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我国水资源短缺且分布不均，旱地农业超过耕地面积的50％，因此，培育抗旱高产作物，特别是通过转基因技术提高作物的抗旱能力是发展节水型农业最有效的途径。而如何选择合适的目标基因就成为一个重要的待解决问题。
青藏高原是世界大麦初生起源中心，这里气候恶劣、年均降雨量少，蕴藏了十分丰富的与抗旱相关的种质资源材料，从这些特殊的资源材料中筛选抗旱品种和克隆抗旱基因，不仅对培育抗旱、优质、高产大麦新品种具有重要理论意义和经济价值，而且对整个作物抗旱基础和育种应用研究都具重大促进作用。
为了筛选青稞(裸大麦，Hordeum vulgate ssp.vulgate)抗旱性材料，本研究选用两个抗旱能力已知且差异较大的品种：冬青8号（抗旱品种）和喜马拉10号（干旱敏感品种）为材料，对它们的离体叶片失水率(water loss rate，WLR)，相对含水量(relative water content，Rwc)，干旱胁迫存活率和在PEG6000模拟干旱胁迫下的生长情况进行测定，比较各个指标的差异，试图初步建立一个以鉴别耐脱水能力为主的，用于区分不同青稞材料间抗旱能力差异的简便可行的方法。本实验使用病毒诱导的基因沉默技术(virus induced gene silencing，VIGS)对目前一些研究热点的抗旱基因对青稞抗旱能力的贡献进行了分析和比较。主要研究结果如下：
1．抗旱青稞材料冬青8号离体叶片失水率显著低于干旱敏感材料喜马拉10号，盆栽干旱胁迫实验存活率和PEG6000模拟干旱胁迫也显示冬青8号耐旱能力强于喜马拉10号，从而初步证实离体叶片失水率能够作为区分不同青稞材料间抗旱能力差异的初步检测指标。动态失水率分析进一步发现干旱处理4小时到8小时的失水率在品种间存在显著差异，同时在品种内部的标准误差也较小。利用6小时失水率和干旱胁迫存活率对48份青稞材料进行比较，从中筛选出具有较强抗旱能力的青稞材料两份。
2．为了探讨青稞LEA蛋白基因与植物抗旱性的关系，本研究利用同源克隆法分别克隆了HVA1基因和Dhn6基因的保守区片段，并将其连接到病毒载体上，构建成VIGS沉默载体BSMV:HVA1和BSMV:Dhn6。病毒接种青稞幼苗后，通过荧光定量RCR对目的基因的表达情况进行分析，结果表明接种植株中目的基因的表达量显著低于对照。与对照植株相比较，HVA1沉默植株离体叶片失水率显著升高，干旱胁迫下的存活率显著下降，同时发现接种BSMV:HVA1后的植株群体中，超过70%表现为植株营养生长严重延迟，植株矮小，分蘖增加。LEA蛋白另一个家族的成员Dhn6基因沉默后，也表现出干旱胁迫存活率的显著下降，但对离体叶片失水率并未造成显著影响。
3．为了探讨脯氨酸合成关键基因P5CS与青稞抗旱性的关系，本研究构建了P5CS基因的BSMV沉默载体。通过水合茚三酮法测定离体叶片游离脯氨酸的含量，结果表明，干旱处理前期的游离脯氨酸含量差异不大；干旱处理后期，GFP和WT对照组的游离脯氨酸含量明显增高，而P5CS基因沉默植株的游离脯氨酸含量上升则相对较慢。通过荧光定量PCR对相应植株P5CS基因的表达情况进行分析，发现该基因表达水平的降低与游离脯氨酸相对较慢的积累直接相关，但通过对PSCS基因沉默植株，GFP和WT对照进行干旱胁迫却发现P5CS基因沉默植株的死亡率与对照相比并无显著差异。
4．采用转接PDS沉默植株上已经发病的叶片磨碎后的汁液(sap)于新的青稞之后，能够在新接种的植株中观察到明显的沉默表型（叶片的光漂白现象），荧光定量PCR的结果也证实转接植株中PDS的表达量显著低于对照。从而使简化病毒生产程序，降低接种成本成为可能。
综上，本研究结果认为：(1)离体叶片失水率可做为植物耐脱水性的快速检测指标；(2) LEA蛋白基因HVA1和Dhn6的沉默会显著降低青稞的抗旱能力，但二者对失水率的影响不同；(3) HVA1基因的沉默很可能影响青稞幼苗的早期营养生长；(4)P5CS基因的沉默直接影响游离脯氨酸的积累，但可能并未影响青稞植株的耐早能力；(5)叶片sap转接法能够在新植株继续沉默目的基因，从而能够用于简洁快速的扩大沉默植株的群体。