CDPK是存在于植物及原生动物中的一种Ser/Thr蛋白激酶,在Ca2+介导的信号途径中起重要作用。CDPK参与多种重要的生理生化过程,包括生长发育、转录调控、激素响应、细胞骨架重组、植物逆境信号转导及防御反应等。ABA作为五大类传统的植物激素之一,在植物逆境胁迫中发挥重要作用。前人的研究表明,CDPK广泛参与ABA信号途径。但关于ABA信号中特异CDPK基因的研究仍然很有限。近年,对CDPK功能的研究主要涉及其在抗病防御反应中的作用,越来越多的研究证实CDPK参与信号物质介导的抗病反应。本论文初步探究了ZmCPK4基因的序列特征、表达模式,以及过表达ZmCPK4的转基因拟南芥和烟草的抗逆生理功能。主要研究结果如下：(1)从玉米叶片中分离得到钙依赖蛋白激酶ZmCPK4基因,开放阅读框编码一个554个氨基酸的蛋白,预测的蛋白分子量为61.2kDa。通过蛋白序列比对发现,该蛋白具有CDPK所共有的保守的4个功能区。进化树分析表明,ZmCPK4属于第I亚族。(2) pBI121-ZmCPK4-GFP质粒瞬时转化洋葱表皮细胞,证实ZmCPK4主要存在于细胞膜与核膜位置。通过观察稳定表达ZmCPK4-GFP融合蛋白的转基因拟南芥根尖,表明ZmCPK4主要定位于细胞膜。(3) QRT-PCR分析结果表明,ZmCPK4在玉米的主根、果皮、节间、成熟叶、须、茎、幼叶、胚乳、胚、穗等器官/组织中均有表达,在幼叶和胚中的表达量最高,而在茎和胚乳中的表达量最少。ZmCPK4的表达受4℃、H2O2、NaCl、ABA、PEG、SA、MeJA和ETH的诱导。(4)过表达ZmCPK4提高了转基因拟南芥在种子萌发和幼苗生长阶段对ABA的敏感性,增强了植物对ABA介导的气孔关闭和抑制气孔开放作用,影响一系列ABA响应基因表达。另外,ABA处理,提高了转基因拟南芥游离脯氨酸的含量。(5)在干旱胁迫下,过表达ZmCPK4的转基因拟南芥失水较少,生长状况良好,抗旱能力增强。(6)在氧化胁迫下,过表达ZmCPK4的转基因烟草,漂白现象较野生型植株严重,表现出较低的抗氧化能力。(7)过表达ZmCPK4的转基因烟草对PVX和TMV更为敏感,显示出比野生型更为严重的病症,病原菌积累较多,积累更多的ROS, POD活性降低,抗氧化能力下降。