不同生育时期的早熟棉花的叶绿素含量变化研究
叶绿素包含叶绿素a和叶绿素b，不同的植物叶绿素含量不同，同种植物的不同时期的叶绿素含量也不相同，下面我们一起看看不同生育时期的早熟棉花的叶绿素含量变化的差异，文章涉及到叶绿素含量的数值，借用叶绿素含量仪进行测量统计。
叶片是植物光合作用的主要器官，叶片中的叶绿体是光合作用最主要的细胞器，高等植物在光合反应中吸收光 能的主要色素为叶绿素。叶绿素a是光反应中心复合体的主要组成成分，也是执行能量转化的光合色素，有利于吸收长波光；叶绿素b是捕光色素蛋白复合体的重要组成部分，其作用在于捕获与传递光能，有利于吸收短波光。其中，叶绿素a／b值与光合器官的发育状态及光合活性相关。因此，叶绿素含量与光合作用密切相关，是衡量光合作用强弱的重要因素。植物叶绿素含量及叶绿素 a／b值变化是植物本身的遗传特性，同时在一定程度上受环境条件的影响。光照是影响叶绿素含量和叶绿素a／b值的重要因素 生长在强光下与弱光下的植物相比，总叶绿素含量偏低，且叶绿素a/b值较高；适应干旱环境的植物种群与不耐旱的种群相比，也有类似情况。 其次，温度和水分也影响叶绿素含量和叶绿素a／b值，随着气温升高、干旱程度增加，植物叶片叶绿素含量呈下降趋势。
我国人多地少， 历来粮棉生产争地的矛盾突出，为使粮棉协调发展，早熟棉花育种是我国重要的育种方向之一。尽管经过多年的研究，短季棉育种取得了重要进展，但短季棉品种皮 棉的单位面积产量仍然较低，存在着早熟早衰的问题。本试验利用本课题组培育的早熟不早衰的棉花新材料，以生产上推广的棉花新品种为对照，对棉花育种新材料的叶绿素变化规律进行了研究，期望为早熟棉花新品种 选育提供可以利用的生理生化指标和规律。
1材料与方法
1．1材料
试验在河南科技学院棉花试验基地进行。 用4个本课题组培育的早熟棉花新材料作供试材料，以生产上正在推广的早熟棉花新品种中棉所50、中棉所64作对照。供试早熟棉花新材料名称为BM－1、 BM－3、BM－4 和 BM－5。棉花材料于 2008 年 4 月 25日大田播种，按照常规大田管理方式管理，在6月18日（现蕾期）、7月6日（开花期）、7月20日（结铃期）和8月15日（吐絮期）取样，样品取自同期棉花相同部位的全展开功能叶片。
1．2测定方法
叶绿素含量测定方法采用分光光度计法。称取剪碎的新鲜棉花叶片共3份，每份0.3g左右，放入试管中， 然后向试管中加入10mL浸提液（按丙酮∶乙醇∶水＝4．5∶4．5∶1．0 配制），放入暗处提取24 h 以上，期间摇动数次，混合均匀直到叶片完全变为白色为止，即得到叶绿素的提取液。把提取出来的各样品叶绿素放入分光光度计中，测出每个样品分别在 663 nm、645 nm 两个波长下的吸光度，根据公式求出棉花的叶绿素 a、b、a／b 值和总叶绿素含量。每个样品 3 次重复，记下每次测得的数据，结果取3次重复的平均值。
2结果与分析
2．1叶绿素测定仪测 量早熟棉花新材料叶绿素a含量的变化由图1可知，从棉花现蕾期至吐絮期，所有材料叶绿素 a 的含量总体呈下降趋势，下降呈波浪式，现蕾期叶绿素 a 含量最高，从现蕾期至开花期下降，到开花期降到最低，然后又上升，到结铃期达到第二高峰，然后下降。这可能是棉花现蕾处在夏初日照光线较强时期，但是棉花植株较小尚没有封行，因而反射光较少，而叶绿素 a 含量较高有利于吸收较多的长波光的缘故。随着光强增加，气温升高，棉花植株变大，棉田叶片出现较多的遮阴，可能是部分叶绿素 a 转化成了叶绿素 b （或植株新合成了叶绿素 b），以适应生长的要求。
图一早熟棉花材料不同生育时期叶绿素a含量变化
2．2早熟棉花新材料叶绿素b含量的变化较高的叶绿素 b 含量意味着植株具有较高吸收、传递太阳光的能力，是材料高产的前提。从图 2可以看出，所有的材料都有一个叶绿素 b 含量高峰，但是不同材料高峰出现的时间不一样，BM－3 和BM－5 出现在7月6日开花期，而对照和其他材料高峰均出现在7月20日结铃期，材料BM－1和BM－4和对照中棉所50、 中棉所 64 有相似变化规律，但是吐絮期 BM－4 的叶绿素 b 含量高于两个对照。 较早出现叶绿素 b 含量高峰可能是植株蕾期生长健壮封行较早造成的，意味着该材料苗期生长速度快、物质转化效率高，其生理机制与其他材料有差异。
图二 棉花材料不同生育时期叶绿素b含量变化
2．3早熟棉花新材料叶绿素a／b值的变化在一定范围内较低的叶绿素a／b值有利于植物充分利用不饱和的散射弱光来进行光合作用，而叶绿素仪SPAD-502则显示叶绿素 a 可能不及叶绿素 b 稳定，在活性氧的作用下更易被分解破坏，这可能也是叶绿素 a ／ b 值较低的原因之一，不同时期的叶绿素 a／b 值反映了叶片对光线吸收的变化。从图 3 可以看出，就棉花整个生育期而言，所有材料都表现相似的变化规律，现蕾期最高，然后下降，开花期和结铃期先是维持较低的水平，然后升高。材料 BM－1 与对照比较现蕾期叶绿素 a／b 值较低，在吐絮期却较高；材料BM－3 在现蕾期与对照中棉所 50 接近，开花期低于中棉所 50，但高于其他材料，结铃期和吐絮期均高于其他材料。
图三 早熟棉花不同生育时期叶绿素含量a/b值变化
2．4早熟棉花新材料叶绿素a＋b含量的变化叶绿素是植物吸收光能进行光合作用的色素，在一定范围内，光合强度随其 a＋b 含量增加而加强，因此它是反映植物丰产性能的生理指标之一。植物的叶绿素 a＋b 含量因品种和生育期而异，且对肥水等反应非常灵敏，所以它既可在育种上作为品种比较生理指标，也可用来检验肥水及促熟防衰等措施的效应。 由图 4 可知，整个棉花生育期叶绿素 a＋b 含量呈现单峰曲线，但是不同材料有差异，材料 BM－3 和 BM－5 的峰值出现在开花期， 对照和BM－1、BM－4 峰值均出现在花铃期。
图四 早熟棉花不同生育时期叶绿素含量a+b值变化
3讨论
叶绿体中的色素包括叶绿素a、 叶绿素 b 和类胡萝卜素，叶绿体色素在光合作用过程中不仅担负着光能吸收与转化的重要作用，而且在环境的变化过程中通过动态调节叶绿体色素之间的比例关系，恰当地分 配和耗散光能，保证光合系统的正常运转。 在正常条件下，叶绿体色素与蛋白质结合在一起，但光照、低温、高温等环境条件的改变可使叶绿体色素变得不稳定。 因而对其含量及组成比例与逆境胁迫的关系有不少研究，多数人认为其呈正相关关系，且光合强度与叶绿素含量的比值（a／b）关系密切。 同时叶绿素的代谢是一个动态平衡过程，环境胁迫会打破这种平衡， 造成叶绿素含量的变化。
通过利用叶绿素计研 究不同材料叶绿素的动态变化，试验结果显示不同棉花早熟新材料之间， 在整个生育期中，叶绿素变化有规律可循，结合材料抗性、产量和吐絮期早熟不早衰鉴定，可以通过不同材料的叶绿素含量及比值的表现找到育种新材料选择的生理 生化依据。通过对对照和4个早熟新材料的叶绿素a、叶绿素b含量、叶绿素a＋b含量和叶绿素a／b值的分析，材料 BM－5 在现蕾时叶绿素 a 含量较高，开花时出现叶绿素b含量高峰，说明随着植株生长，在棉田封行出现遮阴时，材料本身可以迅速启动自身酶系统将部分叶绿素 a 迅速转化成叶绿素b（或大量新合成叶绿素b）以适应环境的需要。 叶绿素b含量高峰的较早出现可以使材料吸收较多蓝紫光，充分利用折射光，形成更多的有机物。 材料 BM－5 在吐絮期叶绿素b含量、叶绿素a＋b含量最高，而且叶绿素a／b的值最低，高的叶绿素a＋b总量和叶绿素b成分保证了吐絮期棉花植株后期营养来源，是材料丰产的保证。 通过本研究，我们认为在育种材料选择中，可以将出现叶绿素b高峰早，吐絮期叶绿素 b 含量高、叶绿素 a＋b 含量高和叶绿素a／b值较低作为材料选择标准。
