大麦是世界上最古老农作物之一,分布广泛,是全球第四大谷类作物。叶片是植物最主要的光合器官,叶斑的形成会显著影响植物叶片的有效光合面积。研究大麦叶片斑点,尤其是生理性叶斑的形成和调控机制,有助于提高大麦叶片整体的光合能力,促进大麦产量的提高。本研究利用高产啤用大麦品种苏啤3号中发现的一个叶斑突变体为材料,开展大麦叶斑形成的生理和调控机理研究,主要研究结果如下:1、明确突变体SP3-pls叶斑基本特性及其遗传机制。在前期叶斑表型鉴定的基础上,本研究中运用植株组培再生的方法,将幼胚重新诱导成健壮大麦植株,鉴定无致病因子条件下叶斑形成的机制,结果显示突变体植株叶片依然表现为有斑,明确了突变体SP3-pls叶斑为生理性斑点。同时,通过F₂分离群体鉴定突变体SP3-pls叶斑形成的遗传特性,结果显示,1657个F₂单株中,有381个单株表现为叶斑表型,经χ²测验(χ²<χ²_0.05=3.84;P>0.05)表明其符合孟德尔1:3分离定律,且F₁植株未出现叶斑表型,表明该突变体叶斑表型是由一个隐性核基因控制。2、解析突变体SP3-pls叶斑形成的生理特点及其影响。对突变体SP3-pls叶斑区域叶绿素含量测定结果显示,叶斑处叶绿素含量显著降低,比较叶绿素a和叶绿素b含量后显示,叶斑处叶绿素a含量比无斑处低19%左右,但叶绿素b含量无差异,表明该突变体斑点的产生可能是由于叶绿素a含量的降低引起。透射电镜观察显示,突变体SP3-pls叶斑处的叶绿体结构只产生了轻微变化,即叶绿体表面出现褶皱,但并未对类囊体和基粒等内部结构造成严重损伤;通过分析光系统参数Fv/Fm,表明叶斑未对PSII的光合性能产生影响,这也显示出该突变体表型并非是致死性的。3.初步阐明突变体SP3-pls叶斑形成的调控机制。为明确环境因子对突变体SP3-pls叶斑形成的影响机制,本研究开展了不同光质、光周期、光强和Cl^-处理实验,结果显示:KCl处理的生理性叶斑数量显著少于K₂SO₄和对照,在分蘖期差距最为显著,约为K₂SO₄和对照的50%,表明Cl^-可部分抑制斑点的产生。14 h/10h光周期处理的生理性叶斑数量显著高于11 h/13 h,表明光照时间延长促进生理性叶斑的产生;同时,高光强亦可促进生理性叶斑的产生。在光质处理及结束后的生理性叶斑变化动态显示,蓝光对生理性叶斑数量的影响最显著,红光与对照基本一致,说明突变体SP3-pls的叶绿素生物合成可能受到红光调控。突变体SP3-pls表型及其调控机制的解析和遗传特性的初步探究,将有助于该突变体相关基因的鉴定和克隆,促进对大麦叶斑形成和调控机制的理解,为大麦产量的提升提供理论依据和技术支撑。