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大麦是世界第五大粮食作物,低磷胁迫是限制大麦生产的重要因素之一,提高大麦磷效率、培育磷高效基因型大麦是解决这一问题的有效途径。近年来随着分子标记发展,对作物磷效率进行QTL定位,为进一步分子标记辅助选育磷高效作物奠定基础。然而,目前对于大麦磷效率及其相关性状QTL定位的研究仍鲜见报道。因此,本研究通过对大麦亲本野生大麦CN4027、地方品种CN4079和栽培大麦Baudin的磷效率相关性状进行差异性鉴定,选出磷效率差异显著的CN4027和Baudin所构建的重组自交系群体为作图群体,对其磷效率及其相关性状进行QTL定位分析,以期找到控制大麦磷效率及其相关性状的基因位点,挖掘大麦染色体上与磷效率紧密相关的QTL集簇区,为分子标记辅助选育磷高效大麦品种奠定基础。全文主要研究结果如下:(1)低磷胁迫显著抑制了大麦生长,野生大麦CN4027不同生育期各部位的降幅最低为33.6%～83.4%,表明其耐低磷能力相对较强;栽培大麦Baudin的磷素获取能力强于野生大麦CN4027,其各部位磷含量是CN4027的1.11～1.50倍;而野生大麦CN4027的磷素利用能力则更强,其各部位磷素利用效率是Baudin的1.18～1.68倍,是其耐低磷能力较强的原因之一。此外,栽培大麦Baudin与野生大麦CN4027间分蘖期磷效率相关性状差异显著,其构建的重组自交系群体可以作为后续QTL定位的作图群体。(2)低磷胁迫下,栽培大麦Baudin具有更强的根系形态系统,其总根与侧根形态参数均优于野生大麦CN4027。低磷胁迫下Baudin的总根长、总根表面积、侧根长和侧根体积分别是CN4027的1.21倍、1.15倍、1.13倍和1.78倍,是造成其磷素获取能力更强的原因之一;同时,低磷胁迫下野生大麦CN4027其体内酯磷含量、酯磷分配比例均显著高于栽培大麦Baudin,是其磷素利用效率更高的原因之一。低磷胁迫下,野生大麦CN4027通过将核酸态磷和难溶态磷向活跃态的无机磷和酯磷转化从而提高其磷素利用效率,适应低磷环境。(3)两种磷水平下,本研究在2H、3H、4H和5H染色体上共定位到17个控制大麦生物量、磷含量、磷素积累量和磷素利用效率的QTL位点,表型变异率为13.2%～39.9%不等。其中分别有6个和8个位点仅在正常磷水平和低磷水平下被定位到,控制磷含量的位点Qrpc.sau-3H.01和控制磷素利用效率的位点Qspue.sau-3H.01在两种磷水平下均被定位到,表明其受磷水平因素影响较小。此外,3H染色体上聚集的QTL位点数量最多,在3H染色体上的bPb3263664-bPb3931069和bPb3264570-bPb4786261标记区间内发现两个QTL集簇区,同时控制着大麦的生物量、磷含量、磷素积累量和磷素利用效率,表明该区间与大麦磷素吸收利用机制关系密切。(4)两种磷水平下,本研究分别定位到8、6、5个控制大麦总根、不定根和侧根根系形态参数的QTL位点,主要分布在2H、3H、4H和7H染色体上的Cl-2H、Cl-3H、Cl-4H和Cl-7H四个区域,表型变异率为12.0%～29.6%不等。Cl-2H和Cl-3H分布在2H和3H染色体上的bPb3927665-bPb3265744和bPb6282439-bPb3263863标记区间,分别控制着低磷胁迫下大麦不定根和侧根根系形态参数;Cl-4H分布在4H染色体上的bPb4196004-bPb3663301标记区间,控制着两种磷水平下大麦根系形态参数。此外,大麦根系形态参数对磷素积累量产生显著影响,位于3H和4H染色体上标记区间bPb6282439-bPb3263863和bPb4196004-bPb3663301内存在两个同时控制大麦根系形态与磷素积累量的QTL集簇区,是解释根系形态与磷素积累能力间显著相关性的原因之一。(5)两种磷水平下,在大麦2H、3H、4H、5H和7H染色体上共定位到15个控制叶片各磷组分含量及分配比例的QTL位点。其中,位于3H染色体上的标记区间bPb3263664-bPb4006691和bPb4006691-bPb5243991内的控制无机磷含量和酯磷分配比例的QTL位点在两种磷水平下均被定位到,表明其受磷水平因素影响较小。同时,来源于野生大麦 CN4027 的位点 QNPC.sau-7H.01、QIPC.sau-3H.01、QNPDR.sau-1H.01和QIPDR.sau-5H.01均仅在低磷胁迫下被定位到,是大麦改变磷组分形态及分配比例、适应低磷胁迫的遗传机制之一。此外,大麦叶片内难溶态磷含量与分配比例对磷素利用效率影响最大,位于3H染色体上的标记区间bPb3256099-bPb3255630同时控制着低磷胁迫下大麦的难溶态磷含量、酯磷分配比例和磷素利用效率,且其增效等位基因均来源于野生大麦CN4027,解释了大麦通过改变难溶态磷含量和酯磷分配比例从而提高磷素利用效率的机制。