Ячмень относится к числу сельскохозяйственных культур, довольно хорошо изученных с генетической стороны. В клетках ячменя находится 7 пар хромосом (2n = 14). Обнаружено большое число генов ячменя, обусловливающих проявление морфологических, физиологических и биохимических признаков и свойств, имеющих хозяйственное и информационное значение (маркерные гены). Большая часть их отнесена к группам сцепления на определенной хромосоме, значительное число вошло в генетические карты, составленные для каждой хромосомы.

При проверке качества гибридизации по первому поколению полезно знать характер взаимодействия аллелей, определяющих морфологические особенности растения. Во многих случаях наблюдается

монофакториальное наследование с ясно выраженным доминированием. Но так как многие качественные признаки могут контролироваться более чем одной парой аллелей, то возникают неаллельные взаимодействия, способные приводить к перемене доминирования. Известны случаи и неполного доминирования.

Признаки колоса. Черный цвет чешуи и перикарпия (плейотропное действие гена В) доминирует над всеми другими окрасками. Пурпурная (окрашенная антоцианом) цветковая чешуя сочетается плейотропно с пурпурным перикарпием и определяется двумя комплементарными доминантными генами Rе и Rе2. Вместе с тем имеется ряд неаллельных доминантных генов, обусловливающих только пурпурную окраску чешуи или только ее жилок. Голубой алейроновый слой доминирует над белым. Наблюдается комплементарное действие двух пар аллелей — Вl и В12. Двурядный колос доминирует над многорядным, фуркатность — над остистостью, но имеются локусы, дающие обратную картину. Безостость преобладает над остистостью, но в других случаях доминант — остистость. Известны примеры неполного доминирования. Зазубренность остей — доминантный признак по отношению к гладкоостости. Помимо монофакториального наследования известно и участие двух пар сцепленных аллелей. Если оба фактора представлены доминантом — ости зазубрены, один — полузазубренные, при отсутствии доминантов — гладкие. Плотный колос — рецессивный признак, рыхлый— доминантный. У ячменя получено большое число эректоидных мутантов, характеризующихся плотным колосом и короткой жесткой соломиной. Известны целые серии аллелей (ert), контролирующих этот признак. В то же время обнаружено большое число неаллельных генов. Почти все гены эректоидности рецессивны. Опушенность цветковых чешуй доминирует над отсутствием опушения, длинное опушение над коротким. То же самое касается опушения колосового стержня.

Голозерность контролируется рецессивным геном n. Однако имеются неаллельные рецессивные гены, вызывающие неполную голозерность smn и sbn.

Признаки стебля и листьев. Пурпурная (антоциановая) окраска междоузлии—доминирующий признак. Пурпурную окраску узлов, возможно, вызывает тот же самый ген Рr или же тесно сцепленный с ним. Пурпурные ушки доминируют над зелеными, темно-зеленая окраска листа — над светло-зеленой. Высота растений в общем случае определяется полигенно. Она частично зависит от доминантных генов высокорослости. Карликовость и полукарликовость в большинстве случаев вызывается одним рецессивным геном, но описаны случаи двух-, трехгенного действия. Безлигульность (отсутствие язычка— лигулы) рецессивный признак, так же как восковой налет на листовой пластинке и листовом влагалище, опушение листового влагалища — доминантный. Широкий лист доминирует над узким. У ячменя возникают спонтанно и легко получаются экспериментально разнообразные хлорофильные мутации. Все они рецессивны.

Хозяйственно-ценные признаки. Признаки, определяющие урожайность, контролируются полигенно, хотя и известны отдельные локусы, влияющие на вес 1000 зерен (крупное зерно доминирует), кущение и общую кустистость. Продолжительность вегетационного периода также полифакториальный признак. Однако известны как доминантные, так и рецессивные гены, вызывающие раннее созревание.

Яровой тип развития доминирует над озимым. Расщепление может идти по монофакториальной схеме, но встречается и эпистатическое действие гена яровости. Устойчивость к полеганию, так же как и зимостойкость, устойчивость к засухе и другим неблагоприятным почвенно-климатическим факторам, полифакториальна. То же самое относится к признакам, определяющим качество зерна. Однако здесь известны случаи простого генетического управления. Так, восковидный эндосперм определяется рецессивным геном wx. Известны доминантные гены, обусловливающие высокую диастическую активность солода и высокое содержание азота в зерне. Недавно в образце Хайпроли обнаружен рецессивный ген lys, определяющий высокое содержание лизина.

Довольно хорошо разработана генетика устойчивости ячменя к болезням. Во многих случаях она определяется одним геном. Большинство генов устойчивости к пыльной головне (Un) доминантны. Устойчивость к твердой головне может доминировать или оставаться в рецессиве в зависимости от локуса, которым она определяется. Известны доминантные гены устойчивости к стеблевой и к карликовой ржавчине, полосчатому гельминтоспориозу, ринхоспориозу, рецессивные — к пятнистому гельминтоспориозу.

Очень хорошо разработана генетика устойчивости (основанной на сверхчувствительности) к мучнистой росе. Большое число генов устойчивости к отдельным ее расам выявлено в США, Японии, Аргентине. Большинство генов доминантны (JMl, М1), по имеются и рецессивные. Наблюдается и неполное доминирование. Отдельные гены обеспечивают разную степень устойчивости. Большинство генов неаллельны, но известны и серии аллелей. Расщепление гибридов от скрещивания устойчивых и неустойчивых образцов идет, как правило, по монофакториальной схеме.

Обнаружены доминантные гены устойчивости к злаковой тле.

Большой интерес для проблемы гибридного ячменя представляют многочисленные гены мужской стерильности (ms). Все они рецессивны. Генная мужская стерильность (ГМС) в подавляющем большинстве случаев определяется моногенно.