江南牡丹花色素組成與開花過程生理特征研究.pdf

1、牡丹為我國著名花卉。花色是牡丹重要的觀賞性狀,花色素則是牡丹花色形成的物質(zhì)基礎,溫度、光照、pH、金屬離子等是影響花色形成的外界因素。本文以江南牡丹4個色系的43個品種為試材探討了花色與花色素組成之間的關系并以不同花期的粉藍色系、紫紅色系江南牡丹代表品種為材料,研究了濕熱立地條件下開花過程中生理生化的變化及其開花衰老規(guī)律,以期為闡明花色形成的機理、延長花期等提供科學依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下：
　?、爬脭?shù)碼圖像和計算機信息處理技術,

2、按國際照明委員會(CIE)表色系統(tǒng)測定江南牡丹花的顏色,按照量化標準通過聚類分析,根據(jù)顏色的不同對43個江南牡丹品種進行分類,江南牡丹共分為4大類,其中白色系6種,粉紅色系10種,粉藍色系15種,紫紅色系12種。除C*與a*之間四個色系共同表現(xiàn)極顯著正相關關系外(r2=0.99),其余花色三刺激值之間的相關性關系四個色系表現(xiàn)不同,粉藍色系、白色系江南牡丹品種L*與a*、L*與C*之間呈顯著負相關關系,r2分別為0.618和0.629,而

3、粉紅色系、紫紅色系L*與a*、L*與C*之間產(chǎn)生顯著正相關關系,r2分別為0.589和0.606;粉紅色系、紫紅色系L*與b*之間無顯著負相關關系(r2=0.156),粉藍色系、白色系 L*與b*之間正相關性較低(r2=0.436)。
　　⑵利用UPLC-PDA和UPLC-Q-TOF MS技術對盛花期花瓣中類黃酮組分進行了定性和定量分析。江南牡丹花瓣中共檢測到十五種類黃酮組分,其中花色苷四種:矢車菊素-3,5-二葡萄糖苷、矢車菊素

4、-3-葡萄糖苷、芍藥花素-3,5-二葡萄糖苷、芍藥花素-3-葡萄糖苷;黃酮七種:木犀草素單糖苷(六碳糖)、木犀草素二糖苷(甲基五碳糖+六碳糖)、芹黃素單糖苷(六碳糖)、芹黃素二糖苷(五碳糖+六碳糖)、芹黃素二糖苷(甲基五碳糖+六碳糖)、金圣草黃素單糖苷(六碳糖)、金圣草黃素二糖苷(六碳糖+甲基五碳糖);黃酮醇四種:槲皮素單糖苷(六碳糖)、槲皮素二糖苷(六碳糖+六碳糖)、山奈酚二糖苷(六碳糖+六碳糖)、異鼠李素二糖苷(六碳糖+六碳糖);江

5、南牡丹花瓣中主要的花色苷為芍藥花素-3,5-二葡萄糖苷(Pn3G5G)和矢車菊素-3,5-二葡萄糖苷(Cy3G5G),主要的黃酮為芹黃素糖苷,即芹黃素單糖苷(六碳糖)、芹黃素二糖苷(五碳糖+六碳糖)、芹黃素二糖苷(甲基五碳糖+六碳糖),黃酮醇為山奈酚糖苷,即山奈酚二糖苷(六碳糖+六碳糖)。江南牡丹花色與花色苷關系數(shù)值分析結(jié)果表明,花色素均為PnCy類型,亮度 L*、藍度 b*均與花色苷含量之間沒有顯著相關性,紅度 a*主要與Cy3G5G

6、、Pn3G5G兩種色素的含量決定,Cy3G5G含量越高,花色越紅。粉紅色系和粉藍色系花色差異的主要黃酮醇組分為槲皮素-二糖苷、黃酮組分為木犀草素單糖苷。
　?、且越夏档ぷ霞t色系品種‘昌紅’、白色系品種‘鳳丹白’為試材,在離體條件下研究了熱、光、pH值、金屬離子等理化因素對花色素呈色的影響,結(jié)果表明,溫度對江南牡丹呈色的影響較弱,日光、紫外光、日光燈光和白熾燈光均導致‘昌紅’花色色素降解,引起花色素顏色變淺。隨著 pH值升高,可見

7、光區(qū)最大吸收峰(λvis-max)向長波方向移動,金屬離子Cu2+、Pb2+、Zn2+對‘昌紅’的增色作用較為顯著,Pb2+使最大吸收波長藍移;在pH5的緩沖體系中,白色系品種‘鳳丹白’對不同種類和濃度的金屬離子反應不同,除 Na+對類黃酮的紫外吸收較對照組減小外,其余金屬離子都對花色素在338nm處的紫外吸收有促進作用。
　?、纫越夏档し鬯{色品種‘西施’(P. suffruticosa‘Xi Shi’)、紫紅色品種‘雀好’(P

8、. suffruticosa‘Que Hao’)2種品種為試材,分別于大風鈴期、圓桃期、平桃期、破綻期、初開和盛開期6個不同開放時期對其花色表現(xiàn)的功能性物質(zhì)、活性氧體系、細胞膜透性、抗氧化酶體系活性等相關生理指標進行測定分析,研究江南濕熱立地條件下牡丹呈色的生理特征,結(jié)果表明:發(fā)育進程中紫紅色系品種‘雀好’和粉藍色系‘西施’花色苷含量呈相似的變化趨勢,即Cy3G5G、Pn3G5G含量、總花色苷含量TA均呈現(xiàn)上升趨勢,且各個時期‘雀好’中

9、 Cy3G5G、Pn3G5G、TA均顯著高于‘西施’;而黃酮、黃酮醇兩色系變化規(guī)律不一致,開花進程中‘雀好’Lu、Ch含量下降,Qu、Is、Km、Ap、Tf含量均呈上升趨勢,‘西施’ Lu、Ch含量則呈先升高后降低的變化趨勢,Qu含量降低,Km、Ap、總黃酮Tf含量均呈先降低后升高的變化趨勢。O2–·產(chǎn)生速率2個品種變化趨勢不一致,‘西施’先升高后降低再升高,‘雀好’呈雙峰曲線的形式, H2O2表現(xiàn)出先升后降的變化趨勢;MDA含量2品種

10、均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,整個花期2品種細胞膜透性持續(xù)升高;2個江南牡丹品種抗氧化酶活性隨開花進程中表現(xiàn)不同的變化趨勢,‘西施’SOD、PPO、POD先升后降再升高, ASA-POD呈雙峰曲線,CAT先升后降,‘雀好’SOD、PPO活性呈雙峰曲線的變化,而POD表現(xiàn)先升后降的變化,CAT呈先升后降再升高的變化;進一步通徑分析結(jié)果表明,H2O2、O2–·是分別導致2個牡丹品種開花和衰老過程中細胞膜脂質(zhì)過氧化作用中最主要的影響因子,產(chǎn)生