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大麦是世界上四大粮食作物之一。大麦转基因体系是开展大麦基因功能研究和遗传改良的重要手段。近年来大麦转基因研究表明合适的外植体和转基因方法是影响转化效率的重要因素。因此,本研究分别选择大麦未成熟胚和成熟胚为外植体,运用农杆菌介导的转基因方法,对分化培养基中的激素种类与激素浓度进行优化。此外,对过表达β-葡聚糖酶基因的转基因大麦进行分子鉴定和一些品质的测定。获得的主要实验结果如下：1.农杆菌介导的大麦转基因体系的优化1.1大麦未成熟胚分化培养基的改良。通过BAP(6-Benzylaminopurine)浓度梯度的再生效率比较试验,确定了再生培养基BCT(Barley Callus Transition)中BAP的最适浓度：1mg/*L。利用新的B13M培养基,它的主要成分是基础培养基B1和1mg/L的BAP,用于诱导植株的再生,使诱导效率比原先使用的MS培养基提高了11倍。还比较两种不同的生根培养基BGC(Barley Glasstube Culture)和BRM(Barley Rooting Medium)的生根效率,发现BRM的生根效率更高。1.2农杆菌侵染材料的改进。未成熟胚在农杆菌侵染过程中容易发生农杆菌的过量生长,造成幼胚的过早死亡。我们改用农杆菌菌液直接侵染未成熟胚诱导的愈伤,将侵染后的愈伤组织经筛选后进行再生。这种方法不仅避免了幼胚的死亡,还提高了工作效率。1.3大麦成熟胚作为外植体的遗传转化研究我们初步建立了大麦成熟胚作为外植体的遗传转化体系。获得了15株再生植株。成熟胚作为外植体具有不会受到取材季节限制的优点,但是愈伤的诱导效率显著低于未成熟胚,有待于转化体系的进一步优化。我们共进行了6个外源基因表达载体的遗传转化,共得到48株阳性转基因大麦苗,并移植于大田,有待于进一步的鉴定和分析。2.过表达β-葡聚糖酶基因转基因大麦的分子鉴定和品质分析。大麦(1,3-1,4)-p-葡聚糖酶(EC3.2.1.73)酶有两种不同基因编码的同工酶,分别称为p-葡聚糖酶EI和p-葡聚糖酶EII,由Glb2编码的EII仅在萌发籽粒的糊粉层中表达。实验室前期工作构建35S:Glb2载体,并在大麦Golden Promise中开展了过表达p-葡聚糖酶(EII)的转基因工作。我们对转基因大麦进行了分子鉴定。Southern blot结果显示,EII成功插入大麦基因组,其中一个株系DE3为单拷贝,其它为多拷贝。Semi-qRT-PCR结果显示,转基因大麦中Glb2的表达水平远远高于野生型大麦。对35S:Glb2转基因大麦的麦芽中p-葡聚糖酶的酶活进行了检测,结果显示转基因麦芽中β-葡聚糖酶的活性提高了72-105U／kg,显著高于野生型麦芽。进而又检测转基因大麦籽粒中p-葡聚糖的含量,与和野生型大麦籽粒相比,这些籽粒中p-葡聚糖含量非常低,T2代籽粒中p-葡聚糖含量比野生型低了23-107倍,T3代籽粒中p-葡聚糖含量比野生型低了16-34倍。同时又检测了大麦萌发过程中p-葡聚糖含量的变化,野生型大麦在萌发后第三天p-葡聚糖含量下降,而转基因大麦p-葡聚糖含量一直都处于很低的状态。此外,我们检测了千粒重,发现转基因大麦千粒重比野生型高。而转基因大麦籽粒中淀粉的含量,和野生型相比并没有显著的差别。我们推测转基因大麦千粒重的增加可能是由于葡聚糖减少后,为了维持细胞壁的稳定,纤维素合成增加,葡聚糖被分解成单糖和寡糖储存起来造成的。总之,p-葡聚糖酶基因在大麦中的过量表达,能显著降低籽粒中p-葡聚糖含量,在大麦低β-葡聚糖含量的遗传改良中具有一定的应用价值。