人工调控颖花开闭是禾本科作物杂交育种和制种工作的重要需求,对促进杂种优质利用具有重要意义,而浆片是介导禾本科作物颖花开放的重要器官,其通过快速膨大与收缩调节颖花开闭。大麦是世界上第四大谷类作物,但其杂种优势的利用研究在大麦生产上仍未有较大规模的应用,其原因之一即为栽培大麦的闭颖特性,而对大麦开颖机理认识的匮乏制约了这一特性的改良。本文以开颖大麦品种沪1154为材料,在选取特定时间节点观察分析浆片形态学特征的基础上,对各节点时期浆片进行了转录组分析,以期初步探究在颖花开放过程中浆片发生变化的机制。获得的主要研究结果如下:(1)在颖花开放过程中浆片的变化与雄蕊的变化具有协同性。随着颖花开放,浆片厚度持续变化,宽度在颖花开放最大时发生变化。在开放过程中浆片最大体积约为开始开放时1.6倍。(2)在颖花开放过程中仅集中在一侧维管束周围的薄壁细胞的大小发生显著变化。颖花开放前,浆片薄壁细胞类囊体中存有大量淀粉粒,且细胞呈曲折状;颖花开闭过程中,浆片细胞发生细胞壁伸展,细胞膨大,淀粉粒减少,直至细胞自溶等一系列变化。(3)颖花开闭不同节点浆片的转录组分析共检测到10005个差异基因,PCA分析发现,颖花开闭过程中的6个时期(花药绿体期S1、花药黄体期S2、开颖起始花丝伸长至颖壳顶部S3、开颖角度最大花花药外露S4、关颖一半花粉散尽S5和完全闭颖S6)可以显著的聚类为4组,即S1、S2、S3-S5以及S6。差异基因中,974个基因的表达趋势与大麦颖花开闭过程相似,同样具有平台期(S3-S5)。(4)浆片形态变化主要由内容物及细胞壁变化造成的。其中,内容物以细胞内K+与可溶性糖的变化为主,K+主要来源于钾离子通道AKT2及SKOR转运,而可溶性糖来源于内部多糖分解及维管组织的运输。(5)丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1在浆片中S3及S5时期表达量升高,其在拟南芥中的同源蛋白为CIPK14,可能在调控大麦颖花开闭过程上具有重要作用。