大麦作为四种主要的谷类作物之一,具有生长范围广、抗逆性强等特性,在世界范围内得到了广泛种植。大麦黄矮病毒（Barley yellow dwarf virus,BYDV）是一种由蚜虫专化性传播进而侵染禾谷类作物的病毒,常见的症状表现为叶片发黄和植株矮化等,严重时会造成作物的品质降低甚至减产。研究大麦在病毒胁迫条件下的生理响应及基因表达差异,并进一步探索其响应病毒胁迫的生理应答与分子机制具有重要意义。本论文以Atlas和Atlas68大麦为材料,结合室内水培实验,采用常规理化分析手段、超薄切片技术、高通量测序以及荧光定量PCR等相结合的方法,开展了大麦黄矮病毒胁迫下大麦的叶片超微结构特征、光合和抗逆生理响应特点、叶片在转录水平上对病毒胁迫的响应等方面的研究。主要研究结果如下:（1）大麦黄矮病毒胁迫导致大麦表观形态及叶片内抗逆生理指标发生变化。受到病毒胁迫的两个大麦材料均出现植株矮化和叶片发黄等现象,但Atlas68的受害程度比Atlas更轻。Atlas和Atlas68叶片内超氧化物歧化酶和苯丙氨酸解氨酶的活性随病毒胁迫时间的增加而升高,过氧化物酶活性先上升后下降,且Atlas68叶片内的酶活性普遍高于Atlas,表明大麦黄矮病毒胁迫激活了大麦体内的抗氧化防御系统,并通过调节病害相关酶类的活性提高抗逆性。此外,Atlas和Atlas68叶片内可溶性糖、脯氨酸和丙二醛的含量与病毒胁迫时间呈正相关关系,且Atlas68叶片内的含量普遍高于Atlas,说明大麦黄矮病毒胁迫诱导了大麦体内丙二醛以及渗透性调节物质的合成。Atlas68在病毒胁迫下的抗氧化能力和渗透调节能力总体强于Atlas。（2）大麦黄矮病毒胁迫对大麦叶片内叶绿体超微结构产生影响并导致光合生理指标发生变化。受到病毒胁迫后,两个大麦材料的叶绿体内部结构都有不同程度的损伤,Atlas甚至出现叶绿体膜破损,内含物外流的现象,导致叶绿素含量降低,进而造成大麦对光能的捕获能力下降。随着胁迫时间的延长,净光合速率和最大光化学效率等逐渐下降,表明大麦体内光合机构受损,光化学反应被抑制,严重影响了大麦的光合能力。Atlas68大麦接种有毒蚜虫处理后植株叶片内叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数普遍高于Atlas,表明Atlas在受到病毒胁迫后光合能力的受抑制程度相较于Atlas68更为严重。（3）大麦黄矮病毒胁迫引起两个大麦材料体内的基因差异表达。通过比较Atlas和Atlas68受到病毒胁迫后基因表达水平的差异,共鉴定得到3575个与抗性相关的差异表达基因,主要富集在与植物抗性相关的通路中,例如植物病原互作通路、植物激素信号转导通路以及抗氧化防御机制等。随后筛选并鉴定了5种植物病原互作相关基因、5种植物激素信号转导相关基因以及4种抗氧化防御机制相关的候选基因。研究结果表明大麦黄矮病毒胁迫能够诱导复杂的抗性途径及基因调控网络的形成,激活以抗氧化防御机制为主的防御反应。综上所述,本文从形态、生理和转录组等方面研究了大麦对大麦黄矮病毒胁迫的响应机制。结果表明,大麦黄矮病毒胁迫激活了大麦体内的抗氧化防御系统,诱导了丙二醛以及渗透性调节物质的合成,并通过调节病害相关酶类的活性提高抗逆性。此外,大麦黄矮病毒胁迫破坏了大麦的叶绿体结构,导致光化学反应被抑制,影响了光合能力。并且大麦黄矮病毒胁迫能够诱导复杂的抗性途径及基因调控网络的形成,激活以抗氧化防御机制为主的防御反应。该结果为进一步研究大麦响应大麦黄矮病毒侵染的生理及分子机制提供一定的理论依据。