叶脉特征是植物重要的功能性状之一,直接影响叶水分及光合产物运输乃至整株植物的生长发育。小麦作为种植广泛的主要粮食作物之一,其在漫长的进化过程中叶脉特征发生了怎样的变化,这些变化如何影响其生理功能尚不清楚。此外,小麦生产中突出的限制因素为水分和养分,不同养分和水分如何影响叶脉特征,从而影响叶水力生理功能也未见到报道。因此本文采用田间小区和盆栽试验,研究了小麦叶脉特征对倍性增加和不同氮水供应的响应及其与叶形态、生理功能和产量等的关系,以为小麦叶脉功能的阐明和高产育种及栽培提供理论依据。主要结果如下:(1)小麦的叶脉特征和叶形态结构特征之间存在异速生长关系。30个不同小麦材料上,大纵向脉和小纵向脉的叶脉密度与叶脉间距、叶脉直径间存在显著负相关,大、小纵向脉及横向脉的叶脉直径与叶脉间距间都存在显著正相关关系,且大、小纵向脉和横向脉叶脉间距相互间存在显著正相关。大、小纵向脉的叶脉密度随叶面积和比叶质量增大而显著下降,而叶脉直径和叶脉间距随之显著增加;总叶脉密度与叶面积和比叶质量呈显著的负相关关系。(2)小麦进化过程中叶脉特征演变和被子植物进化过程中不同。小麦倍性增加(二倍体?六倍体)过程中,叶脉密度呈现降低的趋势,中脉+大纵向脉密度、小纵向脉密度、横向脉密度、总叶脉密度的下降幅度分别为45.5%、26.6%、4.6%、28.1%,而各级别叶脉的间距(大纵向脉间距、小纵向脉间距、横向脉间距的增加幅度分别为76.9%、48.6%、22.3%)、直径(大纵向脉直径、小纵向脉直径、横向脉直径的增加幅度分别为27.9%、35.8%、11.7%)和最小光合面积(增加幅度为66.3%)呈增加的趋势,且变化主要发生在二倍体?四倍体进化过程中。中脉+大纵向脉密度、小纵向脉密度和总叶脉密度与净光合速率呈显著正相关,与产量呈显著负相关;各级别叶脉间距、直径和最小光合面积与净光合速率呈显著负相关,而与产量呈显著正相关。(3)水地和旱地小麦品种叶脉密度对氮水供给的响应不同,旱地品种叶脉密度和叶水力生理功能的联系更加紧密。水地品种(郑麦101)的主脉密度随氮素和水分供应增加而下降,其细脉密度和总叶脉密度变化不大,但细脉所占比例随之增加,而旱地品种(长旱58)主脉密度、细脉密度和叶脉密度均随氮素和水分供应增加降低,但细脉所占比例变化不大。水地品种(郑麦101)主脉密度和叶水力导度、气孔导度呈显著负相关,细脉所占比例与叶水力导度、气孔导度和蒸腾速率都呈显著正相关;旱地品种(长旱58)的主脉密度、细脉密度和总叶脉密度均与叶水力导度、气孔导度和净光合速率呈负的线性关系或指数关系,细脉密度和瞬时水分利用效率、细脉密度和叶脉密度与蒸腾速率之间呈负相关,细脉所占比例与净光合速率、蒸腾速率亦呈负的指数关系。