不同生育時(shí)期的早熟棉花的葉綠素含量變化研究
葉綠素包含葉綠素a和葉綠素b，不同的植物葉綠素含量不同，同種植物的不同時(shí)期的葉綠素含量也不相同，下面我們一起看看不同生育時(shí)期的早熟棉花的葉綠素含量變化的差異，文章涉及到葉綠素含量的數(shù)值，借用葉綠素含量?jī)x進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)。
葉片是植物光合作用的主要器官，葉片中的葉綠體是光合作用最主要的細(xì)胞器，高等植物在光合反應(yīng)中吸收光能的主要色素為葉綠素。葉綠素a是光反應(yīng)中心復(fù)合體的主要組成成分，也是執(zhí)行能量轉(zhuǎn)化的光合色素， 有利于吸收長(zhǎng)波光； 葉綠素b是捕光色素蛋白復(fù)合體的重要組成部分，其作用在于捕獲與傳遞光能，有利于吸收短波光。 其中，葉綠素a／b值與光合器官的發(fā)育狀態(tài)及光合活性相關(guān)。因此，葉綠素含量與光合作用密切相關(guān)，是衡量光合作用強(qiáng)弱的重要因素。植物葉綠素含量及葉綠素a／b值變化是植物本身的遺傳特性，同時(shí)在一定程度上受環(huán)境條件的影響。 光照是影響葉綠素含量和葉綠素a／b值的重要因素。 生長(zhǎng)在強(qiáng)光下與弱光下的植物相比，總?cè)~綠素含量偏低，且葉綠素a/b值較高；適應(yīng)干旱環(huán)境的植物種群與不耐旱的種群相比，也有類似情況。 其次，溫度和水分也影響葉綠素含量和葉綠素a／b值，隨著氣溫升高、干旱程度增加，植物葉片葉綠素含量呈下降趨勢(shì)。
我國(guó)人多地少， 歷來(lái)糧棉生產(chǎn)爭(zhēng)地的矛盾突出，為使糧棉協(xié)調(diào)發(fā)展，早熟棉花育種是我國(guó)重要的育種方向之一。盡管經(jīng)過(guò)多年的研究，短季棉育種取得了重要進(jìn)展，但短季棉品種皮棉的單位面積產(chǎn)量仍然較低，存在著早熟早衰的問(wèn)題。 本試驗(yàn)利用本課題組培育的早熟不早衰的棉花新材料，以生產(chǎn)上推廣的棉花新品種為對(duì)照，對(duì)棉花育種新材料的葉綠素變化規(guī)律進(jìn)行了研究，期望為早熟棉花新品種選育提供可以利用的生理生化指標(biāo)和規(guī)律。
1材料與方法
1．1材料
試驗(yàn)在河南科技學(xué)院棉花試驗(yàn)基地進(jìn)行。 用4個(gè)本課題組培育的早熟棉花新材料作供試材料，以生產(chǎn)上正在推廣的早熟棉花新品種中棉所50、中棉所64作對(duì)照。供試早熟棉花新材料名稱為BM－1、BM－3、BM－4 和 BM－5。 棉花材料于 2008 年 4 月 25日大田播種，按照常規(guī)大田管理方式管理，在6月18日（現(xiàn)蕾期）、7月6日（開(kāi)花期）、7月20日（結(jié)鈴期）和8月15日（吐絮期）取樣，樣品取自同期棉花相同部位的全展開(kāi)功能葉片。
1．2測(cè)定方法
葉綠素含量測(cè)定方法采用分光光度計(jì)法。稱取剪碎的新鮮棉花葉片共3份，每份0.3g左右，放入試管中，然后向試管中加入10mL浸提液（按丙酮∶乙醇∶水＝4．5∶4．5∶1．0 配制），放入暗處提取24 h 以上，期間搖動(dòng)數(shù)次，混合均勻直到葉片完全變?yōu)榘咨珵橹�，即得到葉綠素的提取液。 把提取出來(lái)的各樣品葉綠素放入分光光度計(jì)中，測(cè)出每個(gè)樣品分別在 663 nm、645 nm 兩個(gè)波長(zhǎng)下的吸光度，根據(jù)公式求出棉花的葉綠素 a、b、a／b 值和總?cè)~綠素含量。每個(gè)樣品 3 次重復(fù)， 記下每次測(cè)得的數(shù)據(jù)， 結(jié)果取3次重復(fù)的平均值。
2結(jié)果與分析
2．1葉綠素測(cè)定儀測(cè)量早熟棉花新材料葉綠素a含量的變化由圖1可知，從棉花現(xiàn)蕾期至吐絮期，所有材料葉綠素 a 的含量總體呈下降趨勢(shì)， 下降呈波浪式，現(xiàn)蕾期葉綠素 a 含量最高，從現(xiàn)蕾期至開(kāi)花期下降，到開(kāi)花期降到最低，然后又上升，到結(jié)鈴期達(dá)到第二高峰，然后下降。 這可能是棉花現(xiàn)蕾處在夏初日照光線較強(qiáng)時(shí)期，但是棉花植株較小尚沒(méi)有封行，因而反射光較少，而葉綠素 a 含量較高有利于吸收較多的長(zhǎng)波光的緣故。 隨著光強(qiáng)增加，氣溫升高，棉花植株變大，棉田葉片出現(xiàn)較多的遮陰，可能是部分葉綠素 a 轉(zhuǎn)化成了葉綠素 b （或植株新合成了葉綠素 b），以適應(yīng)生長(zhǎng)的要求。
圖一早熟棉花材料不同生育時(shí)期葉綠素a含量變化
圖二 棉花材料不同生育時(shí)期葉綠素b含量變化
圖三 早熟棉花不同生育時(shí)期葉綠素含量a/b值變化
圖四 早熟棉花不同生育時(shí)期葉綠素含量a+b值變化
3討論
葉綠體中的色素包括葉綠素 a、 葉綠素 b 和類胡蘿卜素，葉綠體色素在光合作用過(guò)程中不僅擔(dān)負(fù)著光能吸收與轉(zhuǎn)化的重要作用，而且在環(huán)境的變化過(guò)程中通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)葉綠體色素之間的比例關(guān)系，恰當(dāng)?shù)胤峙浜秃纳⒐饽埽?保證光合系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 在正常條件下，葉綠體色素與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，但光照、低溫、高溫等環(huán)境條件的改變可使葉綠體色素變得不穩(wěn)定。 因而對(duì)其含量及組成比例與逆境脅迫的關(guān)系有不少研究，多數(shù)人認(rèn)為其呈正相關(guān)關(guān)系，且光合強(qiáng)度與葉綠素含量的比值（a／b）關(guān)系密切。 同時(shí)葉綠素的代謝是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，環(huán)境脅迫會(huì)打破這種平衡， 造成葉綠素含量的變化。
通過(guò)利用葉綠素計(jì)研究不同材料葉綠素的動(dòng)態(tài)變化，試驗(yàn)結(jié)果顯示不同棉花早熟新材料之間， 在整個(gè)生育期中，葉綠素變化有規(guī)律可循，結(jié)合材料抗性、產(chǎn)量和吐絮期早熟不早衰鑒定，可以通過(guò)不同材料的葉綠素含量及比值的表現(xiàn)找到育種新材料選擇的生理生化依據(jù)。通過(guò)對(duì)對(duì)照和4個(gè)早熟新材料的葉綠素a、葉綠素b含量、葉綠素a＋b含量和葉綠素a／b值的分析，材料 BM－5 在現(xiàn)蕾時(shí)葉綠素 a 含量較高，開(kāi)花時(shí)出現(xiàn)葉綠素b含量高峰，說(shuō)明隨著植株生長(zhǎng)，在棉田封行出現(xiàn)遮陰時(shí)，材料本身可以迅速啟動(dòng)自身酶系統(tǒng)將部分葉綠素 a 迅速轉(zhuǎn)化成葉綠素b（或大量新合成葉綠素b）以適應(yīng)環(huán)境的需要。 葉綠素b含量高峰的較早出現(xiàn)可以使材料吸收較多藍(lán)紫光，充分利用折射光，形成更多的有機(jī)物。 材料 BM－5 在吐絮期葉綠素b含量、葉綠素a＋b含量最高，而且葉綠素a／b的值最低，高的葉綠素a＋b總量和葉綠素b成分保證了吐絮期棉花植株后期營(yíng)養(yǎng)來(lái)源， 是材料豐產(chǎn)的保證。 通過(guò)本研究，我們認(rèn)為在育種材料選擇中，可以將出現(xiàn)葉綠素b高峰早，吐絮期葉綠素 b 含量高、葉綠素 a＋b 含量高和葉綠素a／b值較低作為材料選擇標(biāo)準(zhǔn)。
