玉米是世界上最重要的谷类作物之一，其种植面积已跃居第一位，玉米产量直接关系到整个农业经济发展和农民增收。玉米种质的改良创新及强优势玉米新品种的选育已成为育种家不断追求的目标。近些年来，随着分子育种和转基因技术的不断发展，并与常规育种相结合极大地加快了新品种选育进程。组织培养是玉米转基因育种研究中关键一步，研究发现玉米是体外胚性发生较为困难的作物之一。因此，研究玉米体外胚性发生的分子机理是进一步完善玉米转基因育种的重要组成部分。本实验采用三种基本培养基对10个玉米自交系进行胚性愈伤组织诱导率的筛选，成功地验证了N6基本培养基诱导的自交系H99具有较高的胚性愈伤组织诱导率，同时石蜡切片组织观察和扫描电镜结果显示，自交系H99诱导初期产生的胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织内部结构和外部形态呈现明显差异，为以后实验奠定理论基础。采用cDNA-AFLP差异表达方法，利用192对引物组合对自交系H99诱导初期产生的胚性愈伤组织与非胚性愈伤组织的基因差异表达进行分析，共获得2430条差异片段，其中包括在胚性愈伤组织中上调表达的1080条片段和在非胚性愈伤组织中下调表达的1350条片段。最后成功回收测序了101条差异片段，根据测序结果功能比对后发现，53条差异片段与其它植物已知基因具有较高的同源性，这些基因主要参与能量代谢和转换(3.06%)，细胞生长与分裂(4.08%)，转运(3.06%)，信号转导(8.16%)，新陈代谢(6.12%)，防御反应(3.06%)，转录(6.12%)，蛋白质合成与降解(12.24%)和细胞结构(6.12%)，结果表明玉米胚性愈伤组织形成过程具有非常复杂的调控机制，它需要各类基因共同协作来完成。利用real-time qRT-PCR方法确定了5个与胚性愈伤组织形成相关的候选基因。采用电子拼接方法成功获得三个胚性发生相关基因的cDNA全长，分别命名为ZmKHCP (1419bp)，ZmTypA (2016bp)，ZmARF-GEP (5388bp)，并获得GenBank登录号分别为JN107649、JN107650和JN107651。生物信息学分析表明，ZmKHCP、ZmTypA和ZmARF-GEP与其它植物基因具有较高的同源性，具有该基因家族典型的保守区。同时，我们还成功构建了原核表达载体pET-28a-ZmTypA，并获得了ZmTypA纯化蛋白，酶活性分析证明该蛋白可能具有GTP酶活性。另外，本研究还采用TCA/丙酮沉淀法成功地获得了自交系H99诱导初期形成的胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织的总蛋白，浓度测定后发现胚性愈伤组织蛋白浓度为3.7μg/μl，非胚性愈伤组织蛋白浓度为1.7μg/μl，SDS-PAGE结果表明，在大约50kDa和20kDa处，胚性愈伤组织中可溶性蛋白含量增加。而后采用双向电泳技术进一步分析两类愈伤组织的蛋白表达差异，利用ImageMaster2DPlatinum7.0ImageMaster2D软件对银染后的电泳图谱进行分析，结果表明，每块凝胶至少有1200个蛋白点，42个蛋白点表达量发生显著性变化(P<0.05)，其中33个差异表达的蛋白点丰度变化在3倍以上，其中13个点在胚性愈伤组织中上调表达，20个点在非胚性愈伤组织中上调表达，而其余的9个点是新表达的蛋白，包括在胚性愈伤组织中表达的4个点，和在非胚性愈伤组织中表达的5个点。为了证实这些差异蛋白点的作用，根据蛋白点的表达丰度，我们共从凝胶上回收了38个蛋白点进行酶解消化，利用MALDI-TOF/TOF MS质谱技术鉴定，结果表明，29个点以78.95%的蛋白鉴定率获得良好的分析结果，分析后发现这些蛋白主要参与细胞繁殖(10.34%)，翻译与蛋白合成(17.24%)，胁迫响应(10.34%)，信号转导(3.45%)，能量与代谢(48.28%)。此外，在玉米基因组测序完成的前提下，还有很多蛋白功能未知，10.34%的多肽虽然获得了很好的质谱分析结果，但同源比对后功能未知。为了进一步证实蛋白质组的实验结果，我们采用Real-time qRT-PCR技术检测10个诱导初期愈伤组织形成相关蛋白基因的表达水平，结果发现共有5个基因的表达水平与蛋白质组分析结果一致，2个基因在两者之间没有太大变化，而其余3个基因在real-time qRT-PCR分析中获得的结果与蛋白质组分析结果相反，推测两种方法获得不同结果的可能是由于蛋白质组技术主要反映的是蛋白亚基的表达情况，而PCR方法是量化相关转录本的表达丰度。因此，转录组和翻译组之间出现的分歧可能是由于翻译后修饰或者蛋白降解的原因所致。综其以上结果可以看出，这些差异表达的蛋白点功能涉及到植物生长发育的很多过程，进一步证明玉米两种愈伤组织的形成需要各类蛋白共同调控完成。本研究大量实验证明，玉米胚性愈伤组织形成过程中存在复杂的调控机制。本文从转录水平和蛋白质翻译水平进行研究，拓宽了我们对玉米胚性发生分子机理的理解与认识，为玉米遗传转化良好受体系统的建立提供重要的理论依据。