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干旱是玉米生产的主要限制因素。通过品种改良提高玉米品种耐旱能力,是最为经济有效的方法。但玉米耐旱性为微效多基因控制,遗传改良困难,多年来进展不大。转基因技术可以打破物种间生殖隔离,利用其他物种有益基因。Goddijn等、Holmstrom等、Pilon-Smits等、Romero等将大肠杆菌和酵母菌的海藻糖合成酶基因（TPS1）,导入烟草和马铃薯获得的转基因植株,耐旱性均有所提高。吴瑞等人将来自大肠杆菌的海藻糖合成酶基因（OtsA和OtsB）融合在一起,转入印度香米中,提高稻种的分蘖程度,从而提高了产量,并且新稻种的抗寒、抗旱,及对盐分耐受性都有所提高。利用海藻糖的抗逆耐旱特性,将相关酶的基因转入玉米等作物,这对于作物遗传性状改良具有重要意义。本研究按Adams介绍的方法提取啤酒酵母AS.1416菌株基因组DNA,用于扩增酵母基因组DNA上的TPS1片段。扩增得到的序列与原报道序列发生了11处单碱基突变,其中10个突变发生在编码区域,但9个是同义突变,不影响编码蛋白的氨基酸序列。只有1135位的G变为A,使编码蛋白的第355个甘氨酸变成了天冬酰胺。在扩增出的TPS1片段两端引入新的酶切位点SpeⅠ和ApaⅠ。琼脂糖凝胶电泳回收扩增的TPS1片段并插入到T载体pMD19载体中,命名为pT-TPS1利用该序列构建单子叶植物表达载体pCWTPS1300。该表达载体含有由小麦诱导型启动子mwcs120启动的海藻糖合成酶基因TPS1、由植物组成型35S启动子启动的选择标记基因Hyg和大肠杆菌选择标记基因Kan。农杆菌介导该表达载体转化玉米自交系“18-599R”和“18-599W”胚性愈伤组织,三轮潮霉素梯度筛选后,得到“18-599R”和“18-599W”抗性愈伤组织各340和607块。愈伤组织的转化率分别为6.4%和10.2%,两者之间没有显著性差异。但是,“18-599R”愈伤组织的再生能力明显高于“18-599W”。抗性愈伤组织分化培养分别得到再生植株54和31株。PCR检测获得1个阳性植株。PCR检测阳性的植株由于没有花粉,用未转基因材料的花粉给T0代雌花授粉,得到T1代。PCR扩增检测,T1代全部为阳性植株。以目的片断作为探针,质粒pCWTPS1300作为阳性对照,用Roche公司DIG High Prime DNA Labeling andDetection Starter KitⅡ试剂盒进行Southern杂交,结果表明T1代为单一拷贝。高效液相色谱分析表明,T1代转基因植株叶片海藻糖含量并未比非转基因对照高,但发现其他糖类含量明显低于对照。T1代10个自交后代,每个后代随机选取10粒种子发芽得到T2代。将T2代中PCR扩增显示阳性的植株,分别进行12℃冷处理3 d和2%NaCl盐处理3 d,再进行RT-PCR,在冷处理的植株中得到1544 bp片断,表明在低温诱导的情况下,TPS1在mRNA水平上表达。在T1代非纯合体的基础上,需要继续鉴定并选育出纯合体,以及对转基因植株进行耐旱性鉴定。探索转化利用外源海藻糖合成酶基因,提高玉米耐旱性的可能性,也有助于研究海藻糖代谢的有关机理。