全 文 ：北美枫香 （Liquidambar styraciflua） 为金缕
梅科枫香属大型落叶阔叶乔木，原产于北美，
树干笔直高耸，适应性强生长较快。春夏季叶
色暗绿，秋季变为黄色、紫色至红色，落叶晚。
北美枫香由于秋天亮丽的色彩被广泛种植在小
区庭园、公园和风景区等地方，可单株种植，
也可群植。更因为其广泛的抗性而成为行道树、
遮荫树和防风林的最好树种。
近年来对彩叶树种的研究很多，但对北美
枫香的研究主要集中在引种繁殖等方面，对其
叶色生理学的研究尚未见报道。本研究以秋季
不同时期北美枫香叶片为试材，比较几种色素
含量的变化情况，及与相关生理指标之间的关
系，研究秋季叶色变化的生理机制，以期为北
美枫香的季相景观配置提供科学依据。
1 材料与方法
1.1试验材料
研究材料取自北京农业职业学院彩林示范
园，自 10月 5日至 10月 25日，每 10天采样 1
次，共采样 3次。每次选择生长一致的 3 株树
苗（苗龄 4年，直径 5.5cm），每株取树冠外围
的中上部不同枝条的叶片，3次重复。
1.2测定方法
叶绿素与类胡萝卜素的含量参照 X.H.波钦
诺克、朱广廉等的方法测定；叶片花色素苷的
含量参照唐前瑞及何奕坤等的方法测定；可溶性
精的提取与测定参照张志良等的方法；苯丙氨酸
解氨酶(PAL)的活性参照王敬文等的方法测定。
1.3数据分析
将实验数据进行分类整理，采用 SPSS 11.0、
EXCEL 2003等软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1叶绿素及类胡萝卜素含量变化
2.1.1 叶绿素 a含量的变化分析
叶绿素 a为蓝绿色，是叶片呈现绿色的主要
色素。在秋季北美枫香叶片由绿转红 （黄） 的
北美枫香秋季叶色变化的生理学研究
王 晶，穆希维，唐存莲
（北京农业职业学院， 北京 102442）
【摘 要】以北美枫香秋季叶片为试材，测定其在变色期叶片内的叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷含量和可溶性糖
的含量，探讨其与叶色变化的关系。结果表明：10月 5日至 10月 25日，北美枫香叶片中的叶绿素含量总体上呈下降
趋势，叶绿素 a、叶绿素 b和类胡萝卜素含量的变化趋势与叶绿素总量的变化趋势基本一致。叶片中花色素苷的含量显
著升高，北美枫香叶片逐渐由黄绿色变成红色、深红色。苯丙氨酸解氨酶 (PAL) 活性和可溶性糖含量与花色素苷含量
间呈极显著正相关，说明叶片中 PAL活性的升高，可溶性糖含量的增加有利于花色素苷的合成。
【关键词】北美枫香；叶绿素；花色素苷；PAL活性；可溶性糖
【中图分类号】 S68 【文献标识码】 B 【文章编号】 1670-7252（2011） 06-0022-03
第 25卷 第 6期
2011年 11月
北京农业职业学院学报
Journal of Beijing Agricultural Vocation College
Vol.25 No.6
Nov. 2011
【收稿日期】 2011-05-24
【作者简介】王晶（1982- ），女，辽宁沈阳人，北京农业职业学院实训管理中心助理农艺师，硕士。研究方向：
园林植物与观赏园艺。
22— —
采集时间 叶绿素 a 叶绿素 b 叶绿素 a+b 类胡萝卜素 花色素苷 可溶性糖 PAL
10月 5日 0.8831 0.9036 1.7867 0.3499 0.625 0.78% 78.3
10月 15日 0.6835 0.7174 1.4009 0.1975 0.817 1.00% 99.5
10月 25日 0.5103 0.5403 1.0506 0.1431 1.602 1.66% 158.6
变色过程中，叶绿素 a含量呈现出逐渐降低的变
化趋势，10 月 5 日与 10 月 25 日相比叶绿素 a
的含量下降达 42%，见表 1。
2.1.2 叶绿素 b含量的变化分析
叶绿素 b 在植物外观上表现为黄绿色，也
是叶片呈现绿色的主要原因。在秋季北美枫香
叶色变化过程中，植物叶绿素 b 含量动态变化
趋势与其相应的叶绿素 a含量动态变化较一致，
10月 5日与 10月 25日相比叶绿素 b的含量下
降 40%，见表 1。
2.1.3 叶绿素总量和类胡萝卜素含量的变化分析
由表 1 可知，三个时期叶片中叶绿素总量
分别为 1.7867、1.4009、1.0506 mg/g。类胡萝卜
素在树木的光合作用中起辅助色素的作用，它
是使叶片呈现黄色、橙色的主要色素，三个时
期叶片中类胡萝卜素含量分别为 0.3499、0.975、
0.1431mg/g。叶绿素总量和类胡萝卜素含量的变
化趋势与叶绿素 a、叶绿素 b的变化均呈下降趋
势，见图 1。
2.2叶片中花色素苷含量与 PAL活性的变化
花色素苷(anthocyanin)是一类主要的类黄酮
色素，主要存在于植物细胞的液泡中，在植物
界中分布极广，使花瓣、果实和叶片呈现出红
色、紫色或蓝色。在秋季叶色变化过程中，花
色素苷是使叶色变红的主要物质基础。由图 2
可知，北美枫香叶片中花色素苷含量和 PAL活
性的季节变化趋势相同，呈逐渐上升的趋势。
10月 5日至 10月 25日，花色素苷含量不断上
升，是 10月 5日花色素苷含量的 2.56倍。花色
素苷相对含量与叶色表现相吻合，在变色期叶
片颜色由绿逐渐变红。
苯丙氨酸解氨酶（PAL） 是植物苯丙酸类代
谢途径中一个关键酶，对类黄酮、花青素等次
生物质的形成起重要的调节作用。对表 1 中花
色素苷与 PAL的数据用 SPSS软件进行相关分
析，见表 2，PAL酶活性变化与花色素苷的变化
呈显著正相关（P<0.05），相关系数达 0.997。
表 1 北美枫香叶片不同采集时期色素、可溶性糖及 PAL含量的变化
图 1 叶绿素及类胡萝卜素含量变化
表 2 北美枫香叶片花色素苷与 PAL含量间的
相关性分析
花色素苷 PAL
花色素苷 Pearson Correlation 1.000 0.997﹡
Sig.（2- tailed） - 0.045
N 3 3
PAL Pearson Correlation 0.997﹡ 1.000
Sig.（2- tailed） 0.045 -
N 3 3
*Correlation is significant at the 0.05 level（2-tailed）
图 2 花色素苷含量与 PAL活性的变化
王 晶等：北美枫香秋季叶色变化的生理学研究
23— —
2.3可溶性糖含量的变化
植物在个体发育的各个时期代谢活动也发
生相应的变化，碳水化合物的含量也随之发生
变化。由图 3相关性分析可以看出，可溶性糖
的含量呈不断上升的趋势。可溶性糖含量与花
色素苷含量变化呈显著正相关(P<0.05)，相关系
数达 0.998，见表 3。
3 结论与讨论
10月 5日至 10月 25日，秋季的北美枫香
叶片中，叶绿素含量总体呈下降趋势，叶绿素
a、叶绿素 b和类胡萝卜素含量的变化趋势与叶
绿素总量的变化趋势基本一致。叶片中花色素
苷的含量显著升高，由于花青素与叶绿素的相
互消长作用的结果，北美枫香叶片逐渐地由黄
绿色变成红色、深红色。
本实验结果表明，北美枫香叶片中 PAL活
性和可溶性糖含量与花色素苷含量间呈极显著
正相关，说明叶片中 PAL活性的升高、可溶性
糖含量的增加有利于花色素苷的合成。
花色素苷与 PAL活性的提高有一定关系，
但 PAL并不是花色素苷合成惟一的关键酶，还
可能与其他酶的调控及温度、湿度等环境因子
的影响有关。一般来说细胞中花色素苷的生物
合成与糖类的含量密切相关，糖类是花青素生
物合成的信号分子、能源物质和前体物质，不
过也有人认为花色素苷的积累与糖含量无关。
【参考文献】
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［7］ Saure M .C. External control of anthocyanin forma－
tion in apple［J］. Scientia Horticulturae， 1990， 42（3）:
181-218.
（责任编辑 胡 鑫）
图 3 可溶性糖含量的变化
花色素苷 PAL
花色素苷 Pearson Correlation 1 0.998
Sig. (2- tailed) - 0.036
N 3 3
可溶性糖 Pearson Correlation 0.998 1
Sig. (2- tailed) 0.036 -
N 3 3
表 3 北美枫香叶片花色素苷与可溶性糖
含量间的相关性分析
*Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed)
北京农业职业学院学报 2011年 第 6期
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