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为进一步了解大麦杂种优势的机理及遗传规律,开发与大麦强优势相关的分子标记,促进大麦杂种优势的应用,本研究以扬州大学大麦研究所选育的10个核质互作不育系(A)及其相应保持系(B)和11个恢复系(R)为材料,于2009年与2010年分别按4×2和8×9配制F1杂种播种于扬州大学农学院试验田,2011年按8×6配制Fl杂种分别播种于方强农场、上海农场和扬州大学农学院试验田3个试验点,植株成熟后随机取竞争株考种,考种性状包括株高、穗下节间长、穗长、单株穗数、每穗粒数、千粒重、单株粒重和单株干重,分析各性状的杂种优势表现和稳定性及配合力效应。利用改进的大麦cDNA-AFLP技术分析4×2杂交种与其亲本间的基因表达差异,对可能与杂种优势相关的差异谱带进行回收测序分析；基于差异谱带的序列信息开发大麦杂种优势表现相关的分子标记,并利用8×9和8×6试验对分子标记的选择效果进行了评估。结果表明：(1)利用大麦cDNA-AFLP技术分析了4×2试验中8个杂种与其亲本间的基因表达差异性,256对引物共扩增出8538条带,其中杂种与亲本差异谱带为3971条,占46.52%；杂交大麦与亲本间基因表达主要有共同表达型(111)、P1表达型(100)、P2表达型(001)、F1表达型(010)、P2F1表达型(011)、P1F1表达型(110)和P1P2表达型(101)七种类型,其中后6种类型为杂种亲本差异表达类型,在不同组合间的比例具有明显差异。综合分析差异谱带类型与杂种优势后,对23个可能与大麦杂种优势相关的TDFs进行回收并BLAST分析,23个片段依据功能可分为三类：第一类为参与植株的生长发育调控的主要功能蛋白,第二类主要涉及信号传导和能量传输,第三类为未知功能或新发现的转录本片段。(2)杂交大麦8个性状普遍存在中亲优势,但超优亲优势仅存在少部分组合中。8×9和8×6两个试验的120个杂种8个性状的显著中亲优势的组合出现率为57.60%,其中正向显著的组合占88.24%；显著超优亲优势组合出现率为25.94%。组合间和性状间的杂种优势具有显著差异,其中株高、穗下节间长和穗长、每穗粒数和千粒重5个性状的显著中亲优势组合出现率较高,分别为94.2%、84.2%、66.7%、62.5%和67.5%,单株穗数、单株粒重和单株干重3个性状的显著中亲优势组合出现率较低,仅为17.5%、25.0%和37.5%,穗下节间长、穗长和千粒重3个性状的超优亲优势出现率较高,分别为59.2%、41.7%和59.2%,每穗粒数、单株穗数、单株粒重和单株干重4个产量性状的超优亲优势出现率均低于10%；株高性状没有出现显著的超优亲优势组合；大麦杂种的超优亲优势与组合棱型具有密切的关系,异棱型杂交种的显著超优亲优势组合出现率高于同棱型杂交种。综合各性状,A1×R3、A1×R10、A2×R9、A2×R10、A6×R3等组合为强优势组合。(3)8×6试验中的48个杂交大麦在方强农场、上海农场和扬州大学农学院试验田3个试验点共调查了株高、穗下节间长、穗长、单株穗数、每穗粒数、千粒重和单株粒重7个性状,7个性状在3个试验点的中亲优势和超优亲优势平均出现率分别为36.81%和8.23%；不同环境下杂种优势的出现率具有明显差异,方强农场、上海农场和扬州大学3个点的显著中亲优势出现率分别为12.76%、32.03%和51.04%,超优亲优势的出现率分别为2.86%、2.86%和15.89%。杂交大麦主要性状的超优亲优势在3个试验点之间也具有差异,部分组合仅在单个或两个试验点的超优势优势达显著水平。(4)21个亲本各性状上的GCA效应方差在8×6和8×9试验中均达到显著水平,大部分性状的SCA效应方差也达到显著水平；相同亲本不同性状的配合力效应不同；两个试验中相同亲本的GCA和相同组合间的SCA也存在差异。依据不同性状的GCA和SCA方差对亲本进行聚类分析,能有效地对亲本的利用价值进行评价。(5)基于回收谱带的序列或其同源序列信息,共设计开发了23对与杂种优势相关的分子标记。通过8×9和8×6两个试验进行验证,共有4对标记对产量性状的杂种优势的筛选效果较好,分别是TDF5-P、TDF6-P、TDF10-P和TDF12-P。4对标记的对千粒重性状强优势组合筛选的特异度变幅为43.48%～73.68%,敏感度变幅为50.00%～78.95%；对单株粒重性状强优势组合筛选的特异度变幅为5.26%～56.52%,敏感度变幅为33.330%～100%。