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1、不同基因型小麥葉片性狀與產(chǎn)量構(gòu)成關(guān)系的研究第一章緒論引言世界上栽培的植物數(shù)量種類特別多，其中小麥的栽培面積在所有的植物中數(shù)量排名比較靠前，小麥的栽培栽培有著悠久的的歷史，一些地區(qū)都以小麥作為主食或者經(jīng)濟(jì)，栽培小麥的品質(zhì)產(chǎn)量直接影響到世界糧食安全，直接影響著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的穩(wěn)定，小麥的產(chǎn)量大小與小麥及環(huán)境等很多因素都有著密不可分的關(guān)系在這些影響作用中，自身狀態(tài)的影響最大，小麥整個生命周期中共約12-13片葉子，其中最重要的是最后三張葉片（旗葉、倒二葉、倒三葉）特別是旗葉對籽粒灌漿貢獻(xiàn)最大；主莖葉
2、數(shù)冬小麥的大都在12~13片；春小麥多為7~9片，最少為6片，有的最多可以達(dá)10片[1]。小麥產(chǎn)量的形成與葉片葉綠素含量有著重要的聯(lián)系[2]。目前的一些科學(xué)家對小麥的研究主要是停留在葉色、葉姿、長勢、長相、數(shù)量、大小和代謝等方面[3-9]。但是，學(xué)者著重研究葉綠素與小麥產(chǎn)量的關(guān)系的案例比較少。小麥的產(chǎn)量是否以及多達(dá)程度上受到小麥葉綠素的影響，這種研究目前還不是很透徹。大多數(shù)小麥品種的旗葉在地上第三節(jié)出現(xiàn)之后開始生長，是小麥抽穗前生長出的最后一片葉子，旗葉也是最年輕的葉子，旗葉的出現(xiàn)標(biāo)志著小麥進(jìn)入孕穗
3、期[10]。要想研究小麥的葉片，就必須優(yōu)先考慮研究這三種葉子，小麥中的80%以上的營養(yǎng)物質(zhì)的形成時期都是在小麥抽穗之后，經(jīng)過學(xué)者們的研究數(shù)據(jù)以及大量的研究規(guī)律的總結(jié)，在所有的對小麥的產(chǎn)量起到影響作用的因素中，最主要的影響因素側(cè)重于小麥的結(jié)構(gòu)與功能的研究，因此，小麥的結(jié)構(gòu)與功能成為了影響小麥走向高產(chǎn)量的主要因素。旗葉光合作用產(chǎn)生的同化物，跟據(jù)前人研究發(fā)現(xiàn)是小麥籽粒產(chǎn)量物質(zhì)最重要的，旗葉是小麥籽粒碳水化合物的主要，是小麥葉片中的生長后期光合效率最高，它對籽粒的形成和產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大，對小麥籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率可
4、達(dá)三分之一[11-14]。小麥的光合作用的強(qiáng)弱是否會受到葉綠素的直接影響，這一問題目前的學(xué)者還沒有給出明確地結(jié)論，小麥的葉綠素含量與產(chǎn)量方面的研究已經(jīng)有一些成效[15-17]，但是在小麥育種方面還有待完善，本試驗探討了不同基因型對葉綠素含量的差異，分析了葉綠素含量與光合產(chǎn)物積累之間的關(guān)系，為育種工作提供理論依據(jù)。.1.1小麥葉片的研究背景葉綠體只要是進(jìn)行光合作用，就必須滿足某種結(jié)構(gòu)上的需求，這種結(jié)構(gòu)就是類囊體，類囊體的結(jié)構(gòu)比較特殊，它是有很多層膜結(jié)構(gòu)組成的，這些膜結(jié)構(gòu)都是一層一層的，每一層的厚度大約
5、在5-7nm左右，囊腔的空間大約在10nu左右，并且都是一些扁平的囊狀體結(jié)構(gòu)[18-20]。類囊體膜上存在著很多光合作用所必備的元素，其中最重要的是光合相關(guān)色素以及其他組成部分，當(dāng)然也包括一些電子傳遞鏈上所使用到的元素。類囊體膜的另外一個簡稱就是光合膜，在葉片中，多個類囊體組合在一起就形成了所謂的基粒，它是一種圓盤狀的片層物質(zhì)[21]。囊泡是由類囊體膜經(jīng)過折疊形成的，囊泡經(jīng)過聚集、增殖、發(fā)育成基粒片層或者基質(zhì)片層[22-25]。類囊體在運(yùn)輸裝備的時候，就會催化相關(guān)酶基因的產(chǎn)生與表達(dá)，這類主要是指胡蘿
6、卜素和葉綠素，基因由核編碼轉(zhuǎn)錄，從而被運(yùn)輸至質(zhì)體中。同時，葉綠素與葉綠素結(jié)合蛋白結(jié)合形成復(fù)合體并插入類囊體膜[26-28]?；Ｆ瑢优c葉綠體內(nèi)膜之間的成分是葉綠體基質(zhì)，是一種親水性的蛋白質(zhì)襯質(zhì)，是光合作用過程中固定CO2，積累光合作用產(chǎn)物的重要場所，其主要成分包括碳同化相關(guān)的葉綠體基因組DNA、酶類、葉綠體自身的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)及一些顆粒物成分[29-31]。.第二章小麥旗葉葉綠素與其光合特性關(guān)系的研究2.1引言小麥在我國的產(chǎn)量比較高，在我國很多地方多有種植，并且很多地方的規(guī)模很大。隨著世界人口不斷增
7、長而有效耕地面積不斷減少，如何能夠提高小麥的產(chǎn)量成為眾多科學(xué)家的首要任務(wù)。目前，大多數(shù)育種家均從分子生物學(xué)、遺傳學(xué)及傳統(tǒng)雜交方法選育并解釋高產(chǎn)小麥，然而對于葉片葉綠素含量與光合特性之間的影響研究的較少。據(jù)報道，小麥籽粒產(chǎn)量的80%以上都是在抽穗后期形成，并且1/3以上光合產(chǎn)物是由旗葉提供[51-53]，因此，葉片特別是旗葉對小麥的產(chǎn)量來說是至關(guān)重要的。葉片光合作用不僅能為小麥的生長發(fā)育提供營養(yǎng)物質(zhì)，葉片也會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生一系列變化來反映外界環(huán)境對小麥的影響。旗葉是小麥進(jìn)行光合作用的主要器官，旗
8、葉的面積、厚度、長度以及其對氣候環(huán)境的適應(yīng)性都直接影響到光合作用的效果和效率，進(jìn)而影響到小麥的產(chǎn)量。因此，旗葉的葉綠素含量是決定小麥產(chǎn)量的一個關(guān)鍵要素。小麥的產(chǎn)量受到光合效率的影響，光合效率又同時受到小麥旗葉上葉綠素含量的大小，三者之間有著密切的關(guān)系。因此，提高旗葉葉綠素水平，從而提高葉片光合能力有利于提高小麥產(chǎn)量[54-56]。小麥?zhǔn)鞘澜绶秶鷥?nèi)種植面積最為廣泛的重要糧食作物之一，全世界有40多個國家，大概35%-40%的人口主要靠小麥為生，因此小麥品質(zhì)的好壞直接與人
