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小黑麦（×Triticosecale Wittmack）作为小麦属（Triticum）和黑麦属（Secale）的属间杂交种,杂种优势强,能够适应高寒气候条件,是高海拔地区进行饲料生产的优良牧草。而小黑麦在种植过程中会受到环境中许多生物胁迫,特别是喜冷凉潮湿、在高海拔地区易发的条锈病会严重影响小黑麦的产量及品质。条锈病是由小麦条形柄锈菌（Puccinia striiformis f.sp.tritici）引起的一种真菌性病害,该病原体对小黑麦基因型具有毒性,并不断发生变异。大量研究及实践表明,选育品质优良且抗性强的品种是防治条锈病的主要策略之一。从转录水平上系统分析小黑麦响应条锈菌侵染的信号传导通路和差异表达基因特性,并筛选和鉴定关键抗病候选基因,有助于阐明小黑麦响应条锈菌侵染的抗性分子机制,为抗条锈病小黑麦品种的合理利用、遗传改良及条锈病的持久控制提供科学依据。鉴于此,本研究以2个抗条锈病存在显著差异的小黑麦品种（抗病型甘农2号和敏感型石大1号）为试验材料,通过转录组测序分析小黑麦响应强致病性小麦条锈菌生理小种CYR34侵染的分子机制,筛选抗条锈病关键候选基因。在转录组分析的基础上克隆小黑麦RPM1-like resistance gene（Tw RLR1）基因,分析其表达模式和蛋白结构特征,并利用病毒诱导的基因沉默技术（BSMV-VIGS）对该基因进行功能分析。此外,优化小黑麦成熟胚再生体系,为小黑麦愈伤组织遗传转化及小黑麦基因功能分析奠定基础。主要结果如下:（1）对高抗（甘农2号）、高感（石大1号）两个小黑麦品种接种条锈菌生理小种CYR34,接种后10 d和20 d分别取两个品种叶片进行转录组测序。结果表明,甘农2号小黑麦中上调（3,814个）和下调（2,581个）的差异表达基因（DEGs）显著多于石大1号小黑麦（3,335个上调,1,578个下调）;接种10 d后,共鉴定出5,869个DEGs（2,655个上调,3,214个下调）,与接种20 d后的DEGs无显著差异（共5,685个,2,561个上调,3,124个下调）;根据韦恩图分析,两个小黑麦品种在接种后10 d和20 d共有的DEGs有2,560个,这些基因主要参与苯丙烷类生物合成、氨基酸生物合成、碳代谢、植物病原菌互作、植物激素信号转导等途径;NAC、WRKY等转录因子参与抗病相关基因的表达调控;242个DEGs被定义为植物R蛋白表达基因,其中120个注释到有特定结构域。（2）在转录组测序基础上重点研究了关键候选基因Tw RLR1,该基因包含3075 bp的开放阅读框,编码1024个氨基酸;生物信息学分析显示Tw RLR1蛋白N端具有Rx-CC＿like和NB-ARC结构域;与小麦抗病蛋白RPM1-like同源性为100%;烟草瞬时表达显示Tw RLR1定位于细胞核和细胞膜中;利用荧光定量PCR方法对Tw RLR1在抗、感小黑麦接种条锈菌不同时间段（0 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h、240 h、480 h）的表达情况进行分析,结果表明条锈菌侵染均会诱导两个品种叶片中Tw RLR1的表达,但在甘农2号小黑麦中表达水平持续高于感病品种石大1号小黑麦,并在第72 h表达水平最高;荧光定量PCR结果还表明,Tw RLR1在小黑麦根、茎、叶中均有表达,并在根中表达量最高,叶中次之,茎中表达量很低。（3）利用BSMV-VIGS技术沉默了抗条锈病品种甘农2号小黑麦中Tw RLR1后,该基因的表达量显著低于对照;接种条锈菌生理小种CYR34后,沉默植株叶片上产生了少量的孢子堆,对照处理叶片上仅产生褪绿斑,并无孢子产生,极个别叶片上零星散生着很小的夏孢子,基因沉默后反应型发生了变化,表明沉默基因Tw RLR1后,减弱了小黑麦对条锈病的抗性,推测Tw RLR1基因在小黑麦抗条锈病过程中发挥着正调控作用。（4）以条锈菌敏感型石大1号小黑麦成熟胚为外植体,分析了不同激素（2,4-D和Picloram）及浓度（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mg/L）、成熟胚切割处理方式（整胚、纵切接种1/2胚、十字切接种1/4胚）对小黑麦成熟胚愈伤组织诱导的影响,以及不同生长调节剂（6-BA、KT、NAA）配比对小黑麦胚性愈伤组织分化的影响,优化小黑麦成熟胚再生体系,并初步研究农杆菌介导的小黑麦愈伤组织遗传转化。结果表明,适宜浓度的两种激素诱导愈伤组织能力差异不显著,但Picloram诱导的愈伤组织质量更好;采用纵切接种1/2胚的方式处理石大1号小黑麦的成熟胚能够获得较高的出愈率和质量较好的愈伤组织,胚性愈伤组织诱导率显著高于接种完整胚以及十字切接种1/4胚的方式;愈伤组织分化以2 mg/L的KT、3 mg/L的6-BA以及0.2 mg/L的NAA配比处理为佳。以含有p CAMBIA2300-Tw RLR1-e GFP载体的农杆菌GV3101为介导,进行小黑麦遗传转化。筛选卡那霉素适宜的选择压力结果表明,最适卡那霉素筛选浓度为低于90 mg/L,在此基础上,农杆菌介导的小黑麦愈伤组织遗传转化体系需要进行更深一步的研究和探讨。