世界人口的迅速增加伴随着谷物需求的增加,激发了消费者对多元化谷类食品开发的兴趣,小黑麦因抗病性强,适应性广,营养品质好而受到关注。然而中国小黑麦作为粮食资源开发少,食品加工品质研究缺乏,其中江苏地区缺乏合适的粮用小黑麦种质资源种植。因此,本研究尝试在江苏镇江地区种植60份小黑麦,观察其生长适应性,并统计农艺性状和白粉病抗性,检测营养品质和加工品质指标,进而对品质相关基因和抗病基因进行研究。主要研究内容与结果如下:(1)对收集的60份小黑麦材料进行田间试验和观察,其中12份籽粒较饱满材料的农艺性状总体表现为株高水平高(108~189 cm),穗形长(9.8~17.2 cm),有效穗数(6~21穗)、每穗小穗数(22~38穗)和穗粒数(35~108粒)多,千粒重(27.96~49.08 g)大,在镇江地区具有较好的高产潜力。(2)对12份供试小黑麦的营养与加工品质进行检测。供试小黑麦籽粒中淀粉、蛋白和水分含量与对照小麦品种相近,检测出的17种氨基酸组成一致,小黑麦7种必需氨基酸平均含量高于对照小麦,6种必需氨基酸平均得分值均高于100,第一限制性氨基酸赖氨酸平均得分(59)远高于对照小麦(48),说明供试小黑麦的蛋白营养价值更好,能够一定程度上补充赖氨酸含量;供试小黑麦籽粒物理特征表现为籽粒瘦长,容重较低,质地较硬,灰分含量很高,不宜用于精加工面粉制品;供试小黑麦蛋白含量与对照小麦相近,湿面筋含量、面筋指数和沉降值显著低于对照小麦,蛋白质量略差;供试小黑麦整体表现较低的峰值粘度(213~1394 cP)、衰减值(178~832 cP)、回生值(12~760 cP)和降落数值(64~258s),不适宜用于面条生产。(3)对12份质地偏硬小黑麦的Secaloindoline基因进行分子特征分析,发现有10种不同硬度基因组合,8个新的Sina等位基因和6个新的Sinb等位基因,存在多个碱基的替换和氨基酸改变,Secaloindoline基因位点发生的变异可能为小黑麦籽粒质地变硬原因。(4)结合SDS-PAGE和PCR分子标记法对60份供试小黑麦高分子量麦谷蛋白亚基进行鉴定,发现在Glu-A1和Glu-B1位点上具有12种亚基类型和13种亚基组合形式,其中9份材料具有优质麦谷蛋白亚基组合,可用于小黑麦、小麦面筋质量改善。(5)在白粉病抗性调查的基础上,利用RT-PCR技术从48份抗白粉病的小黑麦中克隆了20条Pm21同源序列(Pm21-Sc),并与簇毛麦Pm21等位基因(Pm21-Dv)进行了进化分析,Pm21-like基因LRR结构域的核苷酸多样性显著高于CC和NB-ARC结构域,其中暴露于溶剂中的LRR残基经历了多样性选择,为黑麦Pm21-Sc基因的功能分析奠定了基础。综合农艺性状、籽粒营养、加工品质测定结果,初步筛选出5份小黑麦材料可作为后期培育的候选株系,这些株系具有用于不同用途食品加工的潜在应用价值;揭示小黑麦营养、加工品质特性,研究小黑麦硬度基因、高分子量麦谷蛋白基因和抗白粉病基因,为在江苏地区生产营养价值高、加工品质好、抗病性强的优质小黑麦以及开发小黑麦食品提供理论依据。