大麦是一种历史悠久的栽培作物。随着全球气候的不断变化,大麦产量的增加、品质的提高受到了各种恶劣环境因素的制约。为了完成其正常的生命周期,大麦可通过体内的转录因子调控相关基因的表达,来缓解环境因素造成的伤害。碱性螺旋环螺旋(bHLH,basic helix-loop-helix)转录因子是植物体内成员众多的转录因子,广泛参与植物的生理生化、生物合成、新城代谢以及信号激素调节等过程。本研究利用生物信息学分析方法,从全基因组水平上筛选和鉴定了大麦bHLH基因,并对鉴定得到的大麦bHLH基因的结构、系统进化、蛋白互作关系进行研究;随机挑选22个大麦bHLH基因,结合qRT-PCR分子检测技术,探究其在大麦根、茎、叶、花序以及外源脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)、盐(NaCl)胁迫处理下的表达模式。本试验获得的结果如下:1.通过对大麦全基因组、蛋白组数据库进行搜索,共筛选鉴定得到103个大麦bHLH基因。根据其在染色体上的物理位置,命名为HvbHLH001-HvbHLH103。对其理化性质进行分析发现,大麦bHLH蛋白大多定位于细胞核内,且分子质量和等电点差异较大。2.大麦与水稻、拟南芥的系统发育树显示,429条序列被划分为24个亚家族,大麦存在于18个亚族中。保守基序和基因结构在同一亚家族成员之间相似,在不同亚族成员之间差异较大。3.基因复制事件结果显示,共有9对大麦bHLH基因被鉴定为是发生复制的基因。9对基因在进化过程中经历了强烈的纯化选择。除片段重复和串联重复,可能还有其他因素影响大麦bHLH基因的扩张。共线性分析结果表明,与水稻相比,大麦bHLH基因与高粱和玉米的同源性更高。4.GO注释结果表明所有大麦bHLH蛋白能与DNA结合,并广泛参与大麦生长发育的代谢和调控过程。对大麦bHLH蛋白互作调控网络进行分析发现,共有204对蛋白被鉴定为是互作蛋白,且69个大麦bHLH蛋白可与其他家族的大麦蛋白产生互作关系。5.启动子分析结果证明,大麦bHLH基因被多个顺式作用元件调控,特别是在大麦bHLH基因前1.5kb序列中含有与光响应相关的顺式调控元件和脱落酸响应有关的顺式作用元件。表明大麦bHLH基因的表达可能受脱落酸和光的调节。6.对大麦16个组织中bHLH基因的转录组数据进行分析发现,99个bHLH基因在大麦5mm的花序中表达量很低,但在其余组织中基本都能够表达,且表达水平不同。表明大麦bHLH基因可不同程度的参与调控15个组织的生长发育。7.对随机挑选的22个大麦bHLH基因进行qRT-PCR验证。结果显示,大麦bHLH基因具有很强的组织表达特异性,且主要作用于大麦根和叶片的生长。22个基因在3种处理中基本呈现出上调表达的趋势。