玉米组织培养是创造无性系变异扩充种质资源、通过染色体工程进行单倍体育种、利用基因工程进行性状改良、研究植物营养元素吸收代谢机理、进行基因表达和功能验证等研究应用的技术基础，对玉米产业发展十分重要。但是，目前大量品系因为愈伤组织质量差或再生植株能力低下，难以建立高效的培养体系。这种现状严重影响玉米科学发展和品种遗传改良。因此进行玉米组织培养体系优化研究具有现实意义。 对15个自交系和21个杂交种的幼胚愈伤组织诱导反应特性进行筛选鉴定，证明齐319等3个自交系和87-1×Q319等4个杂交种的幼胚可以获取Ⅱ型愈伤组织；87-1和郑22这2个骨干自交系容易获取高质量Ⅰ型愈伤组织。这些基因型幼胚是建立高效培养系统的理想材料。同时证明出愈率具有杂种优势，愈伤组织质量具有遗传性。诱导培养基比较试验和单个自由度检验，证明N6基本培养基好于MS；适宜2，4-D浓度是2mg/L；添加脯胺酸、水解络蛋白具有提高胚性愈伤组织诱导率的作用。比较结果证明ND2培养基为玉米愈伤组织诱导适宜培养基。对幼胚进行变温处理普遍提高愈伤组织诱导率。通过这些研究拓宽了我国组织培养优良种质资源，优化了诱导培养基和诱导条件，提高了出愈率和胚性愈伤组织诱导率。 研究经过10次和20次继代培养的愈伤组织质量的变化，发现经过20次继代愈伤组织的生长量、胚性愈伤比率和幼苗再生率比经过10次继代的愈伤组织显著下降，但Ⅰ型愈伤组织下降显著，而Ⅱ型愈伤组织下降不显著。研究证实长期继代培养中Ⅱ型愈伤组织质量稳定，Ⅰ型愈伤组织质量退化。通过4种不同的培养基交替继代模式试验，证明在长期继代过程，用适当的2，4-D浓度和硝态氮浓度变化培养基交替培养减缓Ⅰ型愈伤组织质量退化。 以4个基因型的Ⅰ型幼胚愈伤组织作材料，进行5个干燥时段的试验.4个基因型愈伤组织的最高平均植株再生率和各自最高再生率均发生于48h干燥处理，相应的平均干燥率为23.7％。它们的最高植株再生率达42-74％，是未经干燥愈伤组织的1.5-2。l倍。干燥处理再生率的作用主要表现在诱导的早期。48h干燥处理愈伤组织第1周周再生率达8.8％(未经干燥愈伤组织没有幼苗再生)，其二、三周的周再生率分别是未经干燥愈伤组织3.0和2.3倍。试验证明简单易行的干燥处理不仅提高愈伤组织植株再生率，而且有利于加快幼苗再生进程。在再生诱导前，比较试验证明洗脱加干燥或干燥两愈伤组织前处理均可以提高植株再生率、加速再生进程。但对每个基因型的作用大小不同，这与不同基因型愈伤组织的状态不同有关。在加快植株再生进程上震荡洗脱加吸湿干燥优于吸湿干燥处理。 以上研究提高了愈伤组织的诱导质量，克服了继代过程愈伤组织质量下降，有效提高了愈伤组织植株再生率，优化了玉米组织培养体系。 硝态氮是培养基的主要氮源和培养细胞生长发育的氮素营养来源，但是，其还原代谢与玉米组织培养关系研究报道甚少。我们对愈伤组织诱导、继代和分化过程中的NO3-含量、NO2-含量、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性和基因的mRNA相对表达量进行了研究。在愈伤组织诱导10天，容易诱导胚性愈伤组织的基因型87-1、郑22幼胚愈伤组织与难诱导愈伤组织基因型本地白相比细胞内NO3-含量高，NO2-则含量低；本地白幼胚愈伤组织细胞内NO2-含量比郑22、87-1分别高出1.86和2.63倍。基因型间幼胚细胞的硝酸还原酶活性没有明显的差异；郑22、87-1幼胚愈伤组织细胞亚硝酸还原酶活性均高出本地白1倍以上。对3个基因型的幼胚愈伤组织硝酸还原酶和亚硝酸还原酶基因表达进行实时荧光定量PCR检测，发现它们硝酸还原酶基因转录表达量相对一致，而87-1、郑22的亚硝酸还原酶基因相对表达量分别是本地白的1.97和1.53倍。研究结果表明亚硝酸还原酶基因转录表达量小、酶活性低下是造成细胞内NO2-积累原因。由于NO2-对植物细胞的具有毒害作用，细胞内NO2-积累是影响一些基因型难以诱导愈伤组织的重要因素。 对5种基因型2种继代长度愈伤组织的硝态氮代谢特性研究发现愈伤组织内NO3-含量和硝酸还原酶活性存在基因型差异，而在同一基因型不同继代长度愈伤组织间没有显著差异；愈伤组织内NO2-含量和亚硝酸还原酶活性不仅存在基因型差异，而且同一基因型不同继代长度愈伤组织间有显著差异；继代20次的愈伤组织NO2-平均含量高于继代10次的愈伤组织，而亚硝酸还原酶平均活性则低于继代10次的愈伤组织；在长期继代中，Ⅱ型愈伤组织细胞NO2-含量、亚硝酸还原酶活性相对稳定，而Ⅰ型愈伤组织的亚硝酸还原酶活性降低，细胞NO2-含量增高；两种不同继代次数愈伤组织的NR基因的相对表达量差异在30％之内； 3个基因型的Ⅰ型愈伤组织继代10次愈伤组织的NiR的相对表达量是它们继代20次愈伤组织1.69-2.14倍，而2个基因型的Ⅱ愈伤组织的两种培养次数间NiR的相对表达量差异不大。研究结果证明，在长期继代中，细胞内NR基因表达水平、NRA和NO3含量基本稳定，亚硝酸还原酶基因转录表达量和酶活性降低，是造成愈伤组织细胞内NO2-含量增高直接原因，而细胞NO2-积累是Ⅰ型愈伤组织生长量下降、胚性愈伤率降低、再生能力下降重要原因。 玉米愈伤组织分化诱导时颜色变绿是其再生能力的外观反应。对分化诱导10天时，绿色和非绿色愈伤组织硝态氮代谢特性研究发现，非绿色愈伤组织的NO2-含量是绿色愈伤组织的2.64倍，自交系的NO2-含量高于它们的杂交种。绿色愈伤组织亚硝酸还原酶基因的转录表达量和酶活性均明显高于不变绿色的愈伤组织，两类愈伤组织硝酸还原酶基因转录表达量和酶活性差异不显著。结果说明亚硝酸还原酶基因在再生诱导时转录水平低、酶活性低下是非绿色愈伤组织NO2-积累的原因。NO2-积累可能是玉米在分化诱导过程中愈伤组织褐变或白化、再生能力下降的重要原因。