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农作物种质资源研究的重要任务，就是针对生产和育种需要，对收集保存的种质进行表型精准鉴定和遗传多样性评价，发掘优异种质和新的重要基因。将分子标记与表型鉴定相结合，通过关联分析可以为具有生产意义和育种价值的重要农艺性状和生物学特性，寻找紧密的遗传连锁标记，进而应用于标记辅助选择育种。大麦的α-淀粉酶活性是啤酒大麦育种最为重要的目标性状之一，直接影响麦芽加工和啤酒酿造工艺及产量。为了挖掘和利用蕴藏在大麦地方品种中宝贵的遗传基因，采用分布在大麦7条染色体上41对SSR标记，对257份大麦地方品种进行了基因型分析，通过DNS法进行α-淀粉酶活性的表型鉴定。在对群体结构和连锁不平衡分析的基础上，进行基于全基因组的表型与基因型的关联分析。试验同时还通过基因重测序，分别研究了编码低等电点α-淀粉酶的功能基因Amy32b和高等电点编码基因Amy6-4，在中国大麦种质资源中的遗传多样性。主要实验研究结果如下：1.通过检测257份中国大麦地方品种发芽种子中的α-淀粉酶活性，发现地方品种的α-淀粉酶的活性具有广泛的遗传变异，最高与最低相差4倍，基因型是产生α-淀粉酶活性变异的主要原因。实验发现干种子测定的降落数值（FN）与发芽种子α-淀粉酶活性之间无相关性，认为干种子的降落数值（FN）不能用于麦芽α-淀粉酶活性的预测。2.利用覆盖全基因组的41对简单重复序列（SSR）标记引物，对257份中国大麦地方品种进行PCR扩增，共鉴定出709个等位变异。各标记位点的等位变异数介于5到44个之间，平均每个位点的等位变异数为17个。41个SSR标记位点的多态性信息指数（PI）变化范围，从0.23(Bmag0385)到0.95(Bmac0032)，平均0.6385。在257份材料中共有99个特异等位基因。3．基于41个SSR标记位点变异，采用Nei’s遗传距离和邻接（neighbour-joining）法，将257个中国大麦地方品种聚合成9个不同的结构类群。在划分的9个类群中：第一类群17个品种，以春性、六棱、有桴为主要特征；第二类群45个品种，以半冬性、六棱、有桴为主要特征；第三类群35个品种，以春性、六棱、裸粒为主要特征；第四类群37个品种，以春性、六棱、裸粒为主要特征；第五类群27个品种，以春性、二棱、有桴为主要特征；第六类群18个品种，以春性、六棱、有桴为主要特征；第七类群33个品种，以冬或半冬性、六棱、裸粒为主要特征；第八类群45个品种，以冬性、六棱、有桴为主要特征；第九类群4个品种，全部来自江西省。各类群的特征特性和品种来源，符合“遗传关系密切、表型特征特性相同、地理生态相近”的同类群聚集规律。4.通过基于SSR分子标记的全基因组关联分析，发现5个与大麦α-淀粉酶活性显著关联的标记位点，分别是2H染色体上的EBmac0415、3H上的EBmac0708、5H上的scssr09041、7H上的Bmac0273和Bmag0358。除2H上EBmac0415为减效标记位点外，其余4个全部是增效标记位点，对α-淀粉酶活性的表型变异解释率8-15%。特别是7H染色体上的Bmag0385位点，与α-淀粉酶编码基因HvAmy2紧密连锁（1.7cM），其等位变异A215的酶活增强效应最大；此外，7H上Bmac0273的等位变异A141的增效作用也比较大，均可以作为HvAmy2基因的选择标记，用于啤酒大麦育种的分子标记辅助选择。5．在发芽种子中表达的Amy6-4基因，编码大麦高等电点α-淀粉酶。实验分析了Amy6-4基因，在58份中国大麦品种中的遗传多样性。结果表明，该基因编码区存在4单核苷酸多态性位点（SNP），在3’UTR区有3个SNP位点，共同构成5种单倍型。发生在编码区的4个SNP位点中，2个为非同义突变，分别导致其氨基酸由天冬氨酸变为丝氨酸和由甘氨酸变成了丙氨酸。对Amy6-4基因SNP位点进行连锁不平衡分析，发现只有位于2487bp的SNP3与其他位点无连锁不平衡关系，其它具有连锁不平衡关系的各个位点之间，连锁不平衡度（r2）介于0.8-1.00之间。6．在Amy6-4基因的5种单倍型中，H3的出现频率最高达50%，H1较高约40%，其余3种单倍型频率仅10%左右。该基因编码区第三外显子和3’UTR区，存在的7个SNP位点以及由其构成5种单倍型，均与α-淀粉酶活性无关。但单倍型H1与大麦的皮裸性有关。Amy6-4在中国大麦中的序列变异为选择中性，在进化过程中并未经受选择作用的影响。7. Amy32b是编码大麦低等电点α-淀粉酶的基因。利用52份中国大麦地方品种进行基因重测序，发现仅在该基因第四外显子，存在1个（G/A）单核甘酸多态性（SNP）位点和1个A碱基插入/缺失位点。在G/A颠换产生的两种单倍型中，Amy32b_G含有一个XhoⅠ酶切位点，可将其酶切成2条长度分别为420bp和194bp的片段，而单倍型Amy32b_A则不具这一特性。单倍型Amy32b_G仅在裸大麦中出现，并表现出从西向东、从北向南以及从野生到栽培，逐渐降低的规律性分布。8．根据发生在Amy32b编码区的等位变异（G/A）及插入/缺失突变，分别扩增出1314bp全长cDNA（Amy32b_A和Amy32b_G）和已发表Amy32b（X05166）的1266bp截短cDNA，成功克隆出重组酶并原核表达。碱基和氨基酸序列比对以及酶活性检测证明，在X05166的cDNA末端出现A碱基插入，形成终止密码子（TAA），引发48bp末尾片段缺失，导致编码α-淀粉酶蛋白C端缺少一个β折叠，乃至酶活性丧失。而Amy32b全长cDNA中出现的cSNP(G/A)，仅导致氨基酸替换。