叶片是植物的六大器官之一,维持其叶色正常对植物光合作用至关重要。叶绿体含有多种叶绿素,能够影响叶片颜色,是植物必不可少的半自主性细胞器。叶绿体能够进行光合作用,并将光能转化为化学能,为自身生长提供能量。而叶绿体发育异常将导致叶色变化,光合能力降低,并进一步影响植物的正常生长。多数大麦叶绿体突变导致叶片失绿,光捕获能力降低,光合作用减弱,进而抑制大麦生长,使其产量降低。因此,研究大麦叶色变化的分子机制,对培育高产大麦新品种,增加大麦产量具有重要意义。本研究以大麦温敏型白化突变体btal（Barley temperature-sensitive albino leaf）为研究对象,利用生理生化分析、图位克隆及转录组分析对其进行表型鉴定和候选基因筛选,主要的研究结果如下:1.大田种植条件下,突变体btal在苗期、分蘖期和灌浆期均表现出不同程度的白化表型。苗期为白条纹叶,分蘖期叶片白化更显著,灌浆期白化叶表型减弱并逐渐返绿。光合色素含量测定显示,突变体btal在苗期和分蘖期的光合色素含量均极显著低于野生型,而在灌浆期,除类胡萝卜素含量外,其他光合色素含量均显著低于野生型。2.大田种植条件下,对苗期、分蘖期和灌浆期叶片的POD活性、SOD活性、和MDA含量分析显示,与野生型相比,突变体btal积累更多的ROS;且生长前期叶片内ROS的过量积累,导致膜系统受到严重氧化损伤,但该损伤未能随着温度的升高而完全恢复正常。3.穗发育表型演变表明,与野生型相比,突变体btal穗的白化表型明显;穗部POD活性、SOD活性和MDA含量测定表明突变体btal穗中的ROS积累较多,导致穗的抗氧化系统受损,进一步导致细胞膜脂质氧化受损。因此突变对穗的表型变化有一定的影响。大田条件下的农艺性状分析表明,与野生型相比,突变体btal表现为植株矮小、芒长和穗长变短、单穗籽粒数变少、百粒重变轻、粒长变短和粒宽变窄。4.温度转换实验表明,二叶期突变体btal在常温（22℃）条件下,其叶片表型与野生型相似,表现为正常绿色;而在低温（6℃）条件下,其叶片表型为白化。对温度转换下的叶片光合色素含量及透射电镜观察分析,发现低温下二叶期突变体btal的光合色素含量极显著低于野生型,且与野生型相比,其叶绿体发育不完全;常温下突变体btal的光合色素含量极显著低于野生型,但叶绿体发育完整,有堆叠紧密的基粒和基质片层。低温下突变体btal的光合色素含量低于常温,表明低温影响了叶绿体的发育。对POD和SOD活性、H2O2和MDA含量进行测定,两种温度下突变体btal的POD、SOD、H2O2均极显著高于野生型,在低温下更明显,表明低温下二叶期突变体btal的叶片比常温积累更多的ROS。低温和常温下突变体btal的MDA含量也显著高于野生型,但低温下突变体btal的MDA含量更高,表明低温导致突变体btal叶片的膜系统受到严重损伤。5.遗传分析表明,突变体btal的白化表型受单隐性核基因控制。利用BSA-seq技术及图位克隆方法,将突变体btal的目的基因定位在大麦5H长臂上的2.24Mb区间内,并筛选到117个大麦候选基因,为下一步基因克隆奠定了基础。6.转录组分析表明,低温（6℃）下btal与ZJU3比对组内共得到6280个差异表达基因,其中上调3354个,下调2926个;常温下（22℃）btal与ZJU3比对组内共得到2118个差异表达基因,上调和下调的差异表达基因数均为1059个。GO富集和KEGG Pathway富集分析表明,低温下,绝大多数差异表达基因均与叶绿体发育相关。进一步在显著差异表达基因中筛选与叶绿体发育和光合作用相关的基因,低温下筛选到440个显著差异表达基因,其中上调180个,下调260个;而常温下仅筛选到8个显著上调基因。结果表明低温诱导叶绿体及光合作用相关基因的表达。另外还筛选了与突变体btal定位区间相关的显著差异表达基因,低温下筛选到8个,其中上调5个,下调3个;常温下筛选到4个,其中上调3个,下调1个。HORVU.MOREX.r3.5HG0520950的表达量在低温下调,常温上调,受温度的影响较大,推测该基因为突变体btal目的基因的可能性较大。