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本工作以耐低磷突变体99038-2P-319及其来源亲本齐319为材料,利用水培的方法,研究了不同供磷水平下玉米叶片吸收光能分配的差异,并对自交系99038-2P-319与齐319的叶片进行了足磷和低磷条件下的比较蛋白质组学研究,为揭示玉米叶片响应低磷的机制提供了资料,探讨了低磷下自交系99038-2P-319与齐319光合作用效率差异的可能机制。低磷胁迫下,自交系99038-2P-319与齐319植株的生物量、植株总磷含量存在显著差异。除此以外,叶片叶绿素含量及Chla/Chlb比值显著下降。自交系间比较,自交系99038-2P-319的下降幅度显著低于自交系齐319。低磷胁迫下玉米叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率也显著下降,胞间CO2浓度升高。低磷下玉米叶片光合速率的降低可能由非气孔因素引起的。低磷胁迫下自交系99038-2P-319与齐319具有不同的光合作用特征。低磷胁迫下,自交系99038-2P-319的叶片的CO2同化速率显著高于自交系齐319,白交系99038-2P-319与齐319相比具有更高的叶片PSⅡ的光化学效率(Fv/Fm)及电子传递速率(ETR)。低磷胁迫导致玉米叶绿素吸收的光能的分配比例发生了变化。低磷胁迫下与足磷条件下的玉米叶片相比进入光化学反应的能量显著下降,而过剩光能显著升高。低磷胁迫下,自交系99038-2P-319吸收光能分配于光化学反应的部分显著高于自交系齐319,通过热耗散散失的能量要小于319。低磷下自交系99038-2P-319吸收光能分配于光化学反应的部分更多一些,这与低磷下99038-2P-319具有更高的电子传递速率(ETR)和CO2同化速率相一致。低磷胁迫导致玉米叶片内ROS含量显著增加,且通过活性氧清除系统对ROS清除的作用加强。低磷胁迫下自交系99038-2P-319与齐319相比,99038-2P-319叶片内ROS含量较低,但叶片中SOD与APX的活性两个自交系之间差异不显著。在相同供磷水平下,自交系99038-2P-319叶片中的无机磷含量高于齐319。推测苗期叶片中无机磷含量的差异可能是导致不同磷效率玉米自交系之间光合特性差异的主要原因。同等供磷水平下,99038-2P-319与齐319叶片的一部分蛋白表达模式产生了的差异。利用TCA/丙酮法提取叶片可溶性总蛋白,通过质谱分析鉴定发现126个蛋白在同等供磷水平下表达模式存在显著的差异。这些蛋白点包括了8个未知或未分类蛋白、19个蛋白命运相关蛋白、7个细胞营救/防御/毒性蛋白、6个次生代谢相关蛋白、24个能量代谢相关蛋白、57个代谢相关蛋白、5个转录/细胞交流/信号转导相关蛋白。低磷胁迫下与光合作用相关的蛋白Rubisco大亚基、叶绿体ATP合酶亚基、NADP-苹果酸酶、蔗糖磷酸酶、PPDK等在99038-2P-319叶片中的丰度较齐319高,推测这些蛋白表达模式的变化是导致在低磷胁迫下99038-2P-319叶片CO2同化能力高于齐319的重要因素。低磷胁迫下一些防御性蛋白如分子伴侣等在99038-2P-319叶片中的丰度也显著高于齐319。此外,低磷胁迫下参与次生代谢、信号转导和转录调控等过程的一些蛋白在99038-2P-319叶片中的丰度也发生了显著变化。这些结果从蛋白水平上表明玉米叶片耐响应低磷的机制可能是涉及多个代谢途径的复杂过程。研究结果为以后深入了解玉米叶片的低磷响应机制,进行低磷下玉米高光效的分子育种提供参考资料。