黄瓜叶片黄化突变的生理机制
摘要：以正常黄瓜和幼叶黄化突变体叶片为材料，通过比较正常黄瓜和黄化突变体黄瓜的形态指标，叶绿素、类胡萝卜素含量，以及各项光合指标的差异，研究黄瓜叶片黄化突变体的生理机制。结果表明：黄化突变体和正常植株除颜色外其他形态指标无显著差异；黄化突变体的净光合速率比正常材料低，黄化苗的气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率均高于正常苗；黄化苗的叶绿素及类胡萝卜素含量均低于正常苗。
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言23
1材料与方法3
1.1材料 3
1.2方法 3
1.3数据分析方法4
2结果与分析4
2.1生长状态的观察结果4
2.2突变体与正常植株相同叶位叶色素含量的比较45
2.3正常植株与突变体光合性能的比较56
3.讨论67
致谢7
参考文献78
黄瓜叶片黄化突变体的生理机制
园艺 鲁秀梅
引言
引言
叶色突变是植物界常见的一种现象，在小麦[1]、水稻[2]、甜瓜[3]等方面均有做出研究报道，它们突变的原因各不相同，此现象在黄瓜叶片上同样出现。黄瓜的叶色突变体可以作为遗传育种、光合作用、色素合成、基因连锁和基因表达调控等研究的优良材料。研究黄瓜叶片黄化突变体的生理机制在理论上和生产实践应用上都具有有重要的意义。 此外，叶色突变体在育种上具有重要的应用价值，一方面通过基因突变可以创造出优良的种质资源，增加物种的遗传多样性，进而选育出优良的蔬菜新品种和新类型[4]；另一方面它是开展光合系统结构与功能及其调控机制研究的理想材料，也是遗传和育种研究中具有重要价值的基础材料[56]。利用叶色突变体容易识别的特点，若将突变性状转育到杂交种亲本中，可以作为标记性状快速坚定杂交种的纯度，节约成本和时间[7]。
在黄瓜上也有芽黄和叶色突变等方面的报道，目前对黄瓜叶片黄化突变体的研究主要集中在遗传分析及基因定位上[8]，但对黄瓜叶色突变体生理机制研究报道不多。植物叶色突变的生
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
理机制主要与色素的代谢过程有关，大致可区分为几种类型，缺叶绿素a，缺叶绿素b等[9]。叶色的褪绿原因，主要是叶绿体色素的变换有关，在已发现的多种色素突变体中，既有因叶绿素合成直接受影响而导致的褪绿，也有因叶绿素存在的环境发生改变，间接造成叶片失绿，还有因叶绿素超微结构改变而导致的[1011]褪绿。就同一品种而言，叶色的深浅主要取决于叶绿体色素的含量。其中，类胡萝卜素的含量相对比较稳定，而叶绿素含量的变化幅度却较大（从干重的1%~4.5%）。因此，叶色的变化实际上受叶绿素的含量所支配。通常叶绿素含量约为类胡萝卜素含量的3倍，所以呈绿色，只有当叶绿素的形成受阻或被严重破坏和胡萝卜相对较多时，叶片才呈现黄色。实验室前期通过EMS诱变获得了多个叶色突变体，其中苗期叶色黄化突变体表现独特，其中幼苗叶片明显黄化，随着植株的生长，叶化逐渐恢复绿色，同时植物的长势因叶片的黄化而受到较小影响。这种独特的黄化为我们研究叶色多样性的生理机制提供优异的材料，对该材料生理机制的研究也将为我们进一步的利用提供指导。因此以该黄化突变体为材料，从生理角度深入研究其黄化的机理，不仅可以更好地利用叶色突变体黄瓜，利用黄色叶片的观赏价值，而且可以为将来利用性叶色突变体作为标记性状快速检测杂交种纯度、检测和定位数量性状基因及应用于育种实践提供理论依据。
1 材料与方法
1．1 材料
实验室前期通过EMS诱变获得的叶色突变体，其中苗期叶色黄化突变体表现独特，幼叶明显黄化，随着植株的生长，叶片逐渐恢复绿色，而植物的长势受叶片黄化影响较小。
正常黄瓜材料
1．2 方法
形态学观察：分别观察测量记录正常植株和黄化突变体体的生长势、分枝性、节间长、茎粗、叶色、叶片大小（纵长，横长）。
叶色素含量测定：采用测定采用李合生（2000）的方法，并加以改进[12]:在同一时期用打孔器分别对突变体和正常植株的1,2,3,4叶位取样，每一叶位取4小圆片，分别剪碎装入有95%无水乙醇的试管中，编号，用锡箔纸包好放入冰盒中。暗处理24小时或更久直至叶片发白，将样品叶绿素提取液倒入比色皿中用分光光度计（UV1100）分别在波长470nm，649nm，665nm下测定吸光值，以95%无水乙醇为空白对照，按下列公式计算叶绿素a、b，类胡萝卜素的含量（所算单位是mg/cm2)
Ca = （13.95A665 6.88A649 ）*0.2/S
Cb = （24.96A649 7.32A665）*0.2/S
Cx+c = （(103A470 2.05Ca 114.8Cb) / 245）*0.2/S
光合参数测定：在同一时期相同条件下用便携式光合作用测定系统（LI6400XT）分别测定突变体和正常植株的1,2,3,4叶位的叶片的光合参数，包括净光合速率（Pn）、气孔导度（gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、蒸腾速率（E）等，光强600PPFD,温度28°C，二氧化碳为环境浓度。瞬时水分利用率WUEi通过计算净光合速率与蒸腾速率的比值Pn/E获得。
1.3数据分析方法
选用IBM SPSS Statistics 20和Excel对所测定的色素含量指标和光合指标的数据进行单样本分析，然后进行多重比较，进行显著性分析。
2 结果与分析
2．1 生长状态的观察结果
黄化突变体和正常植株除了在叶片颜色上有差异外，其他并无显著差异，测定生长状态后发现正常植株的节间长（89间）比黄化突变体的节间长稍长，但无显著差异。
2．2 突变体与正常植株相同叶位叶色素含量的比较
图 1不同叶位叶绿素a含量 图2 不同叶位叶绿素b含量
Fig.1 chlorophyll a content in different leaves Fig.2 chlorophyll b content in different leaves
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摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言23
1材料与方法3
1.1材料 3
1.2方法 3
1.3数据分析方法4
2结果与分析4
2.1生长状态的观察结果4
2.2突变体与正常植株相同叶位叶色素含量的比较45
2.3正常植株与突变体光合性能的比较56
3.讨论67
致谢7
参考文献78
黄瓜叶片黄化突变体的生理机制
园艺 鲁秀梅
引言
引言
叶色突变是植物界常见的一种现象，在小麦[1]、水稻[2]、甜瓜[3]等方面均有做出研究报道，它们突变的原因各不相同，此现象在黄瓜叶片上同样出现。黄瓜的叶色突变体可以作为遗传育种、光合作用、色素合成、基因连锁和基因表达调控等研究的优良材料。研究黄瓜叶片黄化突变体的生理机制在理论上和生产实践应用上都具有有重要的意义。 此外，叶色突变体在育种上具有重要的应用价值，一方面通过基因突变可以创造出优良的种质资源，增加物种的遗传多样性，进而选育出优良的蔬菜新品种和新类型[4]；另一方面它是开展光合系统结构与功能及其调控机制研究的理想材料，也是遗传和育种研究中具有重要价值的基础材料[56]。利用叶色突变体容易识别的特点，若将突变性状转育到杂交种亲本中，可以作为标记性状快速坚定杂交种的纯度，节约成本和时间[7]。
在黄瓜上也有芽黄和叶色突变等方面的报道，目前对黄瓜叶片黄化突变体的研究主要集中在遗传分析及基因定位上[8]，但对黄瓜叶色突变体生理机制研究报道不多。植物叶色突变的生
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
理机制主要与色素的代谢过程有关，大致可区分为几种类型，缺叶绿素a，缺叶绿素b等[9]。叶色的褪绿原因，主要是叶绿体色素的变换有关，在已发现的多种色素突变体中，既有因叶绿素合成直接受影响而导致的褪绿，也有因叶绿素存在的环境发生改变，间接造成叶片失绿，还有因叶绿素超微结构改变而导致的[1011]褪绿。就同一品种而言，叶色的深浅主要取决于叶绿体色素的含量。其中，类胡萝卜素的含量相对比较稳定，而叶绿素含量的变化幅度却较大（从干重的1%~4.5%）。因此，叶色的变化实际上受叶绿素的含量所支配。通常叶绿素含量约为类胡萝卜素含量的3倍，所以呈绿色，只有当叶绿素的形成受阻或被严重破坏和胡萝卜相对较多时，叶片才呈现黄色。实验室前期通过EMS诱变获得了多个叶色突变体，其中苗期叶色黄化突变体表现独特，其中幼苗叶片明显黄化，随着植株的生长，叶化逐渐恢复绿色，同时植物的长势因叶片的黄化而受到较小影响。这种独特的黄化为我们研究叶色多样性的生理机制提供优异的材料，对该材料生理机制的研究也将为我们进一步的利用提供指导。因此以该黄化突变体为材料，从生理角度深入研究其黄化的机理，不仅可以更好地利用叶色突变体黄瓜，利用黄色叶片的观赏价值，而且可以为将来利用性叶色突变体作为标记性状快速检测杂交种纯度、检测和定位数量性状基因及应用于育种实践提供理论依据。
1 材料与方法
1．1 材料
实验室前期通过EMS诱变获得的叶色突变体，其中苗期叶色黄化突变体表现独特，幼叶明显黄化，随着植株的生长，叶片逐渐恢复绿色，而植物的长势受叶片黄化影响较小。
正常黄瓜材料
1．2 方法
形态学观察：分别观察测量记录正常植株和黄化突变体体的生长势、分枝性、节间长、茎粗、叶色、叶片大小（纵长，横长）。
叶色素含量测定：采用测定采用李合生（2000）的方法，并加以改进[12]:在同一时期用打孔器分别对突变体和正常植株的1,2,3,4叶位取样，每一叶位取4小圆片，分别剪碎装入有95%无水乙醇的试管中，编号，用锡箔纸包好放入冰盒中。暗处理24小时或更久直至叶片发白，将样品叶绿素提取液倒入比色皿中用分光光度计（UV1100）分别在波长470nm，649nm，665nm下测定吸光值，以95%无水乙醇为空白对照，按下列公式计算叶绿素a、b，类胡萝卜素的含量（所算单位是mg/cm2)
Ca = （13.95A665 6.88A649 ）*0.2/S
Cb = （24.96A649 7.32A665）*0.2/S
Cx+c = （(103A470 2.05Ca 114.8Cb) / 245）*0.2/S
光合参数测定：在同一时期相同条件下用便携式光合作用测定系统（LI6400XT）分别测定突变体和正常植株的1,2,3,4叶位的叶片的光合参数，包括净光合速率（Pn）、气孔导度（gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、蒸腾速率（E）等，光强600PPFD,温度28°C，二氧化碳为环境浓度。瞬时水分利用率WUEi通过计算净光合速率与蒸腾速率的比值Pn/E获得。
1.3数据分析方法
选用IBM SPSS Statistics 20和Excel对所测定的色素含量指标和光合指标的数据进行单样本分析，然后进行多重比较，进行显著性分析。
2 结果与分析
2．1 生长状态的观察结果
黄化突变体和正常植株除了在叶片颜色上有差异外，其他并无显著差异，测定生长状态后发现正常植株的节间长（89间）比黄化突变体的节间长稍长，但无显著差异。
2．2 突变体与正常植株相同叶位叶色素含量的比较
图 1不同叶位叶绿素a含量 图2 不同叶位叶绿素b含量
Fig.1 chlorophyll a content in different leaves Fig.2 chlorophyll b content in different leaves
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