玉米是一种重要的粮食作物,在国民经济的发展中占有非常重要的地位。以分子遗传学为理论基础的转基因技术,为植物的遗传改良提供了一条新的分子育种途径。农杆菌介导法已经被广泛应用于植物的遗传转化,转化的外源基因具有单拷贝插入,遗传稳定等优点,但该技术在玉米的遗传转化中,成功的报道并不多见。通过研究,进一步提高植物转基因的效率,具有重要意义。选择标记的存在提高了转基因的效率,是转基因系统的最关键的部分之一,筛选标记的优化一直是发展高效的转化系统的一个重要组成部分。选用新型的相对安全的筛选标记和筛选标记的剔除等技术策略,为安全转基因应用提供了有效途径,成为现代转基因技术发展的重要方向。在功能基因组学时代,突变体是研究基因功能最直接、最有效的途径之一。随着玉米全基因组序列的测定,解析玉米全部基因功能为目标的功能基因组研究已成为玉米基因组学研究的重点。大型突变体库是玉米功能基因组研究的重要技术平台,激活标签突变群体是这一平台的一个主要技术支撑。在本研究中,建立起了一个以胚性愈伤组织为受体材料的玉米农杆菌转化系统,通过新型转基因载体的构建和转化体系的确立,建立起了一个高效的转基因体系。在转基因体系的基础上初步创建了一个基于人工转座子Ac/Ds系统的激活标签突变体生成系,并筛选到表型突变体材料。主要研究成果如下:1.以玉米自交系A188为受体材料,建立农杆菌介导的玉米胚性愈伤组织转化体系,并获得抗虫玉米材料。通过转化方法筛选、受体材料的筛选和酶解处理优化,获得了38.33%的转化效率。通过除草剂双丙氨膦抗性筛选得到了37个独立转化事件的转基因植株211株。通过靶基因cry1C*的PCR、Southern杂交和RT-PCR检测筛选得到11个靶基因稳定表达的转基因材料,ELISA检测和田间表型验证表明材料具有优良的玉米螟抗性。2.构建了新型转化载体p HZM1N-Rsc,在此基础上建立了一个高效、准确的转化筛选流程和标记剔除程序。农杆菌介导的玉米胚性愈伤组织转化后,通过绿色荧光筛选成功获得了6个荧光表达的愈伤组织,PCR检测和Southern杂交分析表明绿色荧光作为筛选标记具有91.367%的筛选效率。热激处理后获得了4个标记剔除完全的转基因植株,IPTII基因的表型效应筛选和分子检测结果表明筛选标记基因剔除完全。转化获得的无筛选标记转基因植株通过籽粒表型验证了靶基因Rsc功能。3.构建完成激活标签转座子载体p HZM1-Rsc-Activation,并通过农杆菌介导的遗传转化构建了激活标签转座子Ds系。利用本研究建立的转基因体系,使用玉米胚性愈伤组织作为受体材料,通过农杆菌介导的遗传转化和绿色荧光筛选,获得了48个独立转化事件的玉米植株,PCR检测和Southern杂交分析后挑选35个单拷贝的转化事件单株构建了激活标签人工转座子的Ds系。使用染色体步移的方法分离了7个激活标签人工转座子的侧翼序列,生物信息学分析分别将它们定位在玉米第1、3、6、7、9、10染色体上。4.利用分子标记辅助选择的方法,选育了转座酶Ac系。设计了非自主性转座酶im-Ac的特异性引物,通过B73回交导入和目标基因的分子标记辅助选择,获得了携带转座酶的Ac系。通过背景回复率分析、田间表型鉴定和转座酶活性验证筛选得到了B73遗传背景下的转座酶材料Zm Ac-B73-57。5.制备了7个激活标签突变体生成系并进行了DT生成系的初步分析。利用Ds系与Zm Ac-B73-57杂交得到了7个激活标签突变体生成系,统计其转座频率在16.5%到78.3%之间。利用激活标签突变体生成系DT1开展了分子验证、人工转座子跳跃的染色体位置分布、激活标签突变体生成系的保种繁殖、潜在突变籽粒选择等试验。进行了小规模表型突变体筛选,发现了株高、叶色、虚拟病斑等性状突变体类型,初步验证了9个变异性状稳定的符合激活标签突变体遗传特性的材料。