本研究以一份玉米黄化材料(暂命名为yglml)为研究对象,以叶色正常自交系Mo17和RP128为对照,对黄化材料的遗传特性及形态特征、光合色素及叶绿体超微结构和数目测定、光合性能及叶绿素生物合成代谢几种中间产物的测定等分析,旨在了解该黄化材料产生的机理。所得主要结果如下：1.通过对杂交组合478×yglml及RP128×yglml的F1及F2后代叶色进行观察,发现该玉米黄化材料是由隐性核基因控制的,且黄化性状能够稳定遗传。通过对黄化材料与正常自交系Mo17及RP128植株形态的鉴定,发现该黄化材料叶片细长,茎秆纤细,整个植株表现黄化。2.通过对拔节期、抽雄期、乳熟期的黄化材料和正常自交系Mo17及RP128光合色素含量的测定,结果表明：黄化材料的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量在这3个时期均显著低于正常自交系Mo17和RP128,黄化材料叶绿素a/b的比值和类胡萝卜素与总叶绿素含量的比值在这3个时期均显著高于正常自交系。黄化材料表现为总叶绿素缺乏型。3.在透射电镜下对孕穗期的黄化材料、正常自交系Mo17和RP128的叶绿体超微结构及数目进行观察,发现黄化材料与正常自交系的叶绿体结构存在明显差异,表现为黄化材料的叶绿体内部有很多嗜锇颗粒,叶绿体结构松散紊乱,排列不规则,基质片层间空隙大,有扩张的趋势。黄化材料的叶肉细胞的叶绿体数目与正常自交系Mo17和RP128间无明显差异。4.通过在孕穗期对黄化材料、正常自交系Mo17和RP128光合特性的测定,结果表明：黄化材料的净光合速率Pn、气孔导度Cs和胞间二氧化碳浓度Ci均显著低于正常自交系Mo17和RP128,而黄化材料的蒸腾速率Tr却显著高于正常自交系Mo17和RP128。通过对光响应曲线模拟参数的分析表明黄化材料yglml的光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率及表观量子效率都比正常自交系Mo17和RP128的高,而黄化材料的最大净光合速率低于正常自交系Mo17和1RP128。光响应曲线表明：这3个材料的净光合速率随着光强的增加而增强,在相同的光照强度下正常自交系Mo17和RP128的净光合速率总是比黄化材料的大,并且正常自交系Mo17和RP128的净光合速率上升的速度明显快于黄化材料,然而黄化材料在较高光强下有最大净光合速率,黄化材料的净光合速率受强光的抑制作用较小。同时对黄化材料、正常自交系Mo17和RP128的净光合速率与气孔导度进行了相关性分析,结果表明净光合速率与气孔导度二者之间呈极显著正相关。二氧化碳响应曲线表明：在二氧化碳浓度一定的情况下,黄化材料的净光合速率总是比正常自交系Mo17及RP128的净光合速率低,黄化材料及正常自交系Mo17及RP128的二氧化碳饱和点基本一致,而黄化材料的二氧化碳补偿点略高。5.通过对黄化材料、正常自交系Mo17和RP128的叶绿素荧光动力学参数分析表明：黄化材料的Fo、Fm、Fv/Fm、Fv’/Fm’、ΦSⅡ, Qp均显著低于正常自交系Mo17和RP128, Qn却显著高于正常自交系Mo17和RP128。6.通过对黄化材料与正常自交系Mo17和RP128的孕穗期、抽雄期、吐丝期的相同叶位叶片的叶绿素合成代谢途径中间产物的相对含量的测定,结果表明：在这3个时期,从第二个关键中间产物胆色素原(BPG)开始,到尿卟啉原Ⅲ (Urogen Ⅲ)及粪卟啉原Ⅲ (Coprogen Ⅲ),这连续三个中间产物的相对含量都是黄化材料明显大于正常自交系Mo17和RP128；而紧接着的中间产物原卟啉Ⅸ (ProtoⅨ)、镁原卟啉Ⅸ(Mg-ProtoⅨ)、原叶绿素(Pchlide)的相对含量却是黄化材料明显低于其正常自交系Mo17和RP128。由此说明,该玉米黄化材料叶片叶绿素生物合成代谢发生受阻,受阻位点是从粪卟啉原Ⅲ (CoprogenⅢ)到原卟啉IX (ProtoIX)之间的反应步骤。综上所述,黄化材料yglml的叶片总叶绿素含量下降,叶绿体超微结构发生了改变。进一步的分析表明黄化材料具有较低的电子传递潜力、较低的原初光能捕获效率和转换效率、较低的光能分配及利用率和较高的热能耗散,这与黄化材料具有较低的光合能力相一致。对叶绿素合成中间代谢产物的分析发现,黄化材料与正常自交系的差别主要发生在从粪卟啉原Ⅲ到原卟啉Ⅸ之间,而代谢的改变可能导致了黄化材料总叶绿素含量的降低。