不同生育時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，同種植物的不同時期的葉綠素含量也不相同，下面我們一起看看不同生育時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值，借用葉綠素含量儀進行測量統(tǒng)計。
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胞器，高等植物在光合反應中吸收光能的主要色素為葉綠素。葉綠素a是光反應中心復合體的主要組成成分，也是執(zhí)行能量轉化的光合色素， 有利于吸收長波光； 葉綠素b是捕光色素蛋白復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。因此，葉綠素含量與光合作用密切相關，是衡量光合作用強弱的重要因素。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。 生長在強光下與弱光下的植物相比，總葉綠素含量偏低，且葉綠素a/b值較高；適應干旱環(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。
我國人多地少， 歷來糧棉生產爭地的矛盾突出，為使糧棉協(xié)調發(fā)展，早熟棉花育種是我國重要的育種方向之一。盡管經過多年的研究，短季棉育種取得了重要進展，但短季棉品種皮棉的單位面積產量仍然較低，存在著早熟早衰的問題。 本試驗利用本課題組培育的早熟不早衰的棉花新材料，以生產上推廣的棉花新品種為對照，對棉花育種新材料的葉綠素變化規(guī)律進行了研究，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和規(guī)律。
1材料與方法
1．1材料
試驗在河南科技學院棉花試驗基地進行。 用4個本課題組培育的早熟棉花新材料作供試材料，以生產上正在推廣的早熟棉花新品種中棉所50、中棉所64作對照。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（現蕾期）、7月6日（開花期）、7月20日（結鈴期）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功能葉片。
1．2測定方法
葉綠素含量測定方法采用分光光度計法。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，期間搖動數次，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。 把提取出來的各樣品葉綠素放入分光光度計中，測出每個樣品分別在 663 nm、645 nm 兩個波長下的吸光度，根據公式求出棉花的葉綠素 a、b、a／b 值和總葉綠素含量。每個樣品 3 次重復， 記下每次測得的數據， 結果取3次重復的平均值。
2結果與分析
2．1葉綠素測定儀測量早熟棉花新材料葉綠素a含量的變化由圖1可知，從棉花現蕾期至吐絮期，所有材料葉綠素 a 的含量總體呈下降趨勢， 下降呈波浪式，現蕾期葉綠素 a 含量最高，從現蕾期至開花期下降，到開花期降到最低，然后又上升，到結鈴期達到第二高峰，然后下降。 這可能是棉花現蕾處在夏初日照光線較強時期，但是棉花植株較小尚沒有封行，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波光的緣故。 隨著光強增加，氣溫升高，棉花植株變大，棉田葉片出現較多的遮陰，可能是部分葉綠素 a 轉化成了葉綠素 b （或植株新合成了葉綠素 b），以適應生長的要求。
圖一早熟棉花材料不同生育時期葉綠素a含量變化
圖二 棉花材料不同生育時期葉綠素b含量變化
圖三 早熟棉花不同生育時期葉綠素含量a/b值變化
圖四 早熟棉花不同生育時期葉綠素含量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程中不僅擔負著光能吸收與轉化的重要作用，而且在環(huán)境的變化過程中通過動態(tài)調節(jié)葉綠體色素之間的比例關系，恰當地分配和耗散光能， 保證光合系統(tǒng)的正常運轉。 在正常條件下，葉綠體色素與蛋白質結合在一起，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。 因而對其含量及組成比例與逆境脅迫的關系有不少研究，多數人認為其呈正相關關系，且光合強度與葉綠素含量的比值（a／b）關系密切。 同時葉綠素的代謝是一個動態(tài)平衡過程，環(huán)境脅迫會打破這種平衡， 造成葉綠素含量的變化。
通過利用葉綠素計研究不同材料葉綠素的動態(tài)變化，試驗結果顯示不同棉花早熟新材料之間， 在整個生育期中，葉綠素變化有規(guī)律可循，結合材料抗性、產量和吐絮期早熟不早衰鑒定，可以通過不同材料的葉綠素含量及比值的表現找到育種新材料選擇的生理生化依據。通過對對照和4個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 在現蕾時葉綠素 a 含量較高，開花時出現葉綠素b含量高峰，說明隨著植株生長，在棉田封行出現遮陰時，材料本身可以迅速啟動自身酶系統(tǒng)將部分葉綠素 a 迅速轉化成葉綠素b（或大量新合成葉綠素b）以適應環(huán)境的需要。 葉綠素b含量高峰的較早出現可以使材料吸收較多藍紫光，充分利用折射光，形成更多的有機物。 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養(yǎng)來源， 是材料豐產的保證。 通過本研究，我們認為在育種材料選擇中，可以將出現葉綠素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準。
