两种彩叶桂花新品种叶绿素和花青素的比较分析
Comparative Analysis of Chlorophyll and Anthocyanin in Two New Colorful Sweet Os-manthus Cultivars

作者: 陈碧露 , 张远福 , 刘小平 , 宋 倩 , 刘淑媛 :赣州市花卉研究所,江西 赣州; 罗永松 :赣州市林业有害生物防治检疫局,江西 赣州;

关键词: 紫嫣公主虔南桂妃叶绿素花青素分析Ziyan Gongzhu Qiannan Guifei Chlorophyll Anthocyanin Analysis

摘要:
分别采用乙醇提取法、甲醇盐酸法对彩叶桂花新品种“紫嫣公主”和“虔南桂妃”叶绿素、花青素含量进行了测定。结果表明,“紫嫣公主”和“虔南桂妃”的叶绿素含量依次为中下部叶片 > 中上部叶片 > 未成熟叶片,其中“紫嫣公主”成熟叶的叶绿素含量峰值出现在6月和10月,“虔南桂妃”则为10月份,说明“紫嫣公主”全年有两个旺盛生长期,虔南桂妃则只有一个旺盛生长期。“紫嫣公主”和“虔南桂妃”未成熟叶花青素含量的年变化均有3个峰值即3月、5月和10月,为两种彩叶桂花的最佳观赏期。

Abstract: The contents of chlorophyll and anthocyanin in the new cultivars “Ziyan Gongzhu” and “Qiannan Guifei” were determined by ethanol extraction and methanol hydrochloric acid respectively. The results showed that the chlorophyll contents of “Ziyan Gongzhu” and “Qiannan Guifei” were middle and lower leaves > middle and upper leaves > immature leaves, and the peak chlorophyll content of mature leaves of “Ziyan Gongzhu” appeared in June and October, “Qiannan Guifei” was October, indicating that “Ziyan Gongzhu” has two vigorous growth periods throughout the year, and “Qiannan Guifei” has only one vigorous growth period. The annual changes in the content of immature leaves anthocyanin in “Ziyan Gongzhu” and “Qiannan Guifei” have 3 peaks in March, May and October, which is the best viewing period for the two colored osmanthus flowers.

1. 引言

“虔南桂妃”、“紫嫣公主”系近年来全南厚朴生态林业有限公司培育的彩叶桂花新品种,江西等地应用栽培表明,其园艺综合性状表现优良 [1]。叶绿素是植物重要光合色素之一,不但有传递与吸收光量子的能力,而且其含量的高低直接影响着植物光合作用的强弱。此外,叶绿素含量可以揭示在特殊环境下植物的适应性、生物量以及健康程度等 [2]。植物叶片的色素含量因树种而异,且同一品种在周年生长期中呈现明显的波动。采叶时期及采叶部位不同,其叶片色素含量亦有差异 [3]。花青素是广泛存在于植物中的水溶性天然色素,也是某些植物叶片、果皮以及其他器官主要的呈色物质。花青素在红色系彩叶植物叶片的呈色中起主导作用 [4]。本试验通过对两种彩叶桂花新品种叶绿素和花青素含量的对比分析,以了解两种彩叶桂花叶色变化的生理特性及其最佳观赏期,以期为彩叶桂花新品种创制提供理论支持,同时为其园林应用奠定基础。

2. 试验地概况

试验地设在江西省赣州市花卉研究所的露天苗圃地内(N25˚49'、E114˚40')土壤为微酸性沙质壤土。地处中亚热带南缘属亚热带季风气候区,年平均气温20.0℃,最高气温41℃,历史最底气温−6℃,年平均降雨量1447毫米。

3. 材料与方法

3.1. 试验材料

2016年1月~2017年1月,由全南厚朴生态林业有限公司提供2a生“紫嫣公主”和“虔南桂妃”扦插苗各300株,按株行距60 × 80 ㎝进行行间混交栽植,管理措施与桂花常规措施相同,不采取任何特殊措施。于不同生长时期分别摘取“紫嫣公主”、“虔南桂妃”叶片进行测试。

3.2. 研究方法

3.2.1. 叶绿素含量测定

叶绿素含量测定采用乙醇提取法。分别随机选取5~10株两种彩叶桂花叶片,将叶片擦净、剪碎、混匀,称取0.100 g加入96%乙醇,封口置于黑暗处浸提48 h左右,叶片变白后取出于649 nm、665 nm下测吸光度。按下列计算公式分别计算叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量 [5]。叶绿素a浓度(mg/L):Ca = 13.95 A665 − 6.88 A649;叶绿素b浓度(mg/L):Cb= 24.96A649 − 7.32 A665;叶绿素的总浓度(mg/L):C = Ca + Cb;叶绿体色素含量= (mg∙g−1∙FW) = C.VT/FW/1000。

3.2.2. 花青素含量测定

花青素含量测定采用甲醇盐酸法。随机选取5~10株两种彩叶桂花叶片,将叶片擦净、剪碎、混匀,称取0.500 g叶片,加入甲醇盐酸溶液(甲醇:盐酸 = 97:3),封口置于黑暗处浸提6 h,后取出于530 nm下测吸光度A。以1 g鲜样吸光度A = 0.1为一个花青素单位,以此比较花青素的相对含量,花青素相对含量 = 10 AB/m (A为530 nm下测定的吸光度,B为稀释倍数,m为样品鲜重) [6][7]。

4. 结果与分析

4.1. “紫嫣公主”不同部位叶片叶绿素含量年变化分析

图1可以看出,在整个生长期内,“紫嫣公主”中下部叶片叶绿素含量均高于中上部叶片叶绿素含量,中上部叶片叶绿素含量均高于未成熟叶片叶绿素含量。未成熟叶与成熟叶的叶绿素含量变化趋势不尽相同,未成熟叶的叶绿素含量变化为单峰曲线,在10月达到最高值1.0321 mg∙g−1∙FW,8月份则为最低值0.2691 mg∙g−1∙FW;成熟叶的中下部和中上部叶片叶绿素含量呈双峰曲线变化,从4月开始,叶绿素含量迅速升高,到6月达到最大值,分别为3.1414 mg∙g−1∙FW和为2.0109 mg∙g−1∙FW,其后含量逐渐降低,至8月降至最低值即分别为1.9917 mg∙g−1∙FW和1.4158 mg∙g−1∙FW,其后叶绿素含量又逐渐上升,至10月份出现第2个高峰,含量分别为2.5170 mg∙g−1∙FW和1.7732 mg∙g−1∙FW,但其含量显著低于6月。

叶绿素含量的变化,可以反映植物叶片光合功能强弱,也可以表现在不同的季节植物组织、器官的衰老状况 [8]。“紫嫣公主”成熟叶片的叶绿素最高值出现在6月份和10月份,或是此时天气适宜,为彩叶桂花生长的最佳时期。

Figure 1. Variation of Chlorophyll content in “Ziyan Gongzhu”

图1. 紫嫣公主不同部位叶片叶绿素含量年变化

4.2. “虔南桂妃”不同部位叶片叶绿素含量年变化分析

图2可以看出,在整个生长期内,“虔南桂妃”与“紫嫣公主”不同部位叶绿素含量表现基本一致,即中下部叶片叶绿素含量均高于中上部叶片叶绿素含量,中上部叶片叶绿素含量均高于未成熟叶片叶绿素含量。“虔南桂妃”不同部位的叶绿素含量变化均为单峰曲线,均在10月份达到最高值,分别为中下部2.3680 mg∙g−1∙FW、中上部1.4671 mg∙g−1∙FW、未成熟0.6451 mg∙g−1∙FW;而在4月份出现最低值,分别为中下部1.5701 mg∙g−1∙FW、中上部0.5990 mg∙g−1∙FW、未成熟0.1516 mg∙g−1∙FW。“虔南桂妃”从初春萌芽开始,叶片处于转色期,其叶绿素含量不断降低,至4月份达到最低值后又逐渐升高,即叶片在逐渐成熟变绿,到10月份达到峰值,其后天气渐凉,其叶绿素含量又呈下降趋势。

4.3. 两种彩叶桂花未成熟叶片花青素含量年变化分析

彩叶桂花观赏价值主要在于新萌发的未成熟叶片。由图3可以看出,在整个生长期内,两种彩叶桂花青素相对含量均有三个峰值即分别为3月份、5月份和10月份,其中“紫嫣公主”花青素相对含量普遍高于“虔南桂妃”花青素相对含量。两种彩叶桂花均在3月份花青素相对含量达最高值,此时正值彩叶桂花叶片新叶萌发生长高峰期,也为这两种彩叶桂花的最佳观赏时期。同时两种彩叶桂在5月份和10月份花青素相对含量也较高,仅次于3月份,可见5月和10月也为这两种彩叶桂花较好的观赏期。

Figure 2. Variation of Chlorophyll content in “Qiannan Guifei”

图2. 虔南桂妃不同部位叶片叶绿素含量年变化

Figure 3. Variation of Anthocyanin content in immature leaves of “Ziyan Gongzhu” and “Qiannan Guifei”

图3. 两种彩叶桂未成熟叶片花青素相对含量年变化

5. 结论与讨论

彩叶桂花中下部叶片多为已完全成熟的老叶,但中上部叶片则多为刚成熟不久的叶片,说明这两种彩叶桂花的光合作用主要依靠成熟叶 [9],从而表现为两种彩叶桂花不同部位的叶绿素含量均为中下部叶片 > 中上部叶片 > 未成熟叶片,其中“紫嫣公主”的叶绿素含量最大值显著高于“虔南桂妃”,说明在一定时期内“紫嫣公主”的光合作用较强,生长势较强 [10]。两种彩叶桂花的花青素含量年变化均有3个峰值即3月、5月和10月,为这两种彩叶桂花的最佳观赏期,其中“紫嫣公主”的花青素相对含量明显高于“虔南桂妃”,说明“紫嫣公主”紫红色泽性状优于“虔南桂妃”。在实际园林造景应用中,两种彩叶桂花还可结合秋季修剪等措施,再造绚丽紫红景观。

基金项目

江西省2016年重点研发计划项目[20161BBF60032]资助。

参考文献

文章引用: 陈碧露 , 张远福 , 罗永松 , 刘小平 , 宋 倩 , 刘淑媛 (2018) 两种彩叶桂花新品种叶绿素和花青素的比较分析。 农业科学, 8, 1040-1044. doi: 10.12677/HJAS.2018.89152

参考文献

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[2] 刘宝, 陈存及, 林达定, 等. 21个闽楠种源叶片光合色素含量及叶绿素荧光参数分析[J]. 江西农业大学学报, 2014, 36(1): 115-121.

[3] 陈延惠, 李跃霞, 郭晓丽, 等. 园艺植物叶色变化机制研究进展[J]. 河南农业科学, 2011, 40(12): 30-34.

[4] 郝峰鸽, 杨立峰, 周秀梅. 4种彩叶植物生长期色素含量研究[J]. 西北林学院学报, 2006, 21(6): 63-65.

[5] 高俊凤. 植物生理学实验指导[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006, 74-77.

[6] 马晓. 槭树叶色变化的生理生化研究[D]: [硕士学位论文]. 郑州: 河南农业大学, 2005.

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[8] 宋丽华, 王媛. 几种绿化树种叶片年生长规律及叶绿素含量变化[J]. 北方园艺, 2010(22): 90-93.

[9] 张选, 肖薪龙, 李鹏勃, 等. 新疆杨不同成熟度叶片在碱胁迫下的生理响应[J]. 林业科学, 2015, 51(12): 9-14.

[10] 罗永松, 罗惠文, 江军, 等. 彩叶桂花新品种“紫嫣公主” [J]. 林业世界, 2018, 7(3): 105-107.

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