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气孔是植物与外界环境进行气体、水分交换的通道,对植物的光合、蒸腾等生理活动起重要调节作用。水稻籼、粳两个亚种间的气孔性状存在明显差异,其杂交后代有着较大的变异和显著的超亲优势,充分利用亚种间有利性状已成为当今育种的主要途径之一。本文以典型籼稻七山占与典型粳稻秋光构建的重组自交系F13的187个株系为试材,对剑叶叶片性状(叶长、叶宽、叶面积和比叶重)及气孔性状(气孔长度、气孔宽度和气孔密度)进行研究,分析剑叶叶片性状与气孔性状的关系。同时,在重组自交系F13中选取叶片具有不同气孔密度(高、中和低)株系为试材,(1)抽穗期比较研究了不同气孔密度水稻的光合特征及Rubisco酶活性,(2)不同气孔密度水稻叶片光合及叶绿素荧光的日变化特征,(3)不同气孔密度水稻叶片剑叶的糖组分含量、蔗糖代谢相关酶活性和蔗糖转运蛋白差异。主要结果如下：1.籼粳稻杂交后代叶片性状和气孔性状均存在广泛变异,叶片长度、宽度、面积和比叶重,气孔密度、长度和宽度均表现为接近正态的连续变异,并且有明显的超亲遗传现象,表明上述叶片性状和气孔性状是受多基因控制数量性状。相关分析表明,叶长、叶宽与叶面积间存在极显著正相关,叶长、叶宽和比叶重三者之间相关性均未达到显著水平；除叶片长度与气孔长度呈显著正相关外,叶片性状与气孔性状均无显著相关性；气孔密度与气孔长度和气孔宽度呈极显著或显著负相关,气孔长度与气孔宽度呈显著正相关。2.根据气孔密度将试材分为高(HSD：859±27个/mm2)、中(MSD：718±17个/mm2)和低(LSD：619±19个/mm2)3种类型,气孔长度无论横向(叶缘至主脉)还是纵向(叶基至叶尖)的变化规律大致为LSD>MSD>HSD:3种类型相同部位气孔宽度无显著差异,都表现为横向叶缘至叶脉部位相差不大,纵向叶尖和中部大于基部。3种类型气孔密度纵向变化规律大致为叶片2/5处>叶中>4/5处>叶基>叶尖,叶片2/5处与叶中差异不显著,叶片4/5处略低于2/5处和叶中,叶基与叶尖相近；横向叶缘处气孔密度最低,叶脉与叶中差异不明显,都远高于叶缘。叶片2/5处、叶中和4/5处特别是前两者气孔密度均表现为HSD>MSD>LSD,决定了气孔密度的类型间差异,叶基和叶尖气孔密度类型间差异较小。3.研究不同气孔密度水稻光合的光、C02响应及Rubisco酶活性的结果表明：光响应中HSD的最大光合速率为24.6 μmol·m-2·s-1,分别比MSD、LSD高4.3%和19.6%；CO2响应中HSD的最大光合速率为30.8 μmol·m-2·s-1,分别比MSD、LSD高4.6%和9.5%。此外,不同气孔密度水稻的Rubisco酶活性与气孔密度变化相一致,呈极显著正相关(r=0.912,P<0.01)。随着气孔密度的增加,有光饱和点、表观量子效率提高,光补偿点、暗呼吸速率降低的趋势,即较高气孔密度有利于提高光能和C02利用效率。4.研究不同气孔密度水稻光合及叶绿素荧光日变化规律的结果表明：3种类型水稻净光合速率(Pn)日变化均呈不对称的双峰曲线,第一峰值均出现在9：00-10：00,第二峰值均出现在14：00-15：00,具有明显的“光合午休”,且主要是由气孔因素引起；3种类型水稻Pn日均值大小依次为HSD>MSD>LSD,Pn与环境因子PAR呈显著正相关,和与Ta也表现为正相关,与光合参数中的Gs和Tr均呈显著正相关；初始荧光(Fo)日变化趋势呈单峰曲线,峰值均在午间出现,其变化规律为HSD>MSD>LSD,而PS Ⅱ最大光能转化效率(Fv/Fm)的日变化相反。综合分析表明,较高气孔密度水稻在强光高温胁迫下,发生光抑制较重且恢复过程较长。5.研究不同气孔密度水稻剑叶糖分含量和蔗糖代谢酶活性的结果表明：叶片中蔗糖含量、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶活性(SS)与气孔密度分别呈极显著或显著正相关。蔗糖含量、蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶活性也表现为HSD>MSD>LSD,蔗糖含量与蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶活性(SS)活性分别呈极显著或显著正相关,而与酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)有负相关的趋势。综合分析认为,气孔密度增加提高了水稻叶片光合效率,促进了蔗糖积累及蔗糖代谢酶(SPS和SS)活性提高,有利于更多光合产物—蔗糖向籽粒中输送。