全 文 ：贵州兰花 SPAD值和叶绿素含量测定与分析
蹇 黎 1, 2 ,朱利泉 1 ,张以忠 2 ,余丹凤2 ,秦小军 2 ,李 明 1　
(1.西南大学农学与生物技术学院 ,重庆 400715;2.毕节学院环境与生命科学系,贵州毕节 551700)
摘要　利用SPAD-502叶绿素检测仪和常规方法对贵州兰花 7个种的 21个品种叶绿素含量进行了比较分析。结果表明 ,大多数兰花在
种间或种类叶绿素 a含量、叶绿素b含量 、总叶绿素含量以及 SPAD值有所不同 ,但之间并没有表现出优异的差异性;部分品种的叶绿素
含量与其 SPAD值之间的相关性未达到显著水平 ,说明利用SPAD值来衡量其叶绿素含量应慎重;通过聚类分析可以把 21个品种分为 4
类 ,但大多数叶绿素含量处于相当的水准。
关键词　兰花;SPAD值;叶绿素;聚类分析
中图分类号　S682.31　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)35-17462-03
DeterminationandAnalysisofSPADValueandChlorophylContentsinCymbidiumfromGuizhou
JIANLietal　 (ColegeofAgronomyandBiotechnology, SouthwestUniversity, Chongqing400715)
Abstract　Thechlorophylcontentin21cultivarsof7CymbidiumspeciesinGuizhouProvinceweremeasuredandcomparedbyusingSPAD-
502chlorophyldetectorandconventionalmethods.Theresultsshowedthatthechlorophyla, chlorophylb, totalchlorophyllandSPADvalue
ofmostCymbidiumcultivarsinandbetweenspecieswerediferent, withoutsignificantdiference.Therelativityofsegmentcultivarsbetween
thechlorophylcontentandSPADvaluewerenotsignificant, whichindicatedthatthechlorophylcontentshouldbeweighedbySPADvalue
cautiously.ClusteranalysisresultsshowedthataltheseCymbidiumspeciescouldbedividedinto4classes, butthechlorophylcontentofmost
cultivarswereatcertainlevels.
Keywords　 Cymbidium;SPADvalue;Chlorophyll;Clusteranalysis
基金项目　贵州省教育厅自然科学研究项目(2007082)。
作者简介　蹇黎(1978-),女 ,四川广元人 ,在读博士 ,讲师 , 从事生物
化学与分子生物学研究。
收稿日期　 2009-08-17
　　兰花一般是指兰科植物 ,为被子植物第二大科 ,有着十
分独特的生存特征和生态需求 ,广泛分布于热带 、亚热带和
温带地区 [ 1-5] 。而地处中亚热带的贵州 ,地形与水利条件非
常适宜兰科植物的生长 ,该省具有丰富的保存了众多园艺价
值性状的野生和栽培兰花资源。但观赏性好 、经济价值高的
兰花品种必须具备花香清幽 、花型端庄大方 、品质高等优良
特点 ,培育出高质优良的兰花品种迫在眉睫 。
绿色植物光能利用率高低取决其叶片叶绿素含量的多
少 ,而作为植物生理指标之一的叶片叶绿素含量能鉴定植物
在整个生育期间的营养状况 ,因此 ,研究绿色植物叶片叶绿
素含量至关重要 [ 6] 。SPAD-502叶绿素检测仪是通过不同叶
绿素含量的叶片对 2种不同波长光的吸收不同来确定其叶
绿素含量 ,具有快速 、简便和无损的特点 ,其测量结果是植物
叶片中叶绿素含量的相对值 ,已在多种植物中得到应
用 [ 7-12] 。笔者对兰花的 SPAD值及其叶绿素含量进行了测
定和分析 ,了解二者之间的关系 ,以期为培育出更优质的兰
花品种提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料　春兰 、春剑 、蕙兰 、莲瓣兰 、寒兰 、墨兰 、四季兰共
7个种的 21个品种 ,均为收集的下山兰花 ,并栽种在花盆中
达 2年。
1.2　方法
1.2.1　 SPAD-502值的测定。选取无病虫害 、无生理病斑 、
无机械损伤的叶片 ,用柔毛刷刷去叶片表面的泥沙及灰尘 ,
用 SPAD-502测定 5片单叶 ,取其平均值。样品待测定叶绿
素之用。
1.2.2　叶绿素含量的测定。将测完 SPAD值的叶片用丙酮
乙醇混合液法测其叶绿素含量 [ 13] 。
2　结果与分析
2.1　叶绿素含量和 SPAD值的测定与分析　不同的兰花
品种中 ,其叶绿素 a、叶绿素 b、总叶绿素含量和 SPAD值也有
所不同 。由表 1可知 ,春剑 3号的叶绿素 a含量最高 ,墨兰 1
表 1　叶绿素含量和 SPAD值及二者相关系数
Table1　ThechlorophylcontentandSPADvalueandtheircorrelation
coefficient
兰花品种Cultivarsofcym-bidium
叶绿素 a含量mg/gChlorophylacontent
叶绿素 b含量mg/gChlorophyllbcontent
总叶绿素含量mg/gTotalchlorophylcontent
SPAD值SPADvalue
相关系数Corre-lationcoef-ficient
墨兰 1号 0.31 0.54 0.85 54.00 0.091
墨兰 2号 0.76 0.23 0.99 68.50 0.651＊＊
墨兰 3号 0.55 0.55 1.09 65.70 0.668＊＊
墨兰 4号 0.53 0.56 1.09 63.60 0.985＊＊
墨兰 5号 0.38 0.57 0.95 47.70 0.230
蕙兰 1号 0.61 0.54 1.14 54.90 0.665＊＊
蕙兰 2号 0.53 0.55 1.08 51.10 0.850＊＊
蕙兰 3号 0.75 0.51 1.26 42.00 0.974＊＊
蕙兰 4号 0.95 0.49 1.44 54.20 0.219
蕙兰 5号 0.61 0.55 1.16 64.60 0.985＊＊
寒兰 1号 0.90 0.51 1.40 56.40 0.999＊＊
寒兰 2号 0.59 0.54 1.13 57.50 0.999＊＊
莲瓣兰 1号 0.60 0.54 1.14 72.20 0.705＊＊
莲瓣兰 2号 0.40 0.55 0.95 70.50 0.580＊＊
四季兰 0.63 0.53 1.16 67.30 0.621＊＊
春剑 1号 0.52 0.56 1.07 61.60 0.557＊＊
春剑 2号 0.32 0.58 0.90 65.80 0.016
春剑 3号 1.22 0.44 1.66 32.30 0.015
春剑 4号 0.97 0.50 1.47 67.30 0.906＊＊
春兰 1号 0.51 0.55 1.06 45.00 0.035
春兰 2号 0.96 0.50 1.47 53.50 0.484＊＊
　注:＊、＊＊分别表示在 0.05、0.01水平上存在差异。
　Note:＊and＊＊ meansignificanceat0.05and0.01levelsresp.
号叶绿素 a含量最低 ,前者是后者的 3.94倍。各品种叶绿
责任编辑　熊章琴　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(35):17462-17464
素 b含量变化幅度不大。除墨兰 4号 ,惠兰 2号 、3号 、4号和
莲瓣兰 1号 、2号外 ,其余品种叶绿素含量均随 SPAD值增加
而增加。t测验结果表明 ,除四季兰 、春剑与墨兰和惠兰之间
的总叶绿素含量以及四季兰与墨兰和惠兰之间 SPAD值差
异达到显著水平外 ,其余品种间的叶绿素含量和 SPAD值之
间差异均不显著。结果表明 ,虽然大多数兰花在种间或种类
叶绿素 a、叶绿素 b、总叶绿素含量和 SPAD值有所不同 ,但他
们之间并没有表现出优异的差异性 。
2.2　叶绿素含量和 SPAD值的相关性分析　由于 SPAD值
是叶绿素含量快速 、间接的测定 ,为验证其测定兰花叶绿素
含量的有效性 ,对 21个兰花品种的 SPAD值与叶绿素含量
(总叶绿素)的相关关系进行分析。结果表明 ,不同的兰花品
种其叶绿素含量和 SPAD值的相关性也有所不同。由表 1可
知 ,在 7个种的 21个品种中 ,除墨兰 1号 、墨兰 5号 、蕙兰 4
号 、春剑 2号 、春剑 3号和春兰 1号外 ,其他品种的总叶绿素
含量与 SPAD值之间均呈显著的线性相关关系。寒兰的叶
绿素含量与 SPAD值的相关系数最大 ,墨兰 4号和惠兰 3号 、
5号次之 ,其余品种的相关性大小次序略微有所变化。结果
表明 ,在用 SPAD值来测定其叶绿素含量的相对值时 ,即使
是同种中的不同品种 ,也有所不同 ,也即用 SPAD值测定兰
花品种叶绿素含量应慎重 。
2.3　叶绿素含量的聚类分析　对 21个兰花品种的总叶绿
素含量进行聚类分析(表 2、图 1),结果表明其叶绿素含量呈
明显的分化态势 。春剑 3号为第 1类;寒兰 1号 ,春兰 2号 ,
惠兰 4号 ,春剑 4号为第 2类;墨兰 2号 、3号 、4号 ,惠兰 1
号 、2号 、3号 、5号 ,寒兰 2号 ,春兰 1号 ,莲瓣兰 1号和春剑 1
号为第 3类;墨兰 1号 、5号 ,莲瓣兰 2号 ,春剑 2号为第 4
类。大多数品种的叶绿素含量均处于相当水准 。对 21个兰
花品种的 ERAPD聚类分析 ,可将其分化为 4大类:墨兰 5
号 ,莲瓣兰 2号 ,寒兰 1号 ,惠兰 2号 、4号 ,春剑 1号 、2号为
第 1类;墨兰 3号 ,春剑 4号 、5号 ,四季兰 ,春兰 1号为第 2
类;春兰 2号和惠兰 1号为第 3类;墨兰 1号 、2号 、4号 ,春剑
3号 ,寒兰 2号 ,惠兰 3号 ,莲瓣兰 1号为第 4类(图 2)。就其
总叶绿素含量聚类分析得亲缘关系为墨兰 、四季兰和莲瓣兰
较近 ,春兰 、春剑 、惠兰和寒兰较近;而从 ERAPD中的墨兰 、
四季兰 、春兰和春剑关系较近 ,寒兰 、惠兰和莲瓣兰关系较
近。这些结果表明 ,两种分类中除寒兰和惠兰 、春兰与春剑 、
四季兰和墨兰的遗传关系较近 ,与传统的形态学分类和部分
RAPD研究结果基本一致外 ,其余品种间叶绿素含量和 ER-
APD的聚类结果中的遗传关系表现出不完全吻合现象 ,可能
是 ERAPD分析是通过多个不同 RADP引物延伸给出了覆盖
多个基因组的多态性。
表 2　 21个兰花品种的聚类分析结果及其均值
Table2　Theclusterresultsanditsaverageof21Cymbidiumcultivars
类别Kinds 品种Cultivars 叶绿素 a∥mg/gChlorophyla 叶绿素 b∥mg/gChlorophylb 总叶绿素∥mg/gTotalchlorophyll
叶绿素a/叶绿素 bChlorophylla/Chlorophylb
第 1类 春剑 3号 1.05 1.22 2.27 0.86
第 2类 寒兰 1号 ,春兰 2号 ,惠兰 4号 ,春剑 4号 1.02 0.95 1.97 1.07
第 3类 墨兰 2号、3号、4号,惠兰 1号、2号、3号、5号,寒 1.01 0.60 1.45 1.68
兰 2号 ,春兰 1号 ,莲瓣兰 1号 ,春剑 1号 ,四季兰
第 4类 墨兰 1号、5号 ,莲瓣兰 2号 ,春剑 2号 0.72 0.35 1.07 2.06
图 1　叶绿素含量聚类分析结果
Fig.1　Theclusteranalysisresultsofchlorophylcontent
3　结论与讨论
不同兰花品种叶绿素 a含量 、叶绿素 b含量 、总叶绿素含
量和 SPAD值有所不同 ,但大多数品种之间并无优异的差异
性 。笔者利用具有快速 、简便和无损特点的叶绿素计(SPAD-
502)来测定兰花叶片叶绿素含量的相对值(SPAD值)与叶绿
图 2　ERAPD聚类分析结果
Fig.2　TheclusteranalysisresultsofERAPD
素含量之间的相关性 ,结果表明 , 15个兰花品种存在显著的
线性相关关系 ,其相关系数变幅为 0.484 ～ 0.999,与日本几
1746337卷 35期　　　　　　　　　　　　　　　　蹇黎等　贵州兰花 SPAD值和叶绿素含量测定与分析
个阔叶树种(栎树 、榉 、杨梅 、山茶)、部分作物(小麦 、水稻 、油
菜 、棉花 、玉米 、高粱 、大豆)、草莓 、无花果和棉白杨 、红槭的
相关系数非常相近 [ 14-17] ;而其余 6个兰花品种相关性表现较
差 ,可能与苹果树利用 SPAD值来衡量叶绿素含量时受到其
生长期 、不同品种 、生长条件 、光照角度和环境的影响 ,柚子
树叶片叶绿素含量相关性表现较差 ,半矮生稻受其生育期和
基因型的影响 ,热带玉米受其叶片茂密程度 、采取样品的大
小和位置 、光谱特性的影响 ,甘蓝 、洋葱和胡萝卜受其土壤类
型 、品种和生长期的影响 ,莴笋由于其自身颜色的突变而受
限 ,也即是用 SPAD值来衡量苹果树 、柚子树 、半矮生稻 、水
稻 、热带玉米 、玉米 、甘蓝 、洋葱 、胡萝卜 、莴笋的叶片叶绿素
含量时受多种因素的影响而存在一定的难度具有相似
性 [ 18-26] 。说明目前利用 SAPD-502叶绿素计测定叶绿素含
量来指导兰花育种存在着一定的难度 ,在利用 SPAD叶绿素
计来诊断兰花品种叶绿素含量时应慎重。在前人研究的基
础上 ,推测出该研究中在利用 SPAD值衡量兰花叶片叶绿素
时出现部分品种的相关性存在显著的差异性 、其余品种则相
关性表现较差的可能原因:①测定的叶片其内部叶绿素的合
成和氮素运转不同步;②所测叶片的大小和测定的部位不同
带来部分影响;③兰花是多年生的喜阴植物 ,其叶片颜色相
对较深 ,这也可能影响其叶绿素含量和 SPAD值之间的相关
性;④叶绿素含量和 SPAD值均是通过光谱特性来测定 ,而植
物光谱特性的改变受其叶片营养元素等多种因素的控制 ,因
而致使测定结果受到影响;⑤兰花基因型 、生长的环境条件 、
生物与非生物胁迫等因素也可能对其叶绿素含量带来一定
的影响。
参考文献
[ 1] 文璨.春兰组培条件和体内多糖的研究 [ D].成都:四川大学, 2005:31.
[ 2] 侯大勇.春石斛兰离体培养,再生过程生理变化及转基因初步研究
[ D].杭州:浙江大学, 2006:1.
[ 3] CHENXQ, JIZH, LUOYB.Thepictureofwildorchidsinchina[ M].Beijing:SicPres, 1999:107.
[ 4] IUCN/SSCORCHIDSPECIALISTGROUP.Orchids-statussurveyandcon-
servationactionplan[ R].IUCN, Gland, SwitzerlandandCambridge, 1996.
[ 5] RASMUSSENHN.Terrestrialorchidsfromseedtomycotrophicplant[M].
NewYorkUSA:ThePressoftheUniversityofCambridge, 1995:1-237.
[ 6] 董运斋.大花蕙兰营养特性与施肥的研究 [ D] .北京:北京林业大学,
2005:11-13.
[ 7] FELIXL, JASONG, NINAB.UseoftheminoltaSPAD-502todetermine
chlorophylconcentrationinFicusbenjaminaL.andPopulusdeltoidesmarshleaftissue[J] .HortScience, 2000, 5(7):423 -424.
[ 8] BIJAYS, YADVINDERS, JAGDISHK.Chlorophylmeterandleafcolor
chart-basednitrogenmanagementforriceandwheatinNorthwesternIndia
[J] .Agron., 2002, 94:821-829.
[ 9] OLAVH, KNUTAS.Efectofiradianceonchlorophylestimationwiththe
MinoltaSPAD-502leafchlorophylmeter[J].AnnalsofBotany, 1998, 82:
389-392.
[ 10] HYUN-HEEHAN, YONG-KOOKIM, JAE-YOUNGLEE.Corelationa-
mongthenitrogen, chlorophyl(SPADValue)andphotosyntheticreac-
tionsontheleavesofone-year-oldshootsbytraininganglesin`Fuji ap-pletrees[J] .HortScience, 2004, 39(7):762-763.
[ 11] DENISEN, EUGENEJH, GERALDHN.UsingSPAD-502valuestoas-
sessthenitrogenstatusofappletrees[J] .HortScience, 1995, 30(7):508
-512.
[ 12] BABARMA, REYNOLDSMP, VANGM, etal.Spectralreflectanceto
estimategeneticvariationforin-seasonbiomass,leafchlorophyl, andcan-
opytemperatureinwheat[J] .CropSic, 2006, 46(3):1046-1057.
[ 13] ZHANGXZ.Determinationonthecontentofplant CHLbymixingacet
andethanol[M].AgricultureSciinLiaolin, 2006:26-28.[ 14] TOBIASDJ, YOSIHKAWAK,IKEMOTOA.Seasonalchangesofchloro-
phylcontentinthecrownsofseveralbroad-leveedtreespecies[ J].JJap
SocRevegetTechno1, 1994, 48(6):21-32.
[ 15] 艾天成 ,李方敏 ,周治安,等.作物叶片叶绿素含量与 SPAD值相关性
研究 [ J].湖北农学院学报, 2000, 20(1):6-8.
[ 16] LEIZX, AITC, LIFM.TherelationshipsbetweenSPADreadingsand
thecontentsofchlorophylandnitrogeninstrawberryleaves[J] .Journal
ofHubeiAgriculturalColege, 2001, 21(2):138-140.
[ 17] SIBLEYJL, EAKESDJ, GILLIAMCH, etal.FoliarSPAD-502meter
values, nitrogenlevels, andextractablechlo-rophylforredmapleselec-tions[J].HortScience, 1996, 31(6):312-475.
[ 18] NEILSEND, HOGUEEJ, NEILSENGH.UsingSPAD-502valuestoas-
sessthenitrogenstatusofappletrees[J] .HortScience, 1995, 30(6):427
-657.
[ 19] TURNERANDFT,JUNDMF.Chlorophylmetertopredictnitrogentop-
dressrequirementforsemidwarfrice[J].AgronJ, 1991, 83(9):926-928.
[ 20] LIYC, ALVAAK, CALVERTDV.Usingleafchlorophylmetertopre-
dictNitrogenstatusandyieldofgrapefruittrees[J] .HortScience, 1996,
31(8):564-702.
[ 21] EARLHJ, TOLLENAARM.Maizeleafabsorptanceofphotosyntheticalyactiveradiationanditsestimationusingachlorophylmeter[J] .CropSci,
1997, 37(3):36-440.
[ 22] WILCOXM, SANCHEZCA.Evalutionofchlorophylmeterreadingsfor
assessingtheNstatusofletuce[J].HortScience, 1994, 29(5):427-581.
[ 23] PENGSB, GARCIAFV, LAZARC.Adjustmentforspecificleafweight
improveschlorophylmeter sestimateofriceleafnitrogenconcentration
[J].AgronJ, 1993, 85(9):987-990.
[ 24] WESTERVELDSM,MCKEOWNAW, SCOTT-DUPREECD, etal.As-
sessmentofchlorophylandnitratemetersasfieldtisuenitrogentestsfor
cabbage, onions, andcarots[J] .HortTechnology, 2004, 14(4):168-300.[ 25] CHAPMANSC, BARRETOHJ.Usingachlorophylmetertoestimate
specificleafnitrogenoftropicalmaizeduringvegetativegrowth[ J].
Agron, 1997, 89(7):557-562.
[ 26] LOHFCW, GRABOSKYJC,BASSUKNL.UsingtheSPAD502meter
toassesschlorophylandnitrogencontentofbenjaminfigandcotonwood
leaves[J].HortTechnology, 2002:10(12):541-740.
(上接第 17355页)
参考文献
[ 1] 刘翠云,张小红, 马洪明.酸枣微繁技术的研究 [ J].西北植物学报 ,
1995, 15(4):301-306.[ 2] 孙清荣,刘庆忠,赵红军.酸枣的组织培养与快繁 [ J] .落叶果树 , 2001
(6):1-2.
[ 3] 黄建 ,马锋旺 ,樊军峰 ,等.枣树离体叶片不定芽再生体系建立的研究
[ J].西北植物学报, 2006, 26(5):942-948.
[ 4] 周瑞金 ,刘孟军.枣离体叶片高效再生植株的研究 [ J] .园艺学报, 2006,
33(3):625-628.
[ 5] 孙清荣.枣的组织培养与快繁 [ J].落叶果树 , 2003(3):1-3.
[ 6] 陈宗礼 ,延志莲,齐龙.枣叶片离体培养再生植株[ J] .植物生理学通
讯, 1996, 32(1):27-28.
17464 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年