小麥開花及灌漿期葉片葉綠素含量與產量性狀的相關分析

歐俊梅 王治斌 周強 陶軍 任勇 何員江

摘要 [目的]探討小麥開花及灌漿期葉片葉綠素含量與產量性狀的相關性。[方法]以9個不同類型的小麥品系為材料，對旗葉和倒二葉的葉綠素含量、千粒重、穗粒數、單穗重等進行測定，并進行相關分析。[結果]在相同的環境條件下，不同類型的小麥在不同時期葉綠素含量均存在較大差異；小麥旗葉和倒二葉在開花期和灌漿期葉綠素含量的變化規律大致相同，都表現為先緩慢升高，灌漿1、2期達到最高峰后慢慢下降，灌漿3期下降較快，灌漿4期表現最低。旗葉在灌漿2、3期的葉綠素含量與單穗重分別呈極顯著和顯著正相關；灌漿2、3、4期的葉綠素含量分別與千粒重呈極顯著正相關；倒二葉在開花期和灌漿1、2、3期葉綠素含量分別與單穗重和千粒重呈顯著或極顯著正相關；倒二葉在灌漿3期與小區產量呈顯著正相關。[結論]該研究為小麥高產育種和利用提供了科學依據。

關鍵詞 小麥；開花期；葉綠素；產量

中圖分類號 S512.1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）07-0042-02

Correlation Aanalysis between Chlorophyll Content of Leaves and Yield Traits in Wheat at Flowering and Grain Filling Stage

OU Jun-mei， WANG Zhi-bin，ZHOU Qiang et al

（Mianyang Academy of Agricultural Sciences，Mianyang，Sichuan 621023）

Abstract [Objective] To study the correlation between chlorophyll content of leaves and yield traits in wheat at flowering and grain filling stage.[Method] The chlorophyll content of flag leaves and second top leaves， 1 000-grain weight， spike grain number and spike weight were measured by using nine wheat strains as the experimental materials，to study the correlation.[Result] The chlorophyll contents of different types of wheat in different periods were significantly different under the same conditions.The changes of chlorophyll content of flag leaves and second top leaves at flowering and grain filling stage were approximately the same.They increased slowly at first and reached the highest peak at 1st and 2nd filling stage，then followed by a slow decline， decreased rapidly at 4th filling stage.It had significant positive correlation between the chlorophyll content of flag leaves at the 2nd，3rd filling stages and spike weight；the cholorphyll content of the flag leaves at the 2nd，3rd，4th filling stages were extremely correlated with 1 000-grain weight； it had significant correlation between the chlorophyll content of the second top leaves at flowering and the 1st， 2nd，3rd filling stages and spike weight， 1 000-grain weight，respectively.The correlation between the second top leaves at 3rd filling stage and plot yield were significant.[Conclusion] The study provides a scientic basis for breeding and utilization of high-yield wheat.

Key words Wheat；Flowering stage；Chlorophyll；Yield

小麥作為主要的糧食作物之一，其產量直接影響世界糧食安全。小麥產量形成和增加的主要來源就是通過光合作用形成的產物。若要使小麥取得高產，首先要從源頭抓起，即提高小麥光合作用的能力[1-3]。葉綠素是綠色植物進行光合作用的基礎物質，小麥葉綠素含量是研究小麥生長特性、生理變化和氮素營養狀況的重要指標[4-6]。關于小麥葉綠素含量與產量的報道有很多，如楊國華等[7]對春小麥灌漿期到成熟期高溫脅迫下的旗葉葉綠素含量與產量的關系進行了研究；姜東燕等[8]對水分脅迫下的小麥葉綠素產量和品質進行了研究；何麗香等[9]對灌漿期葉綠素含量與小麥產量和品質的關系進行了研究。而關于小麥苗期低溫脅迫對開花期和灌漿期葉綠素含量與產量影響的研究鮮見報道。筆者在前人研究的基礎上，以不同類型小麥為材料，主要對旗葉及倒二葉在開花期及灌漿期葉綠素含量與產量性狀的相關性進行探討，以期為小麥高產育種和利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為不同類型的小麥新品系，包括大穗大粒型、多穗型和中間型3種類型9份材料，代號分別為CK，Ⅰ2～Ⅰ9，其中 Ⅰ2和 Ⅰ4為大穗大粒型，Ⅰ3和 Ⅰ5為中間型，其余為多穗型。CK為綿麥367，綿麥367現為四川省小麥區域試驗對照品種。

1.2 試驗設計 于2015—2016年在四川省綿陽市農業科學研究院試驗地進行小麥新品系產量品比試驗，2016年1月綿陽地區經歷了40年來未遇的持續低溫，小麥在苗期遭遇了不同程度的凍害。田間隨機排列，3次重復，小區面積6.67 m2，每小區5行，區長5.00 m，行距0.27 m，基本苗180萬/hm2，田間按常規高產田管理。

1.3 測定方法

1.3.1 產量性狀測定。

在小麥灌漿后期時，進行株高、穗長、每穗粒數、結實小穗、退化小穗等性狀的田間調查，每性狀調查30株，收獲晾曬后進行小區產量稱重，稱量千粒重，各考種數據求平均值。

1.3.2 小麥葉綠素含量測定。

每小區取10個單株于小麥開花期掛牌，從開花期起每7 d為1期，共4個灌漿期，在開花期及灌漿期采用SPAD-502葉綠素儀測定標記過的小麥旗葉及倒二葉葉綠素含量，對每個葉片的葉尖、葉中及葉基不同部位測量3次，最后取其總平均值作為該葉片的葉綠素含量。

1.4 統計分析方法

試驗數據采用Excel軟件進行相關的統計分析。

2 結果與分析

2.1 小麥開花及灌漿期旗葉葉綠素含量變化

從圖1可以看出，小麥開花期和灌漿期旗葉葉綠素含量的變化趨勢為先緩慢升高，灌漿初期（1期）或灌漿中期（2期）達到最高峰后慢慢下降，灌漿后期（3期）下降較快，灌漿末期（4期）含量最低。不同小麥品系的旗葉葉綠素含量在開花期至灌漿2期的變化大致相同，但在灌漿3、4期表現差異較大，以對照品種綿麥367下降較快，其主要原因是綿麥367在灌漿3期感條銹病致使旗葉失去葉綠素較快。從圖1還可以看出，不同小麥品系旗葉葉綠素含量不同，這主要是基因型不同所致，在整個開花期和灌漿期 Ⅰ4都表現出較高水平，Ⅰ2和 Ⅰ6在灌漿4期較高，主要原因是這2個品系在小麥灌漿落黃時仍表現枝葉青綠，并且抗條銹病白粉病好。

2.2 小麥開花及灌漿期倒二葉葉綠素含量變化

小麥在開花期和灌漿期倒二葉葉綠素含量的變化趨勢同旗葉大致相同（圖2），葉綠素含量一般在灌漿1期達到最高，隨后緩慢下降，從灌漿3期開始急劇下降，在灌漿4期表現最低。對照綿麥367的倒二葉葉綠素含量在灌漿1期開始急劇下降，主要原因是條銹菌孢子使倒二葉葉片嚴重失綠，導致葉綠素含量降低。不管是哪個時期，同時期倒二葉的葉綠素含量都比旗葉低，Ⅰ4在開花期和灌漿1、2、3期葉綠素含量都表現較高水平，Ⅰ2在灌漿4期倒二葉葉綠素含量最高，這一點同旗葉表現一致。

2.3 不同時期小麥旗葉葉綠素含量與產量性狀的相關分析

不同時期小麥旗葉葉綠素含量與產量各性狀存在一定的相關性。從表1可以看出，旗葉灌漿2期、3期的葉綠素含量與單穗重分別呈極顯著和顯著正相關；旗葉灌漿2、3、4期的葉綠素含量分別與千粒重呈極顯著正相關。在小麥育種中，可通過提高灌漿2、3、4期旗葉葉綠素含量來提高千粒重或穗重，從而實現小麥高產的最終目標。

2.4 不同時期小麥倒二葉葉綠素含量與產量性狀的相關分析

從表2可以看出，開花期及灌漿各期小麥倒二葉葉綠素含量與產量各性狀依然存在一定的相關性。倒二葉在開花期和灌漿1、2、3期葉綠素含量與單穗重呈顯著或極顯著正相關；同時，除灌漿4期外，倒二葉葉綠素含量在其他各期均與千粒重呈顯著或極顯著正相關；灌漿3期的葉綠素含量與小區產量呈顯著正相關。在小麥灌漿4期，倒二葉葉綠素含量較低，小麥籽粒灌漿主要依靠旗葉的光合作用積累干物質，除灌漿4期外，其余各期倒二葉的葉綠素含量對小麥產量起重要作用，通過提高各期倒二葉葉綠素含量從而增加籽粒干物質的積累，提高千粒重和單穗重，最終達到小麥高產或超高產的育種目的。

3 結論與討論

小麥光合作用的場所是葉綠體，葉綠素是小麥葉綠體中參與光合途徑最為重要的光合色素，其在光合作用的過程中扮演著重要角色。小麥葉綠素含量和小麥花后光合能力的提高及光合持續時間的長短是判斷小麥產量是否提高的重要參考指標[10]。小麥籽粒灌漿干物質的積累主要依靠旗葉和倒二葉的光合作用。該試驗對旗葉和倒二葉的研究結果表明，在相同的環境條件下，不同類型小麥在不同時期葉

綠素含量均存在較大差異，這主要是基因型不同所致。該結論與何麗香等研究一致[9，11]。該試驗還探討了開花期及灌漿期葉綠素含量變化，結果表明小麥旗葉和倒二葉在開花期和灌漿期葉綠素含量的變化大致相同，都表現為先緩慢升高，灌漿初期或灌漿中期達到最高峰后慢慢下降，在灌漿后期下降較快，灌漿末期表現最低。同時，葉綠素含量的變化與小麥抗病性尤其是抗條銹病密切相關，主要原因是條銹菌孢子侵染小麥葉片使葉片失綠，降低葉綠素含量。

關于葉片葉綠素含量與產量性狀的關系，前人已有過相關的研究報道。何麗香等[9]研究表明，小麥灌漿期上三葉葉綠素含量與穗粒數、千粒重和穗粒重均呈正相關；楊國華等[7]研究表明無論是高溫脅迫還是在常溫下，春小麥旗葉葉綠素含量與千粒重和穗粒重均呈正相關，但相關性不顯著。該試驗通過對9個小麥品系在開花期和灌漿期旗葉和倒二葉葉綠素含量與產量性狀進行相關分析，結果表明旗葉在灌漿2、3期的葉綠素含量與單穗重分別呈極顯著和顯著正相關；灌漿2、3、4期分別與千粒重呈極顯著正相關；倒二葉在開花期和灌漿1、2、3期葉綠素含量分別與單穗重和千粒重呈顯著或極顯著正相關；倒二葉在灌漿后期的葉綠素含量與小區產量呈顯著正相關。由此說明在小麥開花期和灌漿期，旗葉和倒二葉對小麥千粒重和單穗重有重要影響，不同葉片在不同時期存在差異。在今后的小麥育種和改良工作中，應注重選擇旗葉和倒二葉葉綠素含量高的品種，重點篩選灌漿后期旗葉和倒二葉光合持續時間長的抗病品種，最終達到小麥高產或超高產的育種目的。

參考文獻

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