量进一步分析了依赖ABA信号通路(NCED3 and SnRK2.6)和不依赖ABA信号通路(COR15and DREB2A)相关基因的表达量,结果显示ZmASR3与依赖ABA信号通路基因在不同处理条件下(干旱、ABA抑制剂Tu)有相似的表达模式。这些结果说明ZmASR3基因可能依赖ABA信号通路来增强植株的抗旱性。