1、小麥（Triticum aestivum L.）是我國(guó)重要的糧食作物之一，其產(chǎn)量的高低將直接影響我國(guó)的糧食安全，在耕地面積不斷減少的情勢(shì)下，解決小麥產(chǎn)量問題至關(guān)重要。小麥的光合作用效率是影響小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，而光合作用效率與小麥葉綠體發(fā)育密切相關(guān)。這使得探索小麥葉綠素合成及葉綠體形成發(fā)育的遺傳和生理機(jī)制成為研究小麥高光效育種的一個(gè)重要方面。葉色突變體是一種特殊的研究小麥光合作用機(jī)制的理想材料，是一種寶貴的種質(zhì)資源。
　　本課題組

2、發(fā)掘的小麥黃化葉突變體Ygm是栽培品種西農(nóng)1718的一個(gè)自發(fā)葉色突變體，其葉色在苗期即可表現(xiàn)出黃化特點(diǎn)，到了拔節(jié)期可清晰的分辨出三種葉色類型即黃化型、黃綠型和綠色型。前人對(duì)其遺傳特點(diǎn)、葉綠體超微結(jié)構(gòu)、光合作用特性等進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究，對(duì)其黃化基因Y1718進(jìn)行了初步定位;低溫敏感型紫條紋葉突變體PSL1（low-temperature-sensitive purple-stripes leaf1）是本課題組于2012年在西農(nóng)1125品系中

3、發(fā)掘的一個(gè)自發(fā)葉色突變體，其在苗期至拔節(jié)期葉色呈現(xiàn)綠-黃綠-紫紅-白-黃綠-綠的葉色變化。本研究以課題組創(chuàng)制的小麥黃化葉近等基因系和低溫敏感型小麥紫條紋葉突變體PSL1為材料，分別進(jìn)行以下研究:1.黃化葉小麥近等基因系的主要生理特性、葉綠體超微結(jié)構(gòu)變化及黃化基因Y1718的進(jìn)一步定位;2.PSL1突變體溫敏特性、主要農(nóng)藝性狀、主要生理特性標(biāo)、葉綠體超微結(jié)構(gòu)、光合色素含量、花青素含量、光合特性、抗氧化酶活性以及遺傳特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明

4、:
　　1.小麥黃化葉近等基因系Ygm研究結(jié)果:通過對(duì)3個(gè)黃化葉小麥近等基因系黃化系1-20YY、黃綠系1-20YG和綠色系1-20GG不同時(shí)期葉片中的可溶性物質(zhì)含量和抗氧化酶系統(tǒng)活力及其葉綠體超微結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，葉片中可溶性糖的含量以及可溶性蛋白質(zhì)的含量受到葉色的黃化突變對(duì)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該突變對(duì)植物葉片中游離脯氨酸含量的影響，其中黃化系1-20YY的可溶性糖含量與可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著低于1-20YG和綠色系1-20GG，而黃綠系

5、1-20YG的可溶性糖含量與綠色系1-20GG的差異不顯著。對(duì)葉片中抗氧化酶系統(tǒng)活力研究結(jié)果表明，葉色黃化對(duì)過氧化物酶(peroxidase，POD)活力的影響明顯大于其對(duì)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和過氧化氫酶(hydrogen peroxidase，CAT)活力的影響。葉綠體超微結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，黃化系1-20YY植株內(nèi)葉綠體大多數(shù)呈現(xiàn)出不規(guī)則狀，且葉綠體的分布多趨向于葉肉細(xì)胞的中央，它們的基質(zhì)和基

6、粒類囊體欠發(fā)達(dá)，相互間的聯(lián)結(jié)程度也很低，這與綠色系1-20GG的表現(xiàn)差異非常明顯;而黃綠系1-20YG的葉綠體形態(tài)與綠色系1-20GG差異相對(duì)較小，其植株細(xì)胞內(nèi)葉綠體形狀大多呈規(guī)則的近球形，它們的超微結(jié)構(gòu)與綠色系1-20GG也基本保持一致，基質(zhì)和基粒類囊體也較為發(fā)達(dá)，并且相互間聯(lián)結(jié)程度較高。通過利用EST-STS分子標(biāo)記對(duì)葉色黃化基因Y1718進(jìn)行進(jìn)一步的分子標(biāo)記得出兩個(gè)距離較近的分子標(biāo)記BE498358和CJ945085，與黃化基因Y

7、1718的距離分別為4.09CM和2.20CM。以上的研究結(jié)果將為進(jìn)一步探究葉色黃化出現(xiàn)的生物學(xué)機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
　　2.低溫敏感型小麥紫條紋葉色突變體PSL1的研究結(jié)果:通過研究發(fā)現(xiàn)，該葉色突變體是一個(gè)細(xì)胞質(zhì)遺傳的葉綠素缺失突變體，其受溫度影響，后代會(huì)分離出三種表型，包括紫色P型、紫條紋Ps型和綠色G型，引起葉色發(fā)生變化的溫度≤5℃，當(dāng)溫度≥6℃時(shí)葉色會(huì)逐漸恢復(fù)正常綠色。葉色突變后，突變型與野生型在主要生理指標(biāo)、光合作用指標(biāo)以及葉