玉米是重要的粮、油、饲兼用作物。在世界粮食作物中其种植面积和总产量仅次子水稻和小麦，处于第三位，而单位面积产量位于所有作物之首。近年来，国内玉米总产量已经超过小麦，成为我国第二大粮食作物。干旱是影响玉米产量最主要非生物胁迫因素之一，研究玉米抗旱生理机制及抗旱性鉴定指标体系，对于提高水分利用率，节省水资源，减少干旱危害，实现可持续发展，具有重要的现实意义。　　 本研究在正常供水和水分胁迫两种条件下选用抗旱性不同的6个自交系对玉米苗期的生理生化性状进行了系统研究和分析，初步建立了玉米苗期抗旱性鉴定指标，深入研究了脯氨酸代谢途径中关键酶基因的表达变化规律，充分论证了干旱胁迫下玉米生理生化指标与品种抗旱性的关系，进一步揭示了玉米苗期抗旱性的机制，为抗旱育种早期选择材料奠定了一定基础。主要结果如下：　　 1．根据各生理生化指标的变化规律发现，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、丙二醛（maiondiaidehyde，MDA）、相对电导率、脱落酸（abscisic acid，ABA）、可溶性糖（soluble sugar，SS）、脯氨酸（proline，Pro）、可溶性蛋白等这些指标都随着干旱胁迫的延长而增加（相对值大于1），但增加的幅度不同；而叶片保水力、叶绿素、饱和渗透压和叶片相对含水量（relative water content，RWC）则随干旱胁迫的加重逐渐减少。方差分析结果表明，叶片保水力、相对电导率、可溶性糖、脯氨酸、饱和渗透压和叶片RWC的变化与材料的抗旱性有关。在严重干旱胁迫下，抗旱性强的材料叶片保水力、可溶性糖、脯氨酸、饱和渗透压和叶片RWC高，其相对电导率小；水分敏感型材料这6个指标的测定结果则相反。　　 2．通过各生理生化指标的相对值与反复干旱幼苗存活率的相关分析，其结果表明，在水分胁迫第9天的时候，饱和渗透压与反复干旱幼苗存活率呈显著正相关（r=0.8928）；在水分胁迫第11天的时候，反复干旱幼苗存活率与叶片保水力、叶片RWC达到极显著和显著正相关（r=0.9456、0.8793）；到水分胁迫13天的时候，反复干旱幼苗存活率与相对电导率达到显著负相关（r=-0.8929），与饱和渗透压、叶片RWC达到显著正相关（r=0.9249、0.8891）。因此，这4个指标可以在上述3个胁迫时间点内作为玉米苗期抗旱性鉴定的生理生化指标。　　 3．通过主成分分析，得出叶片RWC、饱和渗透压、相对电导率和叶片保水力是抗旱性鉴定的一级综合指标；脯氨酸和可溶性糖可以作为二级抗旱鉴定综合指标。　　 4．根据相关分析结果，建立线性回归方程，为：Y=29.41-14.76x1+1.29x2+43.80x3-4.22x4。Y为反复干旱存活率，X1、X2、X3、X4分别代表叶片保水力、相对电导率、饱和渗透压和叶片RWC4个指标的相对值。其中X2和X4的系数没有达到显著水平，所以优化方程为：Y=29.41-14.76x1+43.80x3。并用此方程对严重水分胁迫下各自交系材料的幼苗存活率进行预测，结果与实测值达到显著水平（r=0.9427，P<0.05）。　　 5．通过对脯氨酸代谢途径中的P5CS、P5CR和PDH基因进行荧光定量PCR分析，发现在干旱胁迫过程中，抗旱性强的基因型其合成酶基因相对表达量较高，降解酶基因相对表达量最低；相反，合成酶基因表达量最低、降解酶基因相对表达量最高的是水分敏感型的材料。　　 6．通过脯氨酸含量与其代谢途径中关键基因的相关分析，表明脯氨酸含量的累积与合成酶基因表达量呈现正相关，与降解酶基因表达量呈现负相关。而且，耐受型材料与其合成酶基因表达量相关系数大，与降解酶基因表达量相关系数小；与之相反，则是水分敏感型材料。