小麦开花及灌浆期叶片叶绿素含量与产量性状的相关分析

欧俊梅 王治斌 周强 陶军 任勇 何员江

摘要 [目的]探讨小麦开花及灌浆期叶片叶绿素含量与产量性状的相关性。[方法]以9个不同类型的小麦品系为材料，对旗叶和倒二叶的叶绿素含量、千粒重、穗粒数、单穗重等进行测定，并进行相关分析。[结果]在相同的环境条件下，不同类型的小麦在不同时期叶绿素含量均存在较大差异；小麦旗叶和倒二叶在开花期和灌浆期叶绿素含量的变化规律大致相同，都表现为先缓慢升高，灌浆1、2期达到最高峰后慢慢下降，灌浆3期下降较快，灌浆4期表现最低。旗叶在灌浆2、3期的叶绿素含量与单穗重分别呈极显著和显著正相关；灌浆2、3、4期的叶绿素含量分别与千粒重呈极显著正相关；倒二叶在开花期和灌浆1、2、3期叶绿素含量分别与单穗重和千粒重呈显著或极显著正相关；倒二叶在灌浆3期与小区产量呈显著正相关。[结论]该研究为小麦高产育种和利用提供了科学依据。

关键词 小麦；开花期；叶绿素；产量

中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 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

小麥作為主要的粮食作物之一，其产量直接影响世界粮食安全。小麦产量形成和增加的主要来源就是通过光合作用形成的产物。若要使小麦取得高产，首先要从源头抓起，即提高小麦光合作用的能力[1-3]。叶绿素是绿色植物进行光合作用的基础物质，小麦叶绿素含量是研究小麦生长特性、生理变化和氮素营养状况的重要指标[4-6]。关于小麦叶绿素含量与产量的报道有很多，如杨国华等[7]对春小麦灌浆期到成熟期高温胁迫下的旗叶叶绿素含量与产量的关系进行了研究；姜东燕等[8]对水分胁迫下的小麦叶绿素产量和品质进行了研究；何丽香等[9]对灌浆期叶绿素含量与小麦产量和品质的关系进行了研究。而关于小麦苗期低温胁迫对开花期和灌浆期叶绿素含量与产量影响的研究鲜见报道。笔者在前人研究的基础上，以不同类型小麦为材料，主要对旗叶及倒二叶在开花期及灌浆期叶绿素含量与产量性状的相关性进行探讨，以期为小麦高产育种和利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为不同类型的小麦新品系，包括大穗大粒型、多穗型和中间型3种类型9份材料，代号分别为CK，Ⅰ2～Ⅰ9，其中 Ⅰ2和 Ⅰ4为大穗大粒型，Ⅰ3和 Ⅰ5为中间型，其余为多穗型。CK为绵麦367，绵麦367现为四川省小麦区域试验对照品种。

1.2 试验设计 于2015—2016年在四川省绵阳市农业科学研究院试验地进行小麦新品系产量品比试验，2016年1月绵阳地区经历了40年来未遇的持续低温，小麦在苗期遭遇了不同程度的冻害。田间随机排列，3次重复，小区面积6.67 m2，每小区5行，区长5.00 m，行距0.27 m，基本苗180万/hm2，田间按常规高产田管理。

1.3 测定方法

1.3.1 产量性状测定。

在小麦灌浆后期时，进行株高、穗长、每穗粒数、结实小穗、退化小穗等性状的田间调查，每性状调查30株，收获晾晒后进行小区产量称重，称量千粒重，各考种数据求平均值。

1.3.2 小麦叶绿素含量测定。

每小区取10个单株于小麦开花期挂牌，从开花期起每7 d为1期，共4个灌浆期，在开花期及灌浆期采用SPAD-502叶绿素仪测定标记过的小麦旗叶及倒二叶叶绿素含量，对每个叶片的叶尖、叶中及葉基不同部位测量3次，最后取其总平均值作为该叶片的叶绿素含量。

1.4 统计分析方法

试验数据采用Excel软件进行相关的统计分析。

2 结果与分析

2.1 小麦开花及灌浆期旗叶叶绿素含量变化

从图1可以看出，小麦开花期和灌浆期旗叶叶绿素含量的变化趋势为先缓慢升高，灌浆初期（1期）或灌浆中期（2期）达到最高峰后慢慢下降，灌浆后期（3期）下降较快，灌浆末期（4期）含量最低。不同小麦品系的旗叶叶绿素含量在开花期至灌浆2期的变化大致相同，但在灌浆3、4期表现差异较大，以对照品种绵麦367下降较快，其主要原因是绵麦367在灌浆3期感条锈病致使旗叶失去叶绿素较快。从图1还可以看出，不同小麦品系旗叶叶绿素含量不同，这主要是基因型不同所致，在整个开花期和灌浆期 Ⅰ4都表现出较高水平，Ⅰ2和 Ⅰ6在灌浆4期较高，主要原因是这2个品系在小麦灌浆落黄时仍表现枝叶青绿，并且抗条锈病白粉病好。

2.2 小麦开花及灌浆期倒二叶叶绿素含量变化

小麦在开花期和灌浆期倒二叶叶绿素含量的变化趋势同旗叶大致相同（图2），叶绿素含量一般在灌浆1期达到最高，随后缓慢下降，从灌浆3期开始急剧下降，在灌浆4期表现最低。对照绵麦367的倒二叶叶绿素含量在灌浆1期开始急剧下降，主要原因是条锈菌孢子使倒二叶叶片严重失绿，导致叶绿素含量降低。不管是哪个时期，同时期倒二叶的叶绿素含量都比旗叶低，Ⅰ4在开花期和灌浆1、2、3期叶绿素含量都表现较高水平，Ⅰ2在灌浆4期倒二叶叶绿素含量最高，这一点同旗叶表现一致。

2.3 不同时期小麦旗叶叶绿素含量与产量性状的相关分析

不同时期小麦旗叶叶绿素含量与产量各性状存在一定的相关性。从表1可以看出，旗叶灌浆2期、3期的叶绿素含量与单穗重分别呈极显著和显著正相关；旗叶灌浆2、3、4期的叶绿素含量分别与千粒重呈极显著正相关。在小麦育种中，可通过提高灌浆2、3、4期旗叶叶绿素含量来提高千粒重或穗重，从而实现小麦高产的最终目标。

2.4 不同时期小麦倒二叶叶绿素含量与产量性状的相关分析

从表2可以看出，开花期及灌浆各期小麦倒二叶叶绿素含量与产量各性状依然存在一定的相关性。倒二叶在开花期和灌浆1、2、3期叶绿素含量与单穗重呈显著或极显著正相关；同时，除灌浆4期外，倒二叶叶绿素含量在其他各期均与千粒重呈显著或极显著正相关；灌浆3期的叶绿素含量与小区产量呈显著正相关。在小麦灌浆4期，倒二叶叶绿素含量较低，小麦籽粒灌浆主要依靠旗叶的光合作用积累干物质，除灌浆4期外，其余各期倒二叶的叶绿素含量对小麦产量起重要作用，通过提高各期倒二叶叶绿素含量从而增加籽粒干物质的积累，提高千粒重和单穗重，最终达到小麦高产或超高产的育种目的。

3 结论与讨论

小麦光合作用的场所是叶绿体，叶绿素是小麦叶绿体中参与光合途径最为重要的光合色素，其在光合作用的过程中扮演着重要角色。小麦叶绿素含量和小麦花后光合能力的提高及光合持续时间的长短是判断小麦产量是否提高的重要参考指标[10]。小麦籽粒灌浆干物质的积累主要依靠旗叶和倒二叶的光合作用。该试验对旗叶和倒二叶的研究结果表明，在相同的环境条件下，不同类型小麦在不同时期叶

绿素含量均存在较大差异，这主要是基因型不同所致。该结论与何丽香等研究一致[9，11]。该试验还探讨了开花期及灌浆期叶绿素含量变化，结果表明小麦旗叶和倒二叶在开花期和灌浆期叶绿素含量的变化大致相同，都表现为先缓慢升高，灌浆初期或灌浆中期达到最高峰后慢慢下降，在灌浆后期下降较快，灌浆末期表现最低。同时，叶绿素含量的变化与小麦抗病性尤其是抗条锈病密切相关，主要原因是条锈菌孢子侵染小麦叶片使叶片失绿，降低叶绿素含量。

关于叶片叶绿素含量与产量性状的关系，前人已有过相关的研究报道。何丽香等[9]研究表明，小麦灌浆期上三叶叶绿素含量与穗粒数、千粒重和穗粒重均呈正相关；杨国华等[7]研究表明无论是高温胁迫还是在常温下，春小麦旗叶叶绿素含量与千粒重和穗粒重均呈正相关，但相关性不显著。该试验通过对9个小麦品系在开花期和灌浆期旗叶和倒二叶叶绿素含量与产量性状进行相關分析，结果表明旗叶在灌浆2、3期的叶绿素含量与单穗重分别呈极显著和显著正相关；灌浆2、3、4期分别与千粒重呈极显著正相关；倒二叶在开花期和灌浆1、2、3期叶绿素含量分别与单穗重和千粒重呈显著或极显著正相关；倒二叶在灌浆后期的叶绿素含量与小区产量呈显著正相关。由此说明在小麦开花期和灌浆期，旗叶和倒二叶对小麦千粒重和单穗重有重要影响，不同叶片在不同时期存在差异。在今后的小麦育种和改良工作中，应注重选择旗叶和倒二叶叶绿素含量高的品种，重点筛选灌浆后期旗叶和倒二叶光合持续时间长的抗病品种，最终达到小麦高产或超高产的育种目的。

参考文献

[1] 朱庆森，张祖建，杨建昌，等.亚种间杂交稻产量源库特征[J].中国农业科学，1997，30（3）：52-59.

[2] 周云龙.植物生物学[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3] 王韶唐.小麦产量形成的生理基础[J].麦类作物学报，1984（1）：21-23.

[4] 刘贞琦，刘振业，马达鹏，等.水稻叶绿素含量及其与光合速率关系的研究[J].作物学报，1984，10（1）：57-61.

[5] 左宝玉，李世仪，匡廷云，等.玉米不同层次叶片叶绿体的超微结构和叶绿素含量变化[J].作物学报，1987，13（3）：213-217.

[6] 薛香，吴玉娥.小麦叶片叶绿素含量测定及其与 SPAD 值的关系[J].湖北农业科学，2010，49（11）：2701-2702.

[7] 杨国华，董建力.灌浆期高温胁迫对小麦叶绿素和粒重的影响[J].甘肃农业科技，2009（8）：3-5.

[8] 姜东燕，于振文.土壤水分对小麦产量和品质的影响[J].核农学报，2007，21（6）：641-645.

[9] 何丽香，傅兆麟，宫晶，等.小麦灌浆期上三叶叶绿素含量与产量和品质的关系[J].中国农学通报，2014，30（15）：183-187.

[10] 张志鹏，傅兆麟.小麦叶片叶绿素含量与产量关系研究进展综述[J].安徽农学通报，2015，21（10）：36-37，81.

[11] 杨四军，王来花.不同条件下小麦叶绿素含量及其与光合产物积累之间的关系[J].江苏农业科学，1989（1）：4-7.