自上世纪三十年代以来品种改良显著提高了水稻光能利用效率,然而育种进程中与水稻光能利用效率增加相关的叶片形态结构及其生理生态功能的变化规律尚不清楚。本研究以1930s-2000s期间不同时期培育的籼、粳稻品种为材料,系统研究了叶片生理和结构特征随遗传改良的变化规律。于2016年选取20个籼稻和12个粳稻品种进行田间试验,其中籼稻品种按培育年代分为四组（1930s-1950s、1960s-1970s、1980s-1990s和2000s）,粳稻品种分为六组（1950s、1960s、1970s、1980s、1990s和2000s）。2016年测定大田条件下叶片形态与结构和叶片氮素含量的变化。2017年以20个籼稻品种为试验材料进行田间试验,重复测定2016年叶片形态与结构和叶片氮素含量等指标,并测定叶片气孔导度和叶片温度。2017年在开展大田试验的同时,选取不同时期培育的具有代表性的8个籼稻品种开展盆栽试验,测定叶片光合生理相关性状,例如光饱和光合速率、气孔导度、比叶重、比叶氮和气孔密度等。主要试验结果如下:（1）与叶片狭长的高秆籼稻老品种相比,新品种具有短而宽的直立叶片,且叶片含氮量高,花后叶片氮素含量下降幅度小,衰老更加缓慢。粳稻新品种花后叶片氮素含量不降反升,叶片持绿性更强。（2）随着育种进程的推进籼稻品种的气孔密度显著增加。四个时期培育的籼稻品种第七叶的气孔密度均值随育种进程依次为213、243、243和294个mm^-2,剑叶的气孔密度依次为513、589、603和696 mm^-2。与1930s-1950s育成品种相比,1960s-1970s、1980s-1990s和2000年以后育成品种第七叶的气孔密度分别增加了14%、14%和38%;剑叶气孔密度则分别增加了15%、17%和36%。籼稻叶片的气孔大小在育种过程中未发生显著变化。与气孔密度变化规律相似,品种改良显著增加了籼稻叶片的理论最大气孔导度(g_max)。粳稻剑叶气孔密度和气孔大小随育种进程均无显著变化。育种过程中籼稻品种的叶脉结构得到显著优化,即维管束面积和维管束鞘细胞数目等显著增加,而粳稻品种无显著变化。籼稻品种维管束面积与气孔密度呈显著正相关。（3）育种过程中籼稻品种叶片的实际气孔导度(g_op)显著增加,这导致叶片的蒸腾降温幅度(ΔT_l-a)显著增加。籼稻品种的ΔT_l-a与g_op呈显著负相关,即气孔导度越大,叶温与气温的差值越大。品种改良显著增加了籼稻剑叶的光饱和光合速率(A_sat),A_sat与g_op呈显著正相关。本研究结果表明水稻育种进程显著增加了籼稻叶片的气孔密度和维管束面积,而对粳稻无显著影响。这导致籼稻品种的g_max和g_op随育种进程显著增加。新培育的籼稻品种显著增加的g_op降低了叶片温度,提高了剑叶光合速率。总之,本研究从叶片结构及其生理生态功能的角度解释了水稻品种改良提高光能利用效率的机制,为今后水稻高产高效育种提供了一定的理论基础。