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玉米是世界主要农作物之一。全球水资源短缺，干旱已成为玉米生产发展的主要限制因素。发现新的抗旱功能基因，培育抗旱玉米新材料，对于玉米的抗旱遗传育种具有重要的理论和现实意义。蛋白激酶在植物的抗旱过程中起到了非常重要的作用。
本研究以京178和京501自交系玉米为材料，利用花粉管通道法、基因枪法构建受干旱胁迫诱导的蛋白激酶基因ZmPti1、ZmPti1-1、ZmCIPK2的过表达或RNAi株系，进一步分析了这些转基因系的抗旱功能。主要结果如下:
为了分析ZmPti1的抗旱功能，构建了植物表达载体pBPC-ZmPti1-bar，利用花粉管通道法转化玉米，对转ZmPti1基因玉米植株的不同抗旱指标进行了分析。结果表明，与对照相比，转基因株系的抗旱能力得到了明显的提高。干旱胁迫下，与对照相比，转ZmPti基因植株具有较少的卷叶，植株高度和干重分别比对照高6.2％和12.6％。转基因植株的穗粒数和千粒重分别比对照高21.9％和8.7％。在干旱胁迫下，转基因植株的相对电导率和MDA含量分别比对照低14.8％和18.1％，而相对含水量、可溶性糖和脯氨酸含量则分别比对照高7.3％、2.5％和22.7％。
为了分析ZmPti1-1的抗旱功能，构建了植物表达载体35 S-ZmPti1-1-DHA-NOS-pGreen0029，利用浸花法转化拟南芥，对转ZmPti1-1基因拟南芥植株的不同抗旱指标进行了分析。结果表明，与对照相比，转基因株系的抗旱水平得到了明显的提高。与对照植株相比，在干旱胁迫下，3个转基因株系的存活率分别为70％，76％和87％，显著高于野生型29％的存活率。干旱胁迫下，与对照相比，转ZmPti1-1基因拟南芥植株具有较少的枯萎叶。转基因植株的种子重比对照高58.7％。在干旱胁迫下，转基因植株的相对电导率和MDA含量分别比对照低13.7％和17.7％，而相对含水量、可溶性糖和脯氨酸含量则分别比对照高7.1％、3.6％和22.5％。
为了进一步分析ZmP ti1-1对玉米抗旱性的影响，构建了植物表达载体pGreen0229-ZmPti1-1，利用基因枪法转化玉米，对转ZmPti1-1基因玉米植株的不同抗旱指标进行了分析。结果表明，与对照相比，转基因株系的抗旱能力得到了明显的提高。干旱胁迫下，与对照相比，转ZmPti1-1基因植株具有较少的卷叶，植株高度和干重分别比对照高8.2％和14.4％。转基因植株的穗粒数和千粒重分别比对照高22.2％和8.8％。在干旱胁迫下，转基因植株的相对电导率和MDA含量分别比对照低20.4％和24.1％，而相对含水量、可溶性糖和脯氨酸含量则分别比对照高9.4％、9.0％和24.1％。
CIPK是参与渗透胁迫、盐、低温、脱落酸(abscisic acid，ABA)和糖等信号转导途径的、植物所特有的一类蛋白激酶。ZmCIPK2（GenBank接受号为EF158033）是一个新的玉米CIPK激酶基因。组成型表达ZmCIPK2基因的拟南芥种子发芽和发芽后幼苗的早期生长对干旱胁迫超敏感。为了分析ZmCIPK2的抗旱功能，构建了RNAi表达载体pGreen0229-ZmCIPK2 Sense-GFP-ZmCIPK2 Antisense，利用花粉管通道法转化玉米，ZmCIPK2基因在RNAi玉米中的表达水平下降直至完全沉默。结果表明，与对照相比，RNAi株系的抗旱性得到了明显的提高。干旱胁迫下，与对照相比，ZmCIPK2基因RNAi植株具有较少的卷叶。在干旱胁迫下，ZmCIPK2 RNAi株系的相对电导率和MDA含量分别比对照低16.1％和17.5％，而相对含水量、可溶性糖和脯氨酸含量则分别比对照高8.2％、8.8％和24.2％。