小麥開(kāi)花及灌漿期葉片葉綠素含量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析

歐俊梅 王治斌 周強(qiáng) 陶軍 任勇 何員江

摘要 [目的]探討小麥開(kāi)花及灌漿期葉片葉綠素含量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性。[方法]以9個(gè)不同類(lèi)型的小麥品系為材料，對(duì)旗葉和倒二葉的葉綠素含量、千粒重、穗粒數(shù)、單穗重等進(jìn)行測(cè)定，并進(jìn)行相關(guān)分析。[結(jié)果]在相同的環(huán)境條件下，不同類(lèi)型的小麥在不同時(shí)期葉綠素含量均存在較大差異；小麥旗葉和倒二葉在開(kāi)花期和灌漿期葉綠素含量的變化規(guī)律大致相同，都表現(xiàn)為先緩慢升高，灌漿1、2期達(dá)到最高峰后慢慢下降，灌漿3期下降較快，灌漿4期表現(xiàn)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(guān)；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(guān)；倒二葉在開(kāi)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(guān)；倒二葉在灌漿3期與小區(qū)產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。[結(jié)論]該研究為小麥高產(chǎn)育種和利用提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 小麥；開(kāi)花期；葉綠素；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào) S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(chǎn)量直接影響世界糧食安全。小麥產(chǎn)量形成和增加的主要來(lái)源就是通過(guò)光合作用形成的產(chǎn)物。若要使小麥取得高產(chǎn)，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(jìn)行光合作用的基礎(chǔ)物質(zhì)，小麥葉綠素含量是研究小麥生長(zhǎng)特性、生理變化和氮素營(yíng)養(yǎng)狀況的重要指標(biāo)[4-6]。關(guān)于小麥葉綠素含量與產(chǎn)量的報(bào)道有很多，如楊國(guó)華等[7]對(duì)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(chǎn)量的關(guān)系進(jìn)行了研究；姜東燕等[8]對(duì)水分脅迫下的小麥葉綠素產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行了研究；何麗香等[9]對(duì)灌漿期葉綠素含量與小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行了研究。而關(guān)于小麥苗期低溫脅迫對(duì)開(kāi)花期和灌漿期葉綠素含量與產(chǎn)量影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，以不同類(lèi)型小麥為材料，主要對(duì)旗葉及倒二葉在開(kāi)花期及灌漿期葉綠素含量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性進(jìn)行探討，以期為小麥高產(chǎn)育種和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為不同類(lèi)型的小麥新品系，包括大穗大粒型、多穗型和中間型3種類(lèi)型9份材料，代號(hào)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(xiàn)為四川省小麥區(qū)域試驗(yàn)對(duì)照品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 于2015—2016年在四川省綿陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)地進(jìn)行小麥新品系產(chǎn)量品比試驗(yàn)，2016年1月綿陽(yáng)地區(qū)經(jīng)歷了40年來(lái)未遇的持續(xù)低溫，小麥在苗期遭遇了不同程度的凍害。田間隨機(jī)排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積6.67 m2，每小區(qū)5行，區(qū)長(zhǎng)5.00 m，行距0.27 m，基本苗180萬(wàn)/hm2，田間按常規(guī)高產(chǎn)田管理。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 產(chǎn)量性狀測(cè)定。

在小麥灌漿后期時(shí)，進(jìn)行株高、穗長(zhǎng)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)小穗、退化小穗等性狀的田間調(diào)查，每性狀調(diào)查30株，收獲晾曬后進(jìn)行小區(qū)產(chǎn)量稱(chēng)重，稱(chēng)量千粒重，各考種數(shù)據(jù)求平均值。

1.3.2 小麥葉綠素含量測(cè)定。

每小區(qū)取10個(gè)單株于小麥開(kāi)花期掛牌，從開(kāi)花期起每7 d為1期，共4個(gè)灌漿期，在開(kāi)花期及灌漿期采用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定標(biāo)記過(guò)的小麥旗葉及倒二葉葉綠素含量，對(duì)每個(gè)葉片的葉尖、葉中及葉基不同部位測(cè)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(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥開(kāi)花及灌漿期旗葉葉綠素含量變化

從圖1可以看出，小麥開(kāi)花期和灌漿期旗葉葉綠素含量的變化趨勢(shì)為先緩慢升高，灌漿初期（1期）或灌漿中期（2期）達(dá)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(kāi)花期至灌漿2期的變化大致相同，但在灌漿3、4期表現(xiàn)差異較大，以對(duì)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(gè)開(kāi)花期和灌漿期 Ⅰ4都表現(xiàn)出較高水平，Ⅰ2和 Ⅰ6在灌漿4期較高，主要原因是這2個(gè)品系在小麥灌漿落黃時(shí)仍表現(xiàn)枝葉青綠，并且抗條銹病白粉病好。

2.2 小麥開(kāi)花及灌漿期倒二葉葉綠素含量變化

小麥在開(kāi)花期和灌漿期倒二葉葉綠素含量的變化趨勢(shì)同旗葉大致相同（圖2），葉綠素含量一般在灌漿1期達(dá)到最高，隨后緩慢下降，從灌漿3期開(kāi)始急劇下降，在灌漿4期表現(xiàn)最低。對(duì)照綿麥367的倒二葉葉綠素含量在灌漿1期開(kāi)始急劇下降，主要原因是條銹菌孢子使倒二葉葉片嚴(yán)重失綠，導(dǎo)致葉綠素含量降低。不管是哪個(gè)時(shí)期，同時(shí)期倒二葉的葉綠素含量都比旗葉低，Ⅰ4在開(kāi)花期和灌漿1、2、3期葉綠素含量都表現(xiàn)較高水平，Ⅰ2在灌漿4期倒二葉葉綠素含量最高，這一點(diǎn)同旗葉表現(xiàn)一致。

2.3 不同時(shí)期小麥旗葉葉綠素含量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析

不同時(shí)期小麥旗葉葉綠素含量與產(chǎn)量各性狀存在一定的相關(guān)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(guān)；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(guān)。在小麥育種中，可通過(guò)提高灌漿2、3、4期旗葉葉綠素含量來(lái)提高千粒重或穗重，從而實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)的最終目標(biāo)。

2.4 不同時(shí)期小麥倒二葉葉綠素含量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析

從表2可以看出，開(kāi)花期及灌漿各期小麥倒二葉葉綠素含量與產(chǎn)量各性狀依然存在一定的相關(guān)性。倒二葉在開(kāi)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(guān)；同時(shí)，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(guān)；灌漿3期的葉綠素含量與小區(qū)產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。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(zhì)，除灌漿4期外，其余各期倒二葉的葉綠素含量對(duì)小麥產(chǎn)量起重要作用，通過(guò)提高各期倒二葉葉綠素含量從而增加籽粒干物質(zhì)的積累，提高千粒重和單穗重，最終達(dá)到小麥高產(chǎn)或超高產(chǎn)的育種目的。

3 結(jié)論與討論

小麥光合作用的場(chǎng)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(guò)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(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短是判斷小麥產(chǎn)量是否提高的重要參考指標(biāo)[10]。小麥籽粒灌漿干物質(zhì)的積累主要依靠旗葉和倒二葉的光合作用。該試驗(yàn)對(duì)旗葉和倒二葉的研究結(jié)果表明，在相同的環(huán)境條件下，不同類(lèi)型小麥在不同時(shí)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(jié)論與何麗香等研究一致[9，11]。該試驗(yàn)還探討了開(kāi)花期及灌漿期葉綠素含量變化，結(jié)果表明小麥旗葉和倒二葉在開(kāi)花期和灌漿期葉綠素含量的變化大致相同，都表現(xiàn)為先緩慢升高，灌漿初期或灌漿中期達(dá)到最高峰后慢慢下降，在灌漿后期下降較快，灌漿末期表現(xiàn)最低。同時(shí)，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(guān)，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(guān)于葉片葉綠素含量與產(chǎn)量性狀的關(guān)系，前人已有過(guò)相關(guān)的研究報(bào)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(shù)、千粒重和穗粒重均呈正相關(guān)；楊國(guó)華等[7]研究表明無(wú)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(guān)，但相關(guān)性不顯著。該試驗(yàn)通過(guò)對(duì)9個(gè)小麥品系在開(kāi)花期和灌漿期旗葉和倒二葉葉綠素含量與產(chǎn)量性狀進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)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(guān)；灌漿2、3、4期分別與千粒重呈極顯著正相關(guān)；倒二葉在開(kāi)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(guān)；倒二葉在灌漿后期的葉綠素含量與小區(qū)產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。由此說(shuō)明在小麥開(kāi)花期和灌漿期，旗葉和倒二葉對(duì)小麥千粒重和單穗重有重要影響，不同葉片在不同時(shí)期存在差異。在今后的小麥育種和改良工作中，應(yīng)注重選擇旗葉和倒二葉葉綠素含量高的品種，重點(diǎn)篩選灌漿后期旗葉和倒二葉光合持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的抗病品種，最終達(dá)到小麥高產(chǎn)或超高產(chǎn)的育種目的。

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