玉米是世界上重要的粮食、饲料、化工原料及能源作物,种植面积稳居作物前三。培育高产、优质、抗逆性强的优良玉米新品种是促进玉米产业发展的重要途径。随着生物技术的迅猛发展,依赖于遗传转化技术的转基因和基因编辑等基因工程技术在玉米育种中发挥着越来越重要的作用。因玉米幼胚具有很强的愈伤诱导和再生能力,是国内外玉米遗传转化最常用的受体组织。农杆菌介导的遗传转化方法具有外源基因拷贝数低、后代株系遗传稳定性强的优点,而被广泛应用于玉米幼胚的遗传转化。然而,农杆菌转化效率在不同基因型玉米中表现出显著差异,目前仅有A188、B104、C01、Zong31等少数几个玉米自交系容易被农杆菌侵染,转化效率较高。大多数玉米骨干系不容易被农杆菌侵染,不能作为转基因受体材料。因此,解析农杆菌侵染玉米幼胚的分子机制,挖掘调控此过程的关键基因,为打破农杆菌侵染玉米幼胚的基因型限制提供理论基础,并应用于改良骨干自交系,能加快玉米基因工程育种的效率。主要研究结果如下:1.以农杆菌侵染效率表型极低自交系18-599R和极高自交系A188为研究对象,进行转录组测序（Transcriptome Sequencing,RNA-seq）分析,鉴定到18-599R和A188响应农杆菌侵染基因（CLvs CK）分别12529和5626个。其中,18-599R和A188特异响应基因分别为8483和1580个,共同响应基因4046个。两个材料共同响应基因主要参与胁迫响应、生物刺激响应、内源刺激响应、细胞信号转导等与植物-病原菌互作相关的生物过程。2.两个材料间（A188vs18-599R）农杆菌侵染过程差异基因分析,共鉴定了8291个基因（包括848个转录因子）显著上调表达,3450个基因（包括203个转录因子）显著下调表达,上调基因数目显著多于下调基因,说明A188中大批量基因的高表达促进农杆菌的侵染。两个材料间差异表达基因KEGG通路富集确定了它们参与的丰富生物学过程。3.18-599R和A188响应农杆菌侵染基因集的WGCNA分析,分别鉴定了11和14个基因共表达模块。每个模块KEGG富集分析鉴定了模块内基因显著富集的生物过程。通过模块特征值与样品的相关性分析,两个材料共鉴定到7个阶段特异性共表达模块。构建了这些阶段特异性共表达模块的基因调控网络,鉴定了70个阶段特异性关键基因。4.收集到GWAS群体340个玉米自交系幼胚侵染效率表型值（e GFP相对表达量）,筛选到186份材料能被农杆菌成功侵染,其表型值用于GWAS分析。在两环境三个侵染阶段共鉴定到30个与表型显著关联的SNPs位点,在其上下游220kb（LD）区间内共鉴定到315个候选基因。此外,结合本研究中鉴定的农杆菌侵染效率高的材料和前期研究中鉴定的愈伤组织诱导和分化能力强的144份材料,筛选到41个自交系能直接作为优良转基因受体材料,拓宽了玉米转基因受体的种质资源。5.综合GWAS与RNA-Seq分析结果,在GWAS候选基因中,分别鉴定到73和17个基因在18-599R和A188转录组中特异响应。确定这90个基因为调控农杆菌侵染效率表型的关键候选基因。并随机选择其中6个基因在玉米常用转基因受体材料18-599R、A188、C01、B104和B73中进行q RT-PCR验证,结果显示这些关键候选基因调控农杆菌侵染玉米幼胚。6.GWAS与RNA-Seq共同鉴定到的关键候选基因ZmHRGP功能验证结果显示,ZmHRG基因的缺失导致细胞壁中木质素含量降低,降低了植物的防御功能,从而提高了农杆菌转化玉米幼胚的效率。