干旱是限制植物生长发育的最主要逆境环境之一,并且影响了作物的产量。筛选参与植物干旱胁迫响应的新功能基因,并明确其作用机理,可以为发展水分高效利用、高产耐旱的现代化农业分子育种提供理论基础。气孔是植物散失水分并吸收二氧化碳的重要通道,因此,其运动的调控对于植物的抗干旱意义重大。植物激素脱落酸（abscisic acid;ABA）是植物中十分重要的逆境响应激素,可以参与调控植物的气孔运动过程。在植物细胞的信号转导过程中,Ca²⁺是十分重要的第二信使,在ABA信号实现其调控作用的过程中,有赖于Ca²⁺对其作用的进一步传递。钙调素类似蛋白（Calmodulin Like Protein;CML）是新近发现的一类植物所特有的Ca²⁺信号响应的蛋白家族,其功能研究才刚刚起步,尤其在干旱胁迫方面报道甚少。本论文以拟南芥CML20基因参与植物干旱胁迫响应的功能以及分子机制为研究对象,利用其T-DNA插入功能缺失突变体和转基因株系,通过气孔运动、整株干旱、膜片钳电生理等生理性状实验,验证了 CML20在植物干旱胁迫响应以及ABA调控的气孔运动过程中的功能,并且明确CML20对活性氧（Reactive Oxygen Species:ROS）、ABA通路关键基因表达及离子通道活性的影响等阐明CML20调控植物气孔运动以及干旱胁迫响应的分子机理。实验结果显示:钙调素类似蛋白CML20的蛋白结构中具有4个典型的EF手型结构域,体外检测分析说明其具有钙离子结合能力:其功能缺失突变体cml20的性状表现出比野生型更加耐干旱的农型,其叶片相对失水率也更低,气孔运动过程中对ABA信号也更加敏感;生理实验表明,cml20保卫细胞对ABA激活的S-type阴离子通道和ABA抑制K⁺通道电流比野生型也更加敏感;cml20的胞质ROS浓度更高。而CML20过表达株系与突变体的表型相反。并且,在ABA或干旱条件下,突变体cml20中MYB2,RAB18,ERD10,COR47及RD29A基因在转录水平上调。以上结果表明,CML20作为ABA调控气孔运动的负调控因子参与到植物的干旱胁迫响应过程。