大麦(Hordeum vulgare L.)是世界第四大谷类作物,具有生育期短、适应性强、耐寒、耐旱、耐瘠、耐盐碱等特点,广泛分布于世界各地,在中国大多数地区都有种植。大麦叶斑病(Spot blotch)是由禾旋孢腔菌(Cochliobolus sativus,无性世代(Bipolaris sorokiniana))引起的一种真菌性病害,在环境温湿度条件适宜且具有充足的麦根腐平脐蠕胞菌(B.sorokiniana)菌源的条件下,极易引起大麦叶斑病爆发流行,造成严重的经济损失。因此,筛选和利用抗性持久稳定的材料,研究大麦响应叶斑病胁迫的机制,挖掘其抗性基因是开展抗叶斑病育种的前提和防控该病害的最有效途径。为系统研究大麦抗叶斑病机制,本研究以2份抗病性差异显著的大麦品种--抗性品种蒙啤麦3号(MP3)和高感性品种蒙啤麦1号(MP1)及强侵染力菌株Z14484为材料,从形态、生理生化方面研究二者在大麦叶斑病菌侵染下的差异;从转录组学角度研究大麦抗叶斑病相关的代谢调控基因。主要研究结果如下:1.通过盆栽试验对对照组(即未喷菌)和处理组(接菌处理)的供试材料进行抗性验证和生理指标测定,发现叶斑病菌侵染后,抗叶斑病品种与感叶斑病品种在测定期各指标变化呈显著差异。其中在苗期MP3较MP1的脂氧合酶(LOX)、丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)与苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性升高幅度大;在拔节期MP3较MP1的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)、LOX,脯氨酸(Pro)、MDA、β-1,3-glucanase、PAL的活性上升程度大;孕穗期MP3较MP1的SOD、POD、PPO、LOX、Pro、SS、β-1,3-glucanase活性增加幅度较大。2.对三个测定期的11个指标进行主成分分析,发现LOX、PPO、POD、PAL、β-1,3-葡聚糖酶活性及SS含量6个指标对大麦抗叶斑病能力贡献率较大。所以,这6个指标能从生理层面反应大麦的抗病性强弱,可作为评价大麦抗叶斑病的重要相关指标。3.对抗病品种蒙啤麦3号接菌0h(CK,即不接菌)、3h、6h、12h、24h、72h的叶片进行转录组测序,共检测到表达的基因数为33723个,其中已知基因为29191个,预测新基因4532个;共检测出54364个新转录本,其中42972个属于已知蛋白编码基因新的可变剪切形成的不同转录本,4755个属于新的蛋白编码基因的转录本,剩下的6637个属于长链非编码RNA。4.通过对转录组测序(RNA-Seq)结果进行转录因子(TF)蛋白结构域注释,发现基因在ABI3VP1、AP2-EREBP、FAR1、MYB、NAC、WRKY、bHLH等转录因子家族富集;本试验基因的结构域类型大多数富集在CNL、N、CL、RLP、TNL类型的结构域中,且在RLP结构域中最多。5.利用转录组测序结果比较分析大麦在正常生长和感染叶斑病菌后不同时间点的基因表达量,共筛选出694条大麦在叶斑病菌胁迫后发生显著差异表达的基因。通过GO,KEGG注释发现叶斑病胁迫的大麦与正常生长的大麦的显著差异表达基因主要集中在几个生物学通路上,包括“代谢通路”、“次生代谢物的生物合成”和“催化活性”等,说明大麦在这些途径受到叶斑病的影响最为明显,可能是导致植株因叶斑病胁迫而生长异常的主要因素。6.本研究结合表达量变化、GO和KEGG功能注释筛选出与酶类代谢相关的大麦抗叶斑病基因10个,通过实时荧光定量(qRT-PCR)验证了转录组结果的准确性,为以后进一步详尽的研究大麦抗叶斑病转录机制中关键基因,酶类代谢与抗性基因表达关系中关键基因提供研究基础。