全 文 ：0 引言
【研究意义】彩叶植物是指在生长期内，叶色与自
然绿色有明显区别的植物类群，其基本特征是具备一
致的变色期、较长的观赏期和整齐的落叶期（于晓南
和张启翔，2000）。根据色彩在叶面上的分布和观赏
期，可分为秋色叶、春色叶、双色叶、常色叶和斑色叶
五大类。花叶冷水花（PileacadiereiGagnep），荨麻科
冷水花属菜叶植物多年生草本，属于斑色叶类彩叶植
物。彩叶植物因其色彩鲜艳、成景快、栽培容易、观赏
期长等特点，发挥着构图、配色、点缀园林景观的重要
收稿日期：2012-05-30
基金项目：重庆市高校创新团队建设计划项目（201040）
作者简介：甘丽萍（1979-），博士，主要从事植物生理与病理研究工作，E-mail：ganmei790717@163.com
光照强度对花叶冷水花色素含量和
过氧化氢酶活性的影响
甘丽萍，叶云霄，向丽霞，曾晓琳，陈 敏
（重庆三峡学院生命科学与工程学院，重庆 万州 404100）
摘要：【目的】探究光强因子对冷水花花青素和叶绿素含量变化的影响，为冷水花的科学栽培提供理论依据。【方
法】对冷水花分别进行强光（光照度15000~20000lx）、正常光照（500~1000lx）、遮阴1（250~500 lx）、遮阴2（100~300
lx）和黑暗（0lx）条件的光照处理，调查其花青素、叶绿素及过氧化氢酶活性等生理指标。【结果】在两种遮阴条件下冷
水花叶片中总叶绿素含量均高于正常光照处理，但在强光下最低；叶绿素a/b值在遮阴2条件下最低（1.57），在强光下
最高；花青素含量在强光诱导下显著增高，与叶绿素的变化呈现负相关；氧化氢酶活性在强光和黑暗条件下增高，与
正常和遮阴相比均达到显著差异，说明在高光照胁迫中启动了抗氧化系统。【结论】冷水花具有强的耐阴性，适合在室
内和郁闭度较大的环境下生存。
关键词：冷水花；叶绿素；花青素；过氧化物酶；光照强度
中图分类号：S682.360.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2012）11-1655-05
DOI：10.3969/j：issn.2095-1191.2012.11.1655
南方农业学报 JOURNAL OF SOUTHERN AGRICULTURE 2012，43（11）：1655-1659
ISSN 2095-1191；CODEN NNXAAB http：//www.nfnyxb.com
Effects of different light intensity on pigments and catalase
（CAT）of Pilea cadierei Gagnep
GANLi-ping，YEYun-xiao，XIANGLi-xia，ZENGXiao-lin，CHENMin
（Department of Life Science and Engineering，Chongqing Three Gorges University，Wanzhou，Chongqing 404000，China）
Abstract：【Objective】The present experiment was conducted to explore the light intensity factor， which impacts the
anthocyanin and chlorophyll contents of Pilea cadierei， to provide theoretical basis for the scientific culturing of Pilea
cadierei. 【Method】The Pilea cadierei was treated under five different light intensity conditions， including highlight （Illumi-
nance：15000-20000 lx）， normal light （500-1000 lx）， shade 1 （250-500 lx）， shade 2 （100-300 lx）， and dark（0 lx）.
【Result】The total chlorophyll （chl.a+b） contents under shade 1 and shade 2 were higher than those tested under normal
light， while the contents tested the lowest under highlight. The Chl.a/Chl.b value， at 1.57， was the lowest under full
shade； on the other hand， the value tested under highlight was the highest. Anthocyanin content tested under highlight was
significantly higher than that tested under other lights. Furthermore， the anthocyanin content exhibited negative correlation
with the Chl. value. The CAT activities of Pilea cadierei increased under the highlight and dark light testing conditions，
which exhibited remarkable differences with the CAT activities tested under normal and shade testing conditions，which in-
dicated that the antioxidant system responded well to highlight stress. 【Conclusion】Pilea cadierei displayed strong shade
tolerance； therefore， this plant could suitably survive indoor and enclosed environments.
Key words： Pilea cadierei； chlorophyll； anthocyanidin； catalase（CAT）； light intensity
南 方 农 业 学 报
作用（申浩，2012）。探讨光照强度与冷水花叶色生理
生化变化的相关性，对彩叶植物栽培环境的选择具有
重要指导意义，可为今后园林中彩叶植物的栽培应用
奠定基础。【前人研究进展】何亦昆等（1995）、姜卫兵
等（2005）研究表明，植物叶片呈色与叶片细胞内色素
的种类、含量及其在叶片中的分布有关，彩叶植物的
叶色表现是遗传因素和外部环境共同作用的结果，而
光照是影响彩叶植物叶色变化最重要的环境因素（李
红秋和刘石军，1998），其变化会影响叶绿素的正常合
成，并引起永久或暂时的叶片变色反应，主要与光合
功能的改变有关（朱新广和张其德，1999）。光照强度
影响叶绿素、类胡萝卜素和花色素苷的含量及比例，
从而影响叶片呈色。梁峰和蔺银鼎（2009）采用不同的
光强处理来研究光强对彩叶植物元宝枫叶色表达的
影响，并测定其在不同光强下叶绿素、可溶性糖、花色
素苷等指标的变化情况，结果表明，全光照条件下元
宝枫叶片细胞内花色素苷含量、可溶性糖含量最高，
叶绿素含量最低，叶片呈色最好，最具观赏性。【本研
究切入点】现阶段对冷水花叶色表达机制、栽培繁育
的研究较多，但未深入探索环境因子对叶色表现的影
响。【拟解决的关键问题】采取不同光强对冷水花进行
处理，研究光强对其叶色变化的影响及高光照胁迫下
抗氧化适应反应的能力，为冷水花的科学栽培提供理
论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试材料为冷水花，叶对生，3条主脉间有灰白至
银白色的斑纹。试验于2011年 0月15日在重庆三峡学
院校园花圃基地选取长势良好且无病残叶的冷水花
植株在室内扦插繁殖。冷水花较耐寒，喜温暖湿润的
气候条件，怕阳光暴晒，在疏荫环境下叶色白绿分明，
节间短而紧凑，叶面透亮并有光泽；在全部蔽荫的环
境下常徒长，株形松散。供试仪器有GXZ-270D智能光
照培养箱、SHH-500GSP人工气候箱、泰仕TES-1332A数
位式照度计、760CRT型双光束紫外可见光分光光度
计。供试试剂有2％盐酸甲醇溶液、浓盐酸、99％甲醇、
丙酮及钼酸铵。
1. 2 试验方法
1. 2. 1试验设计 用冷水花植株顶部茎段作插条，
剪取约15 cm，保留顶部2~3节，剪去下部叶片。基质用
消毒灭菌的砂质土，将基质装入高约10 cm的小盆内，
取两条剪好的插穗蘸适宜浓度的生根粉插入基质中，
第1次浇透水，置于23℃的光照培养箱中培养（正常光
照）。隔2 d浇1次水，每次30~50 mL，8~10 d发根成苗。
长出新梢后注意摘心，促其分枝，使植株更丰满。选长
势相近、叶面积相似的植株做如下处理：（1）对照
（CK）：透光率为SHH-500GSP人工气候箱内自然光强
100%（未遮荫，光照度500~1000lx）；（2）遮阴1（Shade-1）：
透光率为CK自然光强的50%~60%（光照度250~500
lx）；（3）遮阴2（Shade-2）：透光率为CK自然光强的
20%~30%（光照度100~300 lx）；（4）黑暗（Dark）：透光
率为CK自然光强的0%（光照度0 lx）；（5）强光（High-
light）：透光率为GXZ-270D智能光照培养箱最大值
（光照度15000~20000 lx）。用泰仕TES-1332A数位式
照度计于上午10：00时测定各处理的光强。用黑色遮
阳网遮阳以控制光照达到处理水平要求。生长过程中
保证除光强处理因素外其他栽培条件一致。在处理后
20 d进行相关生理指标测定。
1. 2. 2生理指标测定 （1）花青素（Ant）含量测定：
将冷水花叶片去脉剪成1~2 mm碎片，随机取样，准确
称量0.2 g，置于50 mL烧杯中，加入10 mL 2％盐酸甲
醇溶液浸泡，置室温避光处浸提2 h，至肉眼观察叶组
织完全变白取出过滤，用2％盐酸甲醇溶液定容至50
mL容量瓶中，于紫外可见分光光度计测定波长530
nm处的吸光度。用标准曲线计算出样品原花青素含
量。（2）叶绿素（Chl.）含量测定：取各处理的冷水花叶
片0.5 g，剪碎加入5 mL丙酮，少量碳酸钙和石英沙，研
磨成匀浆，再加入80％丙酮5 mL，将匀浆转入离心管，
取上清液，用80％丙酮定容，用分光光度计分别测定
波长663和645 nm值下叶绿素a（Chl.a）、叶绿素b（Chl.
b）的吸光度，通过相应公式计算Chl.a、Chl.b及Chl.总
含量等。计算提取液中的Chl.a、Chl.b浓度和Chl.总浓
度。（3）过氧化氢酶（CAT）测定：CAT活性通过钼酸铵
方法测定（Goth，1991），活力表示为2 min相对空白反
应于 405 nm光吸收的减少。
1. 3 统计分析
试验数据采用Excel 2007统计软件进行计算和作
图，方差分析和多重比较分别采用SPSS 18.0统计软件
中的one-way ANOVA和LSD（α=0.05）方法。
2 结果与分析
2. 1 不同光强对冷水花叶片Chl.含量的影响
从表1可以看出，除Chl.a+b含量外，各处理后的冷
水花叶片Chl.a、Chl.b、Chl.a/Chl.b、Ant的含量和CAT
活性均达到极显著差异（P<0.01）（表1）。初步表明不
同光强处理对叶片中色素含量和比值均产生较大影
响，根据CAT活性变化可以追踪冷水花在不同光强下
1656· ·
甘丽萍等：光照强度对花叶冷水花色素含量和过氧化氢酶活性的影响
抗氧化代谢途径中的响应。
相比正常光照和遮阴处理，强光处理后的冷水
花叶片叶色略有发白，轻微灼伤，Chl.含量尤其是
Chl.b在强光下显著降低（图1）。在黑暗条件下叶片柔
弱，叶色不够鲜艳，Chl.含量也较低，仅次于强光下。
在两种遮阴和全遮阴条件下总Chl.含量最高，特别是
Chl.b，与对照相比均达到显著差异（P<0.05）。同样是
遮阴条件下，Chl.a/Chl.b的比值最低，遮阴2处理后该
值仅为1.57，显著低于正常绿叶植物叶片3∶1的标准值
（潘瑞炽和董愚得，2001）。
2. 2 不同光强对冷水花叶片Ant含量的影响
从图2可以看出，冷水花叶片Ant含量在强光诱导
下显著增高，在黑暗条件下最低，且与其他处理达到
显著差异（P<0.05），这与Chl.含量在强光下最低呈现
相反的表达趋势，初步可以看出同样条件下Ant和Chl.
的负相关性。
表 1 不同光照处理后色素含量和CAT活性的方差分析
Tab.2 F test of the pigment and catalase（CAT）conte ts on
differentlightintensityinPileacadierei
2. 3 不同光强对冷水花叶片CAT活性的影响
从图3可以看出，在强光和黑暗条件下冷水花叶
片中CAT活性增高，与正常和遮阴相比均达到显著差
异（P<0.05），表明在光照胁迫下会诱导CAT活性。
3 讨论
叶片中的光合色素是叶片光合作用的物质基础。
其中Chl.a有利于吸收长波光，Chl.b有利于吸收短波
光。Chl.a/Chl.b值的变化反映了叶片光合活性的强
弱，也是衡量植物耐阴性的重要指标，Chl.a/Chl.b值
越小，表明其耐阴性越强（许正刚等，2009）。本研究
中，强光下冷水花Chl.含量显著降低，这与强光对Chl.
的降解作用相吻合（张波等，2007），而Chl.b含量的显
著增高与阴生植物能强烈利用漫射光有关，进一步
证实冷水花具有强的耐阴性，适合于室内和郁闭度
较大的环境生存。
生理指标 平方和 df 均方 F 显著性
Index SS Averagesquare Significance
叶绿素a 组间 2.694 4 0.674 37.476 0.000
Chl.a 组内 .180 10 0.018
总数 2.874 14
叶绿素b 组间 2.248 4 0.562 37.376 0.000
Chl.b 组内 0.150 10 0.015
总数 2.398 14
总叶绿素 组间 3.008 4 0.752 5.660 0.012
Chl.a+b组内 1.329 10 0.133
总数 4.337 14
叶绿素a/b组间 9.456 4 2.364 77.022 0.000
Chl.a/Chl.b组内 0.307 10 0.031
总数 9.763 14
花青素 组间 0.002 4 0.001 14.885 0.000
Ant 组内 0.000 10 0.000
总数 0.003 14
过氧化物酶 组间 0.099 4 0.025 7.168 0.005
CAT 组内 0.034 10 0.003
总数 0.133 14
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南 方 农 业 学 报
已有研究表明，叶片中积累的Ant可通过保护强
光下的抗氧化系统酶活性而起光保护作用（Jean
and Kevin，2008），其机制是Ant能直接清除光合电子
传递过程中及逆境下产生的活性氧（Neilletal.，2002）。
Ant含量的增高与抗寒能力也具有明显的相关性（马
心玉和崔大练，2011）。本研究中，冷水花叶片中Ant
的形成与Chl.含量呈负相关，并且达到了显著水平
（P<0.05），表明Chl.在Ant形成前的降解与Ant的迅速
合成有关，Chl.降解物可能对花青苷的形成起到活化
作用（潘增光等，1996）。这可能是Ant抗强光的一种
机制，说明其对Chl.具有保护作用。
植物在受到氧化胁迫、盐胁迫或其他环境胁迫
时，抗氧化酶活力也会相应提高（陈全战等，2008），在
高光照胁迫下则通过启动细胞抗氧化系统来适应
（Mishra et al.，1995），强光诱导下抗坏血酸过氧化物
酶（APX）、CAT、酶过氧化物酶（POD）和超氧化物歧
化酶（SOD）均参与抗氧化系统（董发才等，2002），
CAT就是在过氧化氢代谢途经中的关键酶。在植物的
各种逆境胁迫中该酶均会发生响应。本研究中，强光
诱导下冷水花叶片中CAT活性增高，与张波等（2007）
在研究烟草叶片衰老过程中发现CAT的活力在高光
照时候明显低于对照组不一致，这是否与植物特性的
差异有关仍需进一步探讨。
本研究调查的冷水花在强光下CAT酶活性增加
只是光照胁迫适应机制中的一个小分支，而植物在抗
氧化系统中各种酶之间是一种协作关系，因此以后仍
需深入研究探明它们之间的互作响应机制。
4 结论
本研究结果表明，在遮阴条件下冷水花叶片中总
Chl.含量高于正常光照处理，而在强光下最低；Chl.a/Chl.
b值在遮阴条件下降低，花青素含量在强光诱导下显
著增高，与Chl.的变化呈现负相关；CAT活性在强光和
黑暗条件下增高，说明在高光照胁迫中启动了抗氧化
系统。可见，冷水花具有强的耐阴性，适合于室内和郁
闭度较大的环境生存。
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（责任编辑 孔令孜）
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