烤烟是茄科叶用经济作物,叶色既是成熟采烤的指标,也是烟叶外观质量的重要组成部分和烤后烟叶分级的依据之一。选育叶绿素含量较低的品种,有利于烟叶在调制期间的颜色转变,同时可在保证烟叶成熟度的前提下,有效增加单次采收的叶片数,减少采收次数、大大降低劳动力的投入。试验采用的烤烟黄叶突变体是烤烟品种G28×NC2326组合F2花培单株中发现的黄叶植株经染色体加倍后获得黄叶突变材料,该突变体从出苗到成熟均为黄绿色,而植株生长正常,既可作为研究植物光合作用机理、叶绿素生物合成途径以及分析特定基因功能的特殊材料,又具有较强的育种和生产应用潜力。本文以黄叶突变体、正常绿色品种K326以及通过二者回交转育得到的黄叶K326为材料,研究了它们的叶绿素荧光特性、光合特性、光合色素含量、中性致香物质特征和小分子代谢物特征,以期揭示黄叶突变对其光合作用效率、光合色素含量、中性香气成分和代谢组特征的影响,为阐明黄叶突变植株光合作用的生理机制,了解该突变对烟叶主要代谢途径及代谢产物的影响,揭示突变基因的功能及其与其他基因之间的相互作用提供一定的参考,为黄叶基因的育种应用和品种的定向培育奠定一定的理论基础。主要研究结果如下:1.烟草黄叶突变体和黄叶K326叶片中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和色素总量均较正常绿色品种低,仅为K326的37%~50%,叶绿素含量下降是叶色变化的主要原因;2种黄叶材料的光饱和点、胞间CO2浓度均显著高于正常品种,可以更充分地利用夏季强光照,补偿较低叶绿素含量下降所带来的不利影响。2.叶绿素荧光参数测定表明,3种供试材料Fv/Fm无显著差异,说明黄叶突变体和黄叶K326的潜在光合效率和正常品种处于同一水平,推测叶绿素含量降低对黄叶突变体的光化学效率无影响;3种烟草材料的Yield值和ETR值无差异,说明黄叶突变体的光化学反应量子效率、电子传递效率与正常品种相当;黄叶突变体光化学猝灭系数qP与K326无差异,表明黄叶突变体的PSⅡ反应中心光化学转换效率与正常品种相当;黄叶突变体的非光化学猝灭系数qN显著高于K326和黄叶K326,说明黄叶突变体PSⅡ热耗散的效率较高。这些结果显示,烤烟黄叶突变未造成光合效率下降,在光照充足条件下可维持正常的光合生产力。3.K326中各类香气物质含量及香气物质总量均显著高于黄叶突变体和黄叶K326,而2种黄叶材料中除了新植二烯含量差异较显著以外,其余几种香味成分和香气物质总量无显著差异。烟草黄叶突变体中叶绿素、类胡萝卜素含量的下降可能导致其香气成分中新植二烯、类胡萝卜素类香气物质含量的降低。各类中性致香成分含量的差异可能是不同品种烟草香气特征不同的原因之一,但黄叶材料西柏烷类香气物质的缺失可能与基因突变有关。4.试验在3种烟草材料中检出的代谢物质中含量较高的主要是糖类、生物碱类、有机酸类、氨基酸和酚类(莨菪灵)。主成分分析的结果表明,苹果酸、烟碱、肌醇、莨菪灵可作为区分3种烟草材料的特征代谢物。