全 文 ：第 18 卷 第 1 期 天 津 农 学 院 学 报 Vol.18，No.1
2011 年 3 月 Journal of Tianjin Agricultural University March，2011
收稿日期：2010－09－25
基金项目：天津市科技支撑计划重点项目“非洲紫罗兰新品种的引进和育种”（09ZCKFNC01600）；天津市应用基础及前沿技术研
究计划“兰花子房启动发育相关基因的克隆与表达”（10JCYBJC09000）
作者简介：裴仁济（1982－），男，江苏泰州人，硕士在读，主要从事植物细胞工程育种方面的研究工作。E-mail：peirenji@sina.com。
通信作者：张磊（1952－），男，辽宁锦州人，教授，学士，主要从事遗传学及植物细胞工程方面的研究。E-mail：zl1952@yahoo.com.cn。
文章编号：1008-5394（2011）01-0001-04
不同花色品种非洲紫罗兰花色素成分初步分析
裴仁济，陈小强，孙宁，张乃楠，刘阳，张磊通信作者
（天津农学院 农学系，天津 300384）
摘 要：通过对不同花色花瓣色素组成的分析，可以为花色显色机理研究提供依据。本文通过对
14 种不同花色非洲紫罗兰的特征显色反应和紫外－可见光谱扫描进行分析，结果表明：所选非洲
紫罗兰花色品种中的色素由类黄酮组成，白色非洲紫罗兰仅含黄酮类化合物，其它花色品种主要由
花色素苷和黄酮类化合物组成。本试验为非洲紫罗兰花色素成分的进一步分离和鉴定以及其作为花
色模式植物的研究奠定了基础，同时对花色分子育种和改良提供了信息。
关键词：非洲紫罗兰；花色素；类黄酮；花色素苷
中图分类号：S681.2 文献标识码：A
Study on Components of Flower Pigments in Petals of Different Color
Saintpaulia ionantha Cultivars
PEI Ren-ji，CHEN Xiao-qiang，SUN Ning，ZHANG Nai-nan，LIU Yang，ZHANG LeiCorresponding Author
（Department of Agronomy，Tianjin Argricultural University，Tianjin 300384，China）
Abstract：The study on flower pigments is significant in exploring the mechanism of flower coloration via components in the
different petals. In this paper, the 14 Saintpqulia ionantha cultivars were performed by the specific color reaction and UV-visible
spectra. The results indicate that the flower pigments of Saintpqulia ionantha only contained flavonoids, the white flower cultivar
just contained flavones, and other selected cultivars mainly included anthocyanins and flavonoids. This expriment provides a
reference for the further separation and identification of flower pigments and the study of flower color model with Saintpqulia
ionantha，and can take favor of molecular breeding and improvement of flower color.
Key words：Saintpaulia ionantha；flower pigment；flavonoids；anthocyanins
非洲紫罗兰（Saintpantia ionantha），又称非洲
堇、非洲紫苣苔或圣包罗花，为苦苣苔科非洲紫罗
兰属多年生常绿草本植物，原产于非洲坦桑尼亚海
拔700～1 000 m 的坦葛尼喀地区的乌桑巴拉山上 [1]。
非洲紫罗兰品种繁多，花色艳丽，包括蓝色、粉红
色、红色、紫色、砖红色、绿色及白色等不同色系，
品种达 2 000 多个，具有较高的观赏价值。作为室
内盆栽花卉，有室内花卉皇后的美誉[2]。
非洲紫罗兰主要有大花系、间色系和重瓣系
3 大品系。根据其形态、花期和分子特征，可作为
花色模式植物研究的良好材料[3]。花色素是形成
花色的主要物质基础，分析花瓣中色素的成分对
于花色形成和分子育种具有重要的意义[4]。对于
非洲紫罗兰花色素的研究，国内外尚未见报道。
本研究以不同花色非洲紫罗兰品种为材料，采用
特征显色反应和紫外－可见光谱扫描对所选材料
进行系统分析，为非洲紫罗兰色素化合物的分离、
结构鉴定和相关基因的克隆提供依据，从而使其
作为模式植物为花色显色机理、分子育种和改良
研究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料的采集与处理
试验材料采集自天津农学院植物细胞工程
实验室温室培养的14种不同花色非洲紫罗兰舌状
花被。由于目前缺乏系统的命名，且为非洲紫罗
兰的市场品种，故从花型和花色上对所选品种加
以区分（见表 1）。试验材料采摘后装入普通信封
中，在 60 ℃下烘干至恒重。用研钵研制成粉末后，
装入密闭的实验塑料袋中常温保存，备用[5]。
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表 1 不同花色非洲紫罗兰色素类型测试的颜色反应
品种（编号） 石油醚 盐酸 氨水
白色单瓣（1） 无色 淡黄色 黄色
白边紫红重瓣（2） 无色 粉红色 黄色
红色单瓣（3） 无色 深粉红色 黄色
蓝色芯白单瓣（4） 无色 粉红色 黄色
深桃红重瓣（5） 无色 淡粉红色 褐黄色
粉红重瓣（6） 无色 橙黄色 黄色
蓝紫色单瓣（7） 无色 红色 黄色
红边芯白紫红重瓣（8） 无色 淡粉红色 黄色
紫红褶边重瓣（9） 无色 粉红色 黄色
粉红单瓣（10） 无色 橙色 黄色
蓝斑点紫红单瓣（11） 无色 粉红色 黄色
紫白单瓣（12） 无色 淡红色 淡黄色
紫色单瓣（13） 无色 红色 黄色
深红色重瓣（14） 无色 红色 深褐黄色
1.2 非洲紫罗兰色素定性分析
1.2.1 色素类型定性测试
3 次准确称取不同花色非洲紫罗兰花瓣粉末
0.100 g，然后放入具有皮塞的干燥试管中。分别
依次在装有不同花色花瓣粉末的试管中加入石油
醚、10%盐酸和 30%氨水 5 mL，观察试管中颜色
的变化，并进行记录[6]。
1.2.2 类黄酮显色反应
准确称取不同花色非洲紫罗兰花瓣粉末
0.100 g，将其溶解于试管中，加入 10 mL 体积比
为 V（HCl）︰V（MeOH）＝1︰99 的盐酸化甲醇
溶液，提取 15 h，用定性滤纸过滤后，定容至 25
mL。分别取 2 mL，进行下列 10 步显色反应[7]。
（1）浓盐酸-镁粉反应
在 2 mL 提取液中加入少量镁粉，然后用滴
管加 5 滴浓盐酸，混匀后，静置 1 h，观察颜色变
化。
（2）浓盐酸-锌粉反应
在 2 mL 提取液中加入少量锌粉，然后用滴管
加 10 滴浓盐酸，混匀后静置 1 h，观察颜色变化。
（3）醋酸铅反应
在 2 mL 提取液中加入 1%（CH3COO）·3H2O
溶液 2 mL，混匀后静置 2 h，观察颜色变化。
（4）三氯化铁反应
在 2 mL提取液中加入 5% FeCl3·6H2O溶液
2 mL，混匀后，观察颜色变化。
（5）三氯化铝反应
在 2 mL 提取液中加入 1% AlCl3·6H2O甲醇
溶液 1 mL，混匀后，观察颜色变化。
（6）浓硫酸反应
在 2 mL 提取液中加入 1.5 mL 浓 H2SO4，混
匀，置沸水浴中 5 min 后，观察颜色变化。
（7）碱性试剂反应
在2 mL提取液中加入5% Na2CO3溶液3 mL，
混匀，密闭静置 30 min，然后通空气 10 min，观
察颜色变化。
（8）氨性氯化锶反应
准确量取甲醇 10 mL，用 30%氨水定容至 25
mL，使之成为被氨水饱和的甲醇溶液。然后向 2
mL 提取液中加入 0.01 mol/L SrCl2·6H2O 甲醇溶
液 10 滴，再加被氨水饱和的甲醇溶液 10 滴，混
匀，静置 1 h 后观察颜色变化。
（9）硼酸反应
在2 mL提取液中加入1% H2O2C4·2H2O溶液
10 滴，再加 2% H3BO3 溶液 3 mL，混匀后，观察
颜色变化。
（10）四氢硼钠反应
在 2 mL 提取液中加入 NaBH4 粉末 8 mg，再
加入 1%盐酸溶液 2 mL，混匀，静置 2 h 后观察颜
色变化。
1.3 紫外－可见光谱分析
1.3.1 叶绿素检测
准确称取不同花色非洲紫罗兰花瓣粉末 0.100
g，用丙酮与甲醇的混合溶液（体积比为 9∶1）定
容至 5 mL，用北京谱析通用公司生产的 TU-1901
型紫外-可见光谱仪进行扫描，光谱范围为 400～
700 nm，比色皿光径为 1 cm[8]。
1.3.2 类胡萝卜素检测
准确称取不同花色非洲紫罗兰花瓣粉末
0.100 g，用石油醚与甲醇的混合溶液（体积比为
第 1 期 裴仁济，等：不同花色品种非洲紫罗兰花色素成分初步分析 ·3·
1∶1）定容至 10 mL，用上步实验仪器进行扫描，
光谱范围为 200～700 nm，比色皿光径为 1 cm[9]。
1.3.2 类黄酮检测
准确称取不同花色非洲紫罗兰花瓣粉末
0.100 g，白色系加盐酸化甲醇溶液（pH＝3）2 mL
于试管中，混匀后于冰箱中静置 24 h。红色系、
粉色系和紫色系加盐酸化甲醇溶液 2 mL 于试管
中（体积比为 V（HCl）︰V（MeOH）＝1︰99），
混匀后在常温下避光提取 24 h。然后将提取液定
容至 10 mL，在 220～600 nm 光谱范围内扫描[10]。
2 试验结果与分析
2.1 石油醚、盐酸和氨水检测
石油醚显色反应中，所有不同花色非洲紫罗
兰均表现为无色，说明所选品种的花瓣中不含胡
萝卜素。
盐酸显色反应中，1、6 和 10 号品种表现为
不同程度的黄色，说明花瓣中含有黄酮类化合物，
而其余品种显示出不同程度的红色，则说明含有
花色素苷。
氨水显色反应中，5 号和 14 号品种的花色分
别显示褐黄色和深褐黄色，说明含有黄酮类化合
物或查尔酮，其余品种表现为黄色或淡黄色，说
明其花瓣中含有黄酮色素，但含量有差异。
2.2 类黄酮显色反应
（1）浓盐酸-镁粉反应：所选非洲紫罗兰 1、
5、6 和 10 号品种呈黄色或淡黄色（见表 2），说
明其花瓣中可能含有查耳酮或橙酮；其余品种呈
现淡粉红色或粉红色，则说明其可能含有黄酮或
花色素苷，不含有查耳酮、噢哢和儿茶酚。
（2）浓盐酸-锌粉反应：在 2、3、7、8、9、
12、13 和 14 号品种中（见表 2）显示出粉红色或淡
粉红色，表明其含有二氢黄酮醇和黄酮醇-3-0-糖苷。
表 2 不同花色非洲紫罗兰类黄酮显色反应
花色品种
浓盐酸-
镁粉
浓盐酸-
锌粉
醋酸铅 三氯化铁三氯化铝 浓硫酸 碱性试剂
氨性-
氯化锶
硼酸
四氢
硼钠
白色单瓣（1） 淡黄色 淡黄色 黄色沉淀黄色 淡黄色 黄色 淡黄色 黄色沉淀 无色 微黄色
白边紫红重瓣（2） 淡粉红色 淡粉红色 白色沉淀深黄色 粉红色 褐色 淡黄色 极淡黄色 淡粉红色 淡黄色
红色单瓣（3） 粉红色 粉红色 白色沉淀深黄色 粉红色 深褐色 淡黄色 极淡黄色 淡粉红色 淡黄色
蓝色芯白单瓣（4） 淡粉红色 淡黄色 白色沉淀黄色 微黄色 黄色 淡黄色 极淡黄色 无色 淡黄色
深桃红重瓣（5） 橙色 橙色 白色沉淀深黄褐色橙色 褐色 淡黄色 极淡黄色 无色 淡黄色
粉红重瓣（6） 淡橙色 橙色 白色沉淀深黄色 橙色 褐色 淡黄色 极淡黄色 无色 淡黄色
蓝紫色单瓣（7） 淡粉红色 淡粉红色 白色沉淀黄色 淡粉红色褐色 淡黄色 极淡黄色 无色 淡黄色
红边芯白紫红重瓣（8） 淡粉红色 淡粉红色 白色沉淀黄色 淡粉红色褐色 淡黄色 黄色沉淀 无色 微黄色
紫红褶边重瓣（9） 粉红色 粉红色 白色沉淀黄色 粉红色 深褐色 淡黄色 极淡黄色 淡粉红色 微黄色
粉红单瓣（10） 淡橙色 淡黄色 白色沉淀深黄色 淡黄色 深黄色 淡黄色 极淡黄色 无色 微黄色
蓝斑点紫红单瓣（11） 橙色 橙色 白色沉淀黄绿色 橙红色 褐色 淡黄色 极淡黄色 无色 微黄色
紫白单瓣（12） 淡粉红色 淡粉红色 黄色沉淀黄色 淡橙红色褐色 淡黄色 极淡黄色 无色 微黄色
紫色单瓣（13） 粉红色 淡粉红色 白色沉淀黄色 淡粉红色褐色 淡黄色 极淡黄色 淡粉红色 淡黄色
深红色重瓣（14） 深粉红色 粉红色 白色沉淀深黄色 粉红色 深褐色 黄色 黄色沉淀 粉红色 淡黄色
（3）醋酸铅反应：1 号和 12 号品种出现黄色
沉淀，而其余品种均出现白色沉淀（见表 2）。表明
除 1 号和 12 号品种外，其余品种均含有黄酮类化合
物，且具有邻二酚羟基或兼有 4-酮基和 3-OH 或 4-
酮基和 5-OH 结构，同时也表明其不含查耳酮或橙
酮。
（4）三氯化铁反应：11 号品种呈现黄绿色（见
表 2），说明色素结构中具有酚羟基；而其余品种
均表现为不同程度的黄色，说明色素分子中没有
酚羟基。
（5）三氯化铝反应：4、5、6、10、11 和 12
号品种显色为黄色或淡黄色（见表 2），表明其为
黄酮类色素。
（6）浓硫酸反应：1、4 和 10 号显色为黄色
或淡黄色（见表 2），说明其含有黄酮、异黄酮和
二氢异黄酮，不含有查耳酮和噢哢，可能含有二
氢黄酮，其它品种呈褐色或深褐色，说明其含有
花色素。
（7）碱性试剂反应：所有品种通入空气后均
呈现淡黄色（见表 2），说明非洲紫罗兰花色素中
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不含有二氢黄酮、查耳酮、噢哢和黄酮醇。
（8）氨性氯化锶反应：1、8 和 10 号品种出
现黄色沉淀（见表 2），说明其色素分子中含有 3′，
4′-二羟基。
（9）硼酸反应：2、3、9、13 和 14 号品种呈
现粉红色或淡粉红色（见表 2），说明色素中黄酮
醇含有 C5-OH；其余品种表现无色，则表明其色
素中黄酮醇不含有 C5-OH。
（10）四氢硼钠反应：所有非洲紫罗兰品种
均呈现淡黄色或微黄色（见表 2），说明其花色素
中不含有二氢黄酮和二氢黄酮醇。
2.3 非洲紫罗兰色素成分的紫外-可见光谱分析
2.3.1 叶绿素测定
在所选非洲紫罗兰的 14 个品种中，其丙酮和
乙醇提取液在叶绿素特征峰 662 nm 和 644 nm 处
均无吸收，表明花瓣中不含有叶绿素。
2.3.2 类胡萝卜素测定
在所选非洲紫罗兰的 14 个品种中，其石油醚和
甲醇提取液在类胡萝卜素特征峰的 440 nm 和 470
nm 处均无吸收，表明花瓣中不含有类胡萝卜素。
2.3.3 类黄酮测定
所选非洲紫罗兰的 14 个品种中，花色素的紫
外光谱分析存在明显差异。白色非洲紫罗兰含有
的色素成分相对较为单一，分别在 270 nm 和 330
nm 处出现吸收峰值，表明花瓣中仅含有黄酮类化
合物；红色系和紫色系的非洲紫罗兰品种 250、
270、330、530 nm 处均出现了峰值，说明其不仅
含有类黄酮类化合物，还含有花色素苷[11]。
3 讨论
植物花色色素主要包括 3 类，分别由类黄酮、
类胡萝卜素和生物碱组成[12]。类黄酮主要包括黄
酮、黄酮醇、查耳酮和花色素苷等，可以产生从
深红到红紫的全部颜色范围，易溶于水，主要存
在于植物细胞的液泡中；类胡萝卜素主要以结晶
或沉淀存在于细胞的质粒中，难溶于水，可以产
生红、橙和黄色色素，多为 β-胡萝卜素和堇菜黄
质，是黄色的主要来源；生物碱主要包括甜菜素、
小檗碱和罂粟碱等，易溶于水[13]。本次试验对所
选的非洲紫罗兰品种进行了分析，其花瓣中均不
含有叶绿素与类胡萝卜素，仅有类黄酮类花色素；
其中，白色非洲紫罗兰仅含黄酮类化合物，其它
花色品种主要由花色素苷和黄酮类化合物组成。
由于此次试验所选用的非洲紫罗兰品种缺少
黄色系，故没有检测到类胡萝卜素类的色素成分。
本次试验仅对花色素成分进行了定性分析，为了
更好地研究花色色素的组成，今后还应该利用核
磁共振、高效液相色谱和质谱等方法进行定量分
析，再结合花色代谢途径以及控制色素合成的基
因、液泡 pH 值、金属离子和环境等因素对花色显
色机理进行深入探索，使花色改良和分子育种成
为可能。
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