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大麦（Hordeum vulgare L.）是世界第四大谷类作物,其用途广泛,适应性强。高产和抗病一直是大麦育种的主要目标,但我国大麦种质资源稀缺,遗传基础薄弱,严重制约了大麦品种产量与抗性的进一步提高。特异性种质的发掘、研究与利用是现阶段大麦遗传育种的关键。Vlamingh是我国新近从澳大利亚引进的优质大麦品种,其产量和抗性相关性状的鉴定与发掘可为大麦品种改良提供新的遗传资源。本研究以栽培大麦Vlamingh及其突变体为材料,从分子生物学、组织解剖学、代谢组学等不同角度系统分析了大麦的分蘖特性及其内在调控机理。同时,选用Vlamingh构建DH群体对大麦云纹病（Rhynchosporium secalis （Oudem） J.J.Davis）成熟期抗性进行QTL分析,结合元分析,探讨了大麦云纹病成熟期抗性的遗传规律。主要结果总结如下：1.经γ射线辐照诱变,筛选获得了栽培大麦品种Vlamingh的多分蘖突变体hnt1。突变体hnt1表现出分蘖数显著增多、植株高度明显降低、窄叶等表型特征。组织解剖学观察表明,hnt1分蘖数增多是促进分蘖芽外伸生长的结果。遗传分析显示,在DH群体后代中正常植株与多分蘖植株的分离比例符合1：1,证明突变性状是由单个基因控制的。通过构建的DH群体,hntl基因被初定位于2H染色体长臂端,介于SSR标记EBmatc0039和GBM1385之间。2.利用心公布的大麦指纹图谱序列信息,设计分子标记,将hntl基因定位区域缩小到4.4cM。序列分析发现,定位区域内绝大部分指纹图谱序列都能在水稻4号染色体和二穗短柄草5号染色体上找到同源序列。参考水稻和二穗短柄草基因注释信息,对定位区域内的大麦基因功能进行预测,最终选择了4个参与生长素、独脚金萌发素内酯信号途径的基因作为可能的hntl基因候选基因。3.通过基因测序,在MLOC67307.2基因第4个外显子末端发现一个2bp的片段缺失。转录分析表明,2bp片段缺失引起编码区的移码突变,终止子的提前出现造成蛋白质氨基酸序列变短,使得蛋白结构不完整。根据该片段缺失设计了2个特异性分子标记EST52862-1和EST52862-2。利用这2个标记,分析了DH群体的300个单株,群体中突变体特异的PCR产物带型与突变性状相一致,表明2个分子标记与多分蘖性状共分离。MLOC67307.2基因预测编码产生一个半胱氨酸蛋白酶,参与催化植物体内蛋白质的降解。系统进化树分析显示,MLOC67307.2基因在许多植物基因组中都存在同源基因。水稻Nal1基因与MLOC67307.2基因序列相似度高达85%,并且突变体Nal1与突变体hnt1表型类似。因此,我们认为MLOC67307.2基因是hnt1基因的候选基因。组织表达分析揭示MLOC67307.2基因在突变体hnt1各个组织器官中都能表达,在叶片和茎基部中的表达量最高。4.通过HPLC-MS技术,定性定量分析了分蘖期野生型和突变体hnt1在叶片、茎基部两个部位的内源激素。测定结果显示,突变体hnt1和野生型叶片中所含吲哚乙酸、反式玉米素均显著高于茎基部；两个材料之间,叶片与茎基部吲哚乙酸比值未有显著差异,但突变体hnt1叶片与茎基部的细胞分裂素比值较野生型低。此外,采用实时定量PCR技术比较了3个已知的大麦PIN1同源基因即MLOC93.2、MLOC-12686.1和AK357068在突变体hnt1和野生型之间的表达差异,其中一个基因AK357068在突变体hnt1中的表达量约为野生型中的60%。5.以Vlamingh和WABAR2147构建的DH群体为材料,采用不同生态区的黑麦缘孢菌株分别对群体及其亲本的云纹病抗性进行了鉴定。Vlamingh苗期极易感染云纹病,WABAR2147却表现出对云纹病极高的抗性,而在成熟期Vlamingh和WABAR2147都表现出云纹病成熟期中等抗性。根据大麦DH群体在两年不同环境条件下云纹病抗性表型评价和DH群体各株系的基因型,对整个群体进行成熟期抗性QTL分析,在该群体中共检测到2个云纹病成熟期抗性QTL,分别为Qsc.VlWa.4H和QSc.VlWa.6H。QSc.VlWa.4H位于4H染色体上可解释整个群体表型变异7.2%至10.3%,两年加性效应分别为-0.63499和-0.64497；QSc.VlWa.6H定位于6H染色体,可解释整个群体表型变异为30.7%和27.1%,两年加性效应变化在1.1034和1.24815之间。这2个QTL之间存在极显著上位效应,互作效应值为-0.3688。云纹病抗性基因元分析表明QSc.VlWa.4H定位区域内未发现其他QTL,它是栽培大麦4H染色体短臂端第一个被发现介导云纹病成熟期抗性的QTL。