玉米是一年生禾本科的草本植物,是重要的粮食作物和饲料来源。随着我国经济不断发展,人口数量逐年递增,玉米深加工业的快速发展,国内市场对玉米的需求量越来越大。因此,创制高产优质的玉米新种质,培育玉米新品种具有重要意义。在玉米中,发现了两个磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）基因,分别为ZmPCK1和ZmPCK2,ZmPCK2基因表达部位主要在胚乳和发育的胚中,该基因可能影响玉米产量和玉米籽粒品质,因此,本研究通过农杆菌介导法,将三种植物表达载体pCRISPR/Cas9-ZmPCK2、pCAMBIA3301-35S-ZmPCK2-Nos-GFP、pCAMBIA3301-35S-ZmPCK2-Nos-RNAi转入到玉米中,以H99玉米愈伤组织为受体材料,进行遗传转化实验。通过对转基因植株的分子检测、农艺性状调查和转基因种子的品质性状检测,进一步验证ZmPCK2基因的功能,为玉米品质性状改良奠定基础。得到的实验成果如下:1.采用玉米幼胚为受体材料,利用农杆菌介导植物表达载体pCAMBIA1300-35S-GUS-Nos侵染玉米幼胚,以GUS基因瞬时表达率为指标,通过单因素试验及四因素三水平正交试验研究了基因型、幼胚大小、侵染菌液浓度及侵染时间对幼胚遗传转化率的影响。结果表明:各因素对幼胚遗传转化率影响的大小依次为基因型>幼胚大小>侵染菌液浓度>侵染时间;最佳侵染组合为侵染菌液OD ₆₀₀=0.6、基因型为H99、幼胚为1.1².0 mm、侵染时间为30 min,GUS基因对幼胚的瞬时表达率可达（34.44±1.11）%。2.采用农杆菌介导法将三种植物表达载体pCRISPR/Cas9-ZmPCK2、pCAMBIA3301-35S-ZmPCK2-Nos-GFP、pCAMBIA3301-35S-ZmPCK2-Nos-RNAi转入到H99玉米自交系中,经过组织培养,抗性筛选及PCR检测,成功得到T₀代CRISPR/Cas9载体、过表达载体和干扰载体的转基因植株分别为5、5、4株。3.将T₀代转基因植株种植并自交授粉,结实后得到T₀代转基因种子并种植。以此方法得到T₃代转基因植株,并进行抗性筛选及PCR检测,得到T₃代CRISPR/Cas9载体,过表达载体和干扰载体的转基因植株分别为6、5、4株。4.对T₂、T₃代经PCR检测为阳性的转基因植株的ZmPCK2基因进行Southern杂交检测,进一步研究目的基因的整合情况。经检测,T₂代CRISPR/Cas9载体转基因植株有6株,过表达载体有3株,干扰载体4株;T₃代CRISPR/Cas9载体转基因植株有5株,过表达载体有3株,干扰载体4株;均得到明显的杂交信号,且都以单拷贝形式出现,条带大小均不相同。5.对T₃代经Southern杂交检测为阳性的转基因植株进行实时荧光定量PCR检测,结果显示CRISPR/Cas9载体和干扰载体转基因植株中ZmPCK2基因相对表达量低于对照组,而过表达载体高于对照组,且各组织部位ZmPCK2基因相对表达量不同,依次为种子>叶尖>颈端分生组织>根尖。6.对T₃代转基因种子进行SDS-PAGE检测,结果显示T₃代CRISPR/Cas9载体转基因种子在60.59kD处有明显条带,过表达载体和RNA干扰载体转基因种子在20.24kD处有明显条带,证明标记基因在玉米中表达出相应的蛋白。7.对T₃代CRISPR载体转基因玉米植株的ZmPCK2基因进行测序,结果表明5个突变体的ZmPCK2基因均发生AACGGGGCGACGA碱基的缺失。8.通过对转基因植株的农艺性状调查,发现转CRISPR/Cas9载体转基因植株中百粒重极显著地低于对照组,而转过表达载体的转基因植株的百粒重极显著地高于对照组,转干扰载体的转基因植株的百粒重显著低于对照组。CRISPR/Cas9载体和干扰载体的转基因植株叶夹角大于对照组,过表达载体的转基因植株叶夹角小于对照组,其他农艺性状无显著差异性。9.通过对转基因种子的品质性状检测,发现转CRISPR/Cas9载体和转干扰载体的转基因种子中淀粉含量、蛋白质含量均显著低于对照组,转过表达载体的转基因种子中淀粉含量和蛋白质含量均显著高于对照组,脂肪含量无显著差异。