金焰彩欒色素組成與葉片呈色的關(guān)系

黃利斌，施大偉，周 鵬，張 敏，江 舒，何開躍

（1.江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 211153；2.南京林業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210037）

金焰彩欒色素組成與葉片呈色的關(guān)系

黃利斌1，施大偉2，周 鵬2，張 敏1，江 舒2，何開躍2

（1.江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 211153；2.南京林業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210037）

為了揭示黃山欒樹金焰彩欒品種葉片呈色的生理機(jī)制，對(duì)葉片中色素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：葉片中色素組成與葉色的表達(dá)顯著相關(guān)。類胡蘿卜素含量較高導(dǎo)致金焰彩欒春季葉片呈現(xiàn)黃綠色；色素含量變化幅度差異可能是引起金焰彩欒秋葉呈現(xiàn)金黃色的主要原因，金焰彩欒葉綠素含量顯著降低，使得類胡蘿卜素和花色素苷的相對(duì)含量提高。

欒樹；金焰彩欒；葉色；葉綠素類胡蘿卜素；花青素

欒樹又稱“燈籠樹”、“搖錢樹”，屬無患子科（Sapindaceae）欒樹屬（Koelreuteria）落葉高大喬木，共有4種1變種1亞種，其中，欒樹（K.paniculata）、復(fù)羽葉欒樹和黃山欒樹（K.bipinnata）在我國分布廣泛，是重要的鄉(xiāng)土樹種［1］。欒樹樹形端正，枝葉茂密而秀麗，春季嫩葉多為紅葉，夏季黃花滿樹。欒樹適應(yīng)性強(qiáng)，季相明顯，是理想的綠化、觀葉樹種，宜做庭蔭樹、行道樹及園景樹。此外，也可提制栲膠，花可作黃色染料，種子可榨油。欒樹抗污染能力較強(qiáng)，也是工業(yè)污染區(qū)防護(hù)綠化的好樹種。目前，國內(nèi)外對(duì)欒樹的研究大多是在其育苗栽培技術(shù)及抗性研究方面［2－4］，很少涉及葉色變化與成色的生理機(jī)制。金焰彩欒是江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院選育的黃山欒樹的彩葉觀賞新品種，已獲得國家林業(yè)植物新品種授權(quán)。該品種的主要特征為春季萌發(fā)的新梢呈桔紅色，燦若火焰，后逐步轉(zhuǎn)為黃綠色，秋葉金黃色，1～4年生枝樹皮也呈金黃色，頗具觀賞價(jià)值［5］。本研究中，通過測定欒樹葉片色素組成的變化，探討其葉片呈色機(jī)理，為新品種的栽培與園林景觀應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院培育的金焰彩欒無性系嫁接苗和黃山欒樹原種實(shí)生苗。于春（4月）、秋（11月）季，采集枝條的中上部葉片。金焰彩欒春季葉片呈黃綠色，秋季呈金黃色；欒樹原種春季葉片為綠色，秋季葉片泛黃（見圖1）。

圖1 春、秋季金焰彩欒品種與欒樹原種葉色對(duì)比

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 葉綠素、類胡蘿卜素的測定 葉綠素a，b和類胡蘿卜素的含量參照Lichtenthaler等［6］的方法。稱取去脈的葉片0.2 g，加入預(yù)冷的95%的酒精研磨成漿，6 000 r/min離心10 min，取上清液，沉淀再用95%的酒精洗1次，離心，合并上清液，并定容至20 mL，于470，649，665 nm處測定其光吸收值，根據(jù)公式計(jì)算葉片的葉綠素及類胡蘿卜素含量。

1.2.2 花青素的測定 參照胡位榮等［7］的方法。取1 g葉片，去脈，剪碎后加入5～10 mL 1.5 mol/L鹽酸∶95%乙醇（體積比為3∶17）混合液，黑暗浸提24 h，離心，定容至10 mL，浸提液于535 nm處測定吸收值，根據(jù)公式計(jì)算葉片中花青素含量。

花青素含量＝A535×100×20/1/98.2（mg/100 g）。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃山欒樹葉片中葉綠素含量的比較

葉綠素是葉片呈現(xiàn)綠色的主要色素類物質(zhì)。從結(jié)果（見表1）可知，春季，金焰彩欒葉綠素含量與黃山欒樹原種無顯著差異（P≥0.05）；隨季節(jié)的變化，金焰彩欒及其原種葉片葉綠素含量均降低，但2者降低幅度不同。秋季，金焰彩欒葉片葉綠素含量顯著低于原種（P＜0.05），葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量分別僅為原種的22.9%，45.3%和29.3%。

表1 黃山欒樹葉片中質(zhì)體色素含量的比較

2.2 黃山欒樹葉片中類胡蘿卜素和花色素苷含量的比較

類胡蘿卜素在光合作用中起輔助色素的作用，能使葉綠素免遭光氧化作用的破壞，使葉片呈現(xiàn)黃橙色；花色素屬于酚類化合物，它在植物體內(nèi)通常與糖結(jié)合為花色素苷，使植物葉片呈現(xiàn)多彩色［8－9］。由表2可知，秋季欒樹葉片類胡蘿卜素含量較春季均降低，但金焰彩欒葉片類胡蘿卜素含量始終顯著高于原種（P＜0.05），春、秋季，前者分別為后者的1.45倍和1.32倍；秋季，2種欒樹葉片花色素苷含量均下降，且春、秋季2種欒樹花色素苷含量間均無顯著差異（P≥0.05）。

表2 黃山欒樹葉片中花色素苷和可溶性糖含量的比較

2.3 黃山欒樹葉片中類胡蘿卜素與總?cè)~綠素、花色素苷與總?cè)~綠素的比較

結(jié)果（見圖2）表明，春季，金焰彩欒葉片胡蘿卜素與總?cè)~綠素比值顯著高于黃山欒樹原種，2種欒樹葉片花色素苷與總?cè)~綠素比值無顯著差異；秋季，金焰彩欒葉片胡蘿卜素與總?cè)~綠素及花色素苷與總?cè)~綠素比值均顯著高于原種，分別達(dá)原種的4.50倍和3.16倍。

圖2 類胡蘿卜素比葉綠素總量、花色素苷比葉綠素總量

與此同時(shí)，總?cè)~綠素變化與類胡蘿卜素比總?cè)~綠素和花色素苷比葉綠素總量的變化顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)達(dá)－0.946和－0.905；而類胡蘿卜素的變化與類胡蘿卜素比總?cè)~綠素變化呈正相關(guān)，但不顯著；花色素苷含量變化比花色素苷比葉綠素總量的變化相關(guān)性不顯著 （P＜0.05）（見表3）。

表3 指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論與討論

葉色表現(xiàn)是遺傳因素和外部環(huán)境共同作用的結(jié)果［10］。研究認(rèn)為，多彩的葉色主要是葉片中各種色素種類、含量以及分布的變化導(dǎo)致［11－13］。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，不同葉色的欒樹葉片中的色素含量存在差異。春季，金焰彩欒葉片類胡蘿卜素含量比胡蘿卜素比總?cè)~綠素比值顯著高于欒樹原種，而其他色素組成無顯著差異，說明類胡蘿卜素可能是導(dǎo)致金焰彩欒春季葉片呈桔黃色的主要原因。

隨春、秋季的變化，2種欒樹葉片總?cè)~綠素含量下降，但金焰彩欒總?cè)~綠素含量下降幅度顯著大于其原種，葉綠素a和b含量的變化與總?cè)~綠素的變化一致；類胡蘿卜素的變化也隨季節(jié)變化降低，但金焰彩欒類胡蘿卜素含量降低的幅度較低；金焰彩欒葉片胡蘿卜素比總?cè)~綠素及花色素苷比總?cè)~綠素比值均顯著高于原種，且相關(guān)分析表明，總?cè)~綠素變化與類胡蘿卜素比總?cè)~綠素和花色素苷比葉綠素總量的變化顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），而與類胡蘿卜素、花色素苷絕對(duì)含量變化的關(guān)系不大。由此可知，金焰彩欒秋葉金黃色，可能是由于金焰彩欒葉綠素含量顯著降低，使得類胡蘿卜素和花色素苷相對(duì)含量提高，最終通過色素的共同作用而實(shí)現(xiàn)。

綜上可知，欒樹葉片中色素組成與欒樹葉色的表達(dá)呈顯著相關(guān)，色素組成是金焰彩欒葉片呈色的生理機(jī)制，然而，影響植物色素合成和積累的因素除遺傳外，還與如光、氧氣、溫度、水和礦質(zhì)元素等環(huán)境有關(guān)，其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

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Relationship between pigments content and leaf color in Koelreuteria bipinnata var integrifoliola‘Jinyancailuan’

HUANG Li-bin1，SHIDa-wei2，ZHOU Peng2，ZHANG Min1，JIANG Shu2，HE Kai-yue2
（1.Jiangsu Academy of Forestry，Nanjing 211153，China；2.Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China）

Contents of chlorophyll a，b，carotenoid and anthocyanin weremeasured in leaves of Koelreuteria bipinnata in different seasons.The relationship between pigment contents and leaf color was discussed.The results showed that the pigment composition was significantly associated with leaf color.The leaf of Jinyancailuan in spring was yellow-green because the carotenoid contentwas relatively high.The difference in pigments change was possibly the key factor for the golden leaf for Jinyancailuan in autumn，with the content of chlorophyll significantly descending，leading to the relative contents of carotenoid and anthocyanin increasing.

Koelreuteria paniculata；Jinyancailuan；Leaf color；Chlorophyll；Carotenoid；Anthocyanin

Q949.755.5

A

10.3969/j.issn.1001－7380.2015.01.002

1001－7380（2015）01－0008－03

2014-08-26；

2014-11-15

江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目［CX（12）2042］；江蘇省科技支撐（農(nóng)業(yè)）項(xiàng)目“彩葉欒樹新品種選育”（BE2013450）；江蘇省林業(yè)三新工程項(xiàng)目“金焰彩欒新品種區(qū)域試驗(yàn)與種苗快繁技術(shù)”（LYSX［2014］03）

黃利斌（1966－），男，江蘇常熟人，研究員，碩士，從事林木育種和城市林業(yè)研究工作。