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第一章 野生大麦基因库及其在育种中的利用1

一、野生大麦属的种类及其分布1

（一）禾谷组1

目录1

（二）异颖组3

（三）弯软颖组4

（四）直刺颖组5

（五）双花组7

（一）收集与保存8

二、野生大麦基因库8

（二）鉴定与筛选9

三、野生大麦在育种中的应用与展望18

（一）在品种资源型育种中的应用18

（二）在大麦育种中的应用21

（三）展望21

第二章　栽培大麦基因库及其在育种中的利用23

一、栽培大麦种质资源的考察、收集与整理23

（一）中国大麦种质资源的考察、收集23

（二）中国栽培大麦种质资源的整理24

（三）中国栽培大麦变种类型及其特点25

（四）栽培大麦品种及其分布25

二、大麦基因库26

（一）世界大麦基因库概况26

（二）中国国家基因库28

三、大麦种质资源的鉴定评价29

（一）中国大麦种质资源农艺性状鉴定29

（二）中国栽培大麦的抗病资源32

（三）中国大麦的抗逆资源36

（四）中国栽培大麦的高蛋白资源38

（五）大麦育种中的核心亲本及其利用42

四、大麦种质资源的引种及其利用45

（一）国外大麦品种的生态类型及适应性45

（二）国外大麦资源的利用46

第三章 大麦萌发的生理学、生物化学与激素控制50

一、激素的作用50

（一）籽粒内的赤霉素51

（一）糊粉组成52

（二）糊粉层的功能52

（二）籽粒内的脱落酸52

二、萌发期间糊粉层和盾片的功能52

（三）盾片的功能54

三、籽粒贮存物的移动54

（一）淀粉55

（二）贮存蛋白质57

（三）细胞壁60

四、籽粒贮存物移动的调节64

（一）胚调节胚乳贮存物的移动64

（四）其他籽粒贮存物64

（二）胚与糊粉层供应酶类65

五、编码水解酶的基因结构与调节66

（一）基因结构66

（二）转录水平基因表达的调节67

六、遗传工程潜力68

（一）麦芽浸出值69

（二）糖化力70

第四章　大麦数量性状的遗传分析71

一、世代平均数的模型分析72

（一）世代平均数的2N模型分析72

（二）胚乳性状的3N模型75

（三）2N和3N混合模型78

（四）质量-数量性状分析78

二、RFLP标记和数量性状基因定位82

（一）数量性状基因图谱的构建82

（二）数量性状基因图谱的应用84

第五章　大麦群体遗传与进化86

一、大麦种质的遗传多样性86

（一）形态性状86

（二）同工酶87

（三）核基因组DNA标记89

（四）质基因组DNA标记93

二、遗传变异的地理分布94

（一）遗传变异地理分布的一般特征94

（二）多样性中心99

（三）栽培大麦的东西方分化101

三、野生大麦与栽培大麦遗传多样性的比较103

（一）西南亚二棱野生大麦与栽培大麦的对比分析104

（二）中国西藏地区栽培大麦与野生大麦的对比106

四、关于栽培大麦起源的再推测107

（一）西方起源说107

（三）二系起源说108

（二）东方起源说108

五、大麦群体的遗传学109

（一）大麦的交配体系110

（二）自然选择对群体遗传结构的影响111

第六章 饲用和酿造啤酒用大麦的品质育种115

一、大麦的品质要求与评价方法115

（一）饲用大麦品质要求115

（二）酿造啤酒用大麦的品质要求115

（一）籽粒蛋白质含量118

二、大麦主要品质性状的遗传118

（二）籽粒赖氨酸含量120

（三）籽粒饱满度121

（四）粒重与皮壳率121

（五）麦芽汁氮和库尔巴哈值122

（六）浸出率122

（七）糖化力和α-淀粉酶、β-淀粉酶123

（八）β-葡聚糖含量123

三、大麦品质育种技术127

（一）优质资源的收集与鉴定127

（二）品种性状的选择手段129

（三）品质育种的方法131

第七章　大麦杂交育种134

一、大麦杂交育种的作用134

（一）大麦杂交育种的地位134

（二）我国大麦杂交育种的成就134

二、亲本135

（一）亲本的搜集和评价135

（二）亲本的创新137

（三）亲本选用原则138

（二）冬、春大麦杂交技术的不同点139

三、大麦杂交技术139

（一）大麦杂交步骤139

（三）调节花期的方法140

（四）提高大麦杂交结实性的技术140

（五）提高杂交一代的成苗率141

四、杂交后代的选择142

（一）一般选择原则142

（二）特殊目标性状的选择146

（一）Mla抗性基因150

一、大麦抗白粉病基因150

第八章 大麦抗白粉病的分子生物学及育种应用150

（二）小种专化其他基因152

（三）mlo抗性基因的抗性机理及特点153

二、大麦白粉菌的分子生物学155

（一）白粉菌的分子生物学基础155

（二）白粉菌侵染大麦的原理157

三、单基因抗病性分类和分子生物学基础158

（一）单基因抗性分类158

（二）分子生物学基础158

（一）定位大麦抗白粉病基因159

四、分子标记技术在抗大麦白粉病研究中的应用159

（二）确定和选择控制大麦白粉病的数量抗性基因160

五、诱导抗病性的分子基础161

（一）诱导抗病性与诱导感病性161

（二）诱导抗病性的抗性机理161

六、非寄主抗性表现和分子生物学基础163

（一）非寄主抗性表现163

（二）非寄主抗性的分子生物学基础163

（二）非寄主抗性基因的利用164

（一）利用分子标记技术累加小种专化抗性基因和数量抗性基因164

七、持久抗病育种的分子生物学策略164

（三）系统获得抗性及其应用165

第九章 大麦突变体的诱变技术和应用166

一、植物诱变育种技术的发展166

（一）诱变因素的利用与发展167

（二）诱变材料和诱变时期的选择168

（三）诱变育种的目的与定向诱变171

（四）世代群体大小的确定173

（五）生物技术在诱变育种中的应用174

（六）诱变技术的最新发展176

二、诱变机理研究与前景展望177

（一）诱变机理研究177

（二）前景展望179

第十章 大麦黄花叶病的普通生物学及遗传育种研究181

一、大麦抗BaYMV基因等位性分析与定位研究181

（一）BaYMV株系分化和抗性等位基因181

（二）中国抗源中新抗性基因的检出183

（三）大麦黄花叶病与酯酶同工酶184

（一）植物病毒检测187

二、BaYMV表型高抗大麦品种的带毒性研究187

（二）病组织粗汁液大麦黄花叶病毒DAC-ELISA检测系统的建立及其应用188

三、大麦抗BaYMV的花培遗传育种研究194

（一）大麦抗BaYMV花培遗传育种程序的建立与优化194

（二）大麦花培植株染色体分析197

（三）大麦花粉植株抗BaYMV的遗传分析与选育研究200

第十一章　大麦耐盐抗旱的遗传改良202

一、盐碱干旱对大麦的影响202

（一）盐碱干旱环境对大麦生产的影响202

（二）盐胁迫对大麦细胞的影响203

（三）高盐胁迫诱导大麦细胞程序性死亡204

二、大麦耐盐性的选择标准205

（一）直接评价法206

（二）间接评价法206

三、大麦耐盐性的机理207

（一）盐分的吸收、运输与分配208

（二）盐分在叶片中的运输与分配208

（三）膜结构功能与耐盐性208

（一）育种策略209

四、大麦耐盐抗旱性的遗传育种改良209

（二）遗传育种改良210

第十二章　大麦中的降胆固醇物质213

一、大麦中的β-葡聚糖213

（一）大麦β-葡聚糖的降胆固醇作用213

（二）β-葡聚糖的结构与性质214

（三）β-葡聚糖在大麦中的分布与含量215

（四）β-葡聚糖降胆固醇作用机理216

（一）β-葡聚糖不是大麦中唯一的降胆固醇物质217

二、大麦中的生育三烯酚217

（五）大麦β-葡聚糖的提取方法217

（二）生育三烯酚结构、性质及分布219

（三）降胆固醇作用的机理219

第十三章 小麦-大麦附加系的生产及应用222

一、小麦-大麦杂种和附加系的生产及鉴定222

（一）六倍体小麦与二倍体大麦杂种222

（二）小麦-大麦附加系的生产及鉴定223

二、小麦与大麦及其他禾本科作物染色体的同源性227

（一）小麦与大麦的染色体同源性227

（二）大麦与部分禾本科作物的染色体同源性227

（一）利用同工酶和蛋白质的多态性进行基因定位229

三、小麦-大麦附加系的应用229

（二）利用RFLD进行基因定位231

（三）协助建立分子遗传图谱232

（四）大麦染色体的鉴定233

（五）利用聚合酶链式反应（PCR）定位基因和分子遗传标记233

四、问题与展望234

（一）问题及克服方法234

（二）展望236

（一）大麦体细胞组织培养237

一、大麦的组织培养237

第十四章　大麦生物工程中的组织和细胞培养研究237

（二）大麦性细胞组织培养242

二、细胞悬浮培养和原生质体培养244

（一）细胞悬浮培养245

（二）原生质体培养248

（三）结论和展望250

第十五章　超低温保存技术和大麦生物工程252

一、长期培养中的大麦细胞252

（一）细胞全能性的变化253

（二）遗传物质的变化255

二、植物细胞的超低温保存技术256

（一）植物细胞超低温保存的主要过程257

（二）植物细胞超低温保存的主要方法257

三、大麦培养细胞的超低温保存258

（一）大麦胚性悬浮细胞的两步法冻存258

（二）大麦胚性悬浮细胞的玻璃化法冻存259

（三）两步法和玻璃化法的比较260

（四）大麦幼嫩外植体和胚性愈伤组织的超低温保存261

（一）DNA限制性片段长度多态性（RFLP）标记263

一、分子标记的种类及分析原理263

第十六章 分子标记技术在大麦遗传育种中的应用263

（二）以DNA聚合酶链式反应（PCR）技术为基础的分子标记269

二、DNA标记遗传连锁图274

（一）分子标记遗传作图的原理274

（二）DNA标记遗传连锁图275

（三）以PCR技术为基础的分子标记连锁图284

三、用DNA标记作基因定位285

（一）应用分子标记作基因定位的原理285

（二）应用分子标记作基因定位的方法286

（一）以单个标记作数量性状基因的定位288

四、用DNA标记作数量性状遗传学分析288

（二）利用连锁图的信息作数量性状基因定位289

第十七章　大麦基因克隆和基因定位298

一、基因克隆的基本原理和方法298

（一）基因克隆的基本原理298

（二）基因克隆的基本方法299

二、大麦基因克隆的现状300

（一）已克隆的大麦核基因300

（二）已克隆的大麦叶绿体基因及其分子图谱307

（一）分子遗传标记309

三、大麦克隆化基因定位309

（二）大麦基因组分子标记图谱的构建310

四、非克隆化基因定位311

（一）染色体1H上的标志基因311

（二）染色体2H上的标志基因311

（三）染色体3H上的标志基因315

（四）染色体4H上的标志基因315

（五）染色体5H上的标志基因315

（六）染色体6H上的标志基因315

（一）利用克隆化基因研究性状的遗传316

五、克隆化基因的应用潜能316

（七）染色体7H上的标志基因316

（二）制成反义基因抑制不良性状的表达317

（三）体外改造基因，控制性状的表达317

（四）转移外源基因，改造大麦性状317

（五）高效表达植物的防卫蛋白基因318

第十八章 大麦黄花叶病两种病毒的分子生物学研究319

一、BaYMV和BaMMV的结构分子生物学319

（一）BaYMV和BaMMV的形态、结构319

（二）BaYMV和BaMMV的核苷酸序列测定319

（三）BaYMV和BaMMV的基因组结构320

（四）BaYMV和BaMMV的5’和3’端非编码区323

二、BaYMV和BaMMV的功能分子生物学324

（一）BaYMV和BaMMV致病性的分子基础324

（二）BaYMV和BaMMV在植株中的运动机理325

（三）BaYMV和BaMMV的真菌传播的分子基础326

（四）BaYMV和BaMMV的株系分化327

（五）BaYMV和BaMMV的进化和分类学上的地位329

（二）悬浮细胞系建立331

（一）愈伤组织诱导331

一、大麦黄花叶病毒离体增殖系统的建立331

第十九章　大麦抗黄花叶病的基因工程研究331

（三）原生质体制备332

（四）病毒感染与增殖332

二、大麦黄花叶病毒CP和非CP基因的克隆和表达质粒的构建333

（一）病毒提取与RNA分离333

（二）病毒RNA的cDNA以及基因的PCR扩增333

（三）PCR产物的克隆与表达质粒构建333

（一）大麦转基因方法334

三、大麦抗黄花叶病的转基因研究334

（二）目的基因的转移337

（三）大麦抗BaYMV基因工程抗性机理分析338

（四）大麦抗BaYMV的分子药剂研究341

第二十章　大麦黄矮病毒的生物学研究344

一、大麦黄矮病毒（BYDV）的普通生物学344

（一）BYDV的发生流行与症状344

（二）BYDV的分类和蚜虫宿主345

（三）BYDV的传播过程与检测手段345

（一）大麦黄矮病毒的基因组结构346

二、大麦黄矮病毒的基因组结构和亚基因组RNA346

（四）BYDV的寄生对作物宿主的影响346

（二）大麦黄矮病毒的亚基因组RNA347

三、黄矮病毒的基因表达机制348

（一）亚基因组RNA的合成348

（二）移码翻译348

（三）内部启动的翻译350

（四）通读351

（一）ORF1和ORF2产物的表达和功能352

四、大麦黄矮病毒基因组产物的功能352

（五）帽子依赖翻译352

（二）ORF3和ORF4产物的表达和功能353

（三）ORF3和ORF5的通读翻译产物的表达与功能353

（四）ORF6产物的表达与功能354

五、大麦黄矮病毒同源性和传播性的分子分析354

（一）大麦黄矮病毒各株系的同源性分子比较354

（二）大麦黄矮病毒的卫星RNA355

（三）大麦黄矮病毒与蚜虫宿主细胞组分的分子反应356

主要参考文献358