全 文 ：基金项目：山东省农业良种产业化项目“优良园林绿化彩叶树种引进筛选”。
第一作者简介：许鑫科，女，1987年出生，河南安阳人，硕士，研究方向为园林植物种质资源评价与育种。通信地址：271000山东省泰安市龙潭路64
号山东省果树研究所观赏园艺研究室，Tel：0538-8266350，E-mail：xuxinke_1234@163.com。
通讯作者：苑兆和，男，1963年出生，山东省招远市人，研究员，博士，主要从事果树与园林植物种质资源评价与遗传育种研究。通信地址：271000山
东省泰安市龙潭路64号山东省果树研究所观赏园艺研究室，Tel：0538-8334070，E-mail：zhyuan88@hotmail.com。
收稿日期：2009-08-28，修回日期：2009-09-03。
0 引言
紫叶加拿大紫荆（Cercis Canadensis‘Forest pansy
’）原产美国，为豆科紫荆属落叶灌木或小乔木，先花后
叶，花色鲜艳，叶片在春夏秋三季均是鲜亮的紫红色，
观赏期较长，是优良的园林绿化树种之一。山东省果
树研究所于 2003年引进，经过试栽，在山东泰安地区
其叶色在春末夏初存在逐渐减退的现象，新生叶为亮
丽的紫红色，随着叶龄的增大逐渐转绿，观赏价值有所
降低。因此研究其叶色变化的机理具有重要意义。
植物叶片呈色原理十分复杂，它与叶片细胞内色
紫叶加拿大紫荆叶色表达期相关物质的研究
许鑫科 1,2，苑兆和 1，冯立娟 1，尹燕雷 1，范苏鲁 1,2
（1山东省果树研究所，山东泰安 271000；2山东农业大学林学院，山东泰安 271018）
摘 要：【研究目的】研究紫叶加拿大紫荆（Cercis canadensis‘Forest pansy’）在山东地区叶色表达期相关
物质的变化，探索其叶色表达机理；【方法】在叶色表达期测定叶片中叶绿素、类胡萝卜素、花青苷与可溶
性糖等叶色相关物质的变化；【结果】在叶色表达期，随着天数的增加，花青苷含量总体呈下降的“M”型
趋势，叶绿素和类胡萝卜素含量逐渐升高，可溶性糖含量的变化为无规律的多峰曲线；叶片中叶绿素
（r=-0.681**）、类胡萝卜素（r=-0.757**）与花青苷含量均呈极显著负相关关系，可溶性糖与花青苷含量不
相关；叶绿素和花青苷含量呈对数曲线关系，类胡萝卜素与花青苷含量呈指数曲线关系。【结论】花青苷
是调控紫叶加拿大紫荆叶色表达的主要物质。
关键词：紫叶加拿大紫荆；花青苷；叶绿素；可溶性糖；类胡萝卜素
中图分类号：S682.36 文献标识码：A 论文编号：2009-1744
Studies on the Leaf Color Expression Related Sustances of Cercis canadensis‘Forest pansy’
Xu Xinke1,2, Yuan Zhaohe1, Feng Lijuan1, Yin Yanlei1, Fan Sulu1,2
(1Shandong Institute of Pomology, Tai＇an, Shandong 271000;
2College of Forestry, Shandong Agricultural University, Tai＇an Shandong 271018)
Abstract:【OBJECTIVE】The change of related sustances of Cercis canadensis‘Forest pansy’during the leaf
color expression were studied to explore its color expression mechanism.【Method】The changes of chlorophyll,
carotenoid, anthocyanin and soluble sugar content were investigated during the leaf color expression of Cercis
cannadensis‘Forest pansy’ in Shandong province.【RESULT】The anthocyanin content decreased and
presented“M”tendency with the days increased.The chlorophyll and carotenoid content elevated gradually.
The soluble sugar content presented disordered multi-peak curve. The cholorphyll（r=-0.681**） and
carotenoid（r=-0.757**）had remarkablely negative correlation with the anthocyanin. The soluble sugar was not
correlated to the anthocyanin. The chlorophyll and the anthocyanin showed the logarithmic curve correlation,
while the carotenoid and the anthocyanin displayed the exponential curve correlation.【CONCLUSION】
Anthocyanin is the vital material to regulate the leaf color expression of Cercis canadensis‘Forest pansy’.
Key words: Cercis cannadensis‘Forest pansy’, anthocyanin, chlorophyll, soluble sugar, carotenoid
中国农学通报 2010,26(01):154-157
Chinese Agricultural Science Bulletin
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
0 3 6 912151821242730333639
天数/d
花
青
苷
含
量
/(mg/
gFW
)
花青苷
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 3 6 912151821242730333639
天数/d
可
溶
性
糖
含
量
/(mg/
gFW
)
可溶性糖
素的种类、含量及在叶片中的分布有关，叶片中的颜色
主要由叶绿素、类胡萝卜素和花青苷三类色素决定[1]。
花青苷属于类黄酮类物质，是植物次生代谢产物之一，
广泛存在于花、果实、叶等多种植物组织和器官的细胞
液泡中，因其具有吸光性而表现出粉色、紫色、红色及
蓝色，是影响植物色彩表达的主要因素之一[2-6]。叶片
中花青苷的合成受多种因素的影响，叶绿素、可溶性糖
含量影响花青苷的合成，这方面的研究在桃[7]、紫叶李
[8]、美国红枫[9]和海棠[10]叶片上已有所报道，但紫叶加拿
大紫荆叶色表达期间相关物质的变化还未见相关报
道。此研究以紫叶加拿大紫荆为试材，研究其表达期
叶片中花青苷与叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖含量的
关系和变化，摸索调控其叶色变化的机理，以期为生产
中提高其观赏价值提供理论依据，满足园林绿化的需
求。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2009年4月底~6月初，在山东省果树研究
所观赏园艺室进行，材料为紫叶加拿大紫荆，在山东省
果树研究所苗圃定植，选取植株生长健壮、长势一致的
5年生苗。
1.2 试验方法
4月 20日紫荆叶片开始萌发时取样，每隔 2天采
一次样，直至叶片完全变为绿色时为止。每次取光照
充足部位且相对一致的叶片，测定各个时期叶片中的
可溶性糖、叶绿素和花青苷含量，每个测定指标重复3
次。集中于上午9 h左右采样，采后立即用冰壶带回实
验室-20℃保存。
可溶性糖含量测定：采用蒽酮比色法[11]测定。
叶绿素含量测定：丙酮提取法[12]。
花青苷测定：参考仝月澳 [12]等的方法，将叶片取
回，洗净，擦干，剪碎后，采用 1.5mol/L HCL：95%乙醇
＝15：85(V/V)混合液，在黑暗条件下浸提 24h，后用岛
津UV-2450型紫外可见分光光度计检测535nm波长的
光密度值，参照胡位荣[13]等的计算方法进行花色苷含
量的计算。
数据分析：Microsoft Excel作图，利用 SPSS软件
进行统计分析，并将不同时期测定的指标平均值进行
相关分析并建立回归模型。
2 结果与分析
2.1 紫叶加拿大紫荆叶色表达期可溶性糖含量的变化
如图1所示，紫叶加拿大紫荆叶片中可溶性糖含量
随着天数的增加变化不规律，分别在6天、18天和33天出
现较大的峰值波动，33天后急剧下降，但含量比0天时高。
2.2 紫叶加拿大紫荆叶色表达期花青苷含量的变化
紫叶加拿大紫荆花青苷含量在整个叶色表达期呈
曲折下降的趋势（图 2）。0~3天急剧上升，3~9天急剧
下降，在9~15天时又急剧上升，后不断降低，在变色期
出现多个峰值，分别为 3天，15天，30天和 36天，总体
呈现“M”型趋势。
图1 紫叶加拿大紫荆叶色表达期叶片中可溶性糖含量的变化 图2 紫叶加拿大紫荆叶色表达期叶片中花青苷含量的变化
2.3 紫叶加拿大紫荆叶色表达期叶绿素含量的化
在整个叶色表达期，叶绿素 a的含量明显高于叶
绿素b，叶绿素含量总体呈上升趋势（图3）。叶绿素a、
叶绿素 b和叶绿素 a+b的变化趋势一致，在 0~3天下
降，3~15天急剧上升，15~36天变化趋势平稳，在39天
达到最大值。
2.4 紫叶加拿大紫荆叶色表达期类胡萝卜素含量的变
化
紫叶加拿大紫荆叶色表达期类胡萝卜素含量变化
趋势与叶绿素变化趋势相似（图4）。随着叶片的不断
发育，类胡萝卜素含量总体呈上升趋势，但类胡萝卜素
的含量明显比叶绿素低，总体在 0.15mg/gFW~0.5 mg/
许鑫科等：紫叶加拿大紫荆叶色表达期相关物质的研究 ·· 155
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
gFW之间变化。
2.5 紫叶加拿大紫荆叶色表达期可溶性糖、叶绿素、类
胡萝卜素与花青苷的相关分析
由表 1可知，紫叶加拿大紫荆叶色表达期间可溶
性糖与花青苷含量的变化不相关（R=-0.317），叶绿素
与类胡萝卜素含量与花青苷成极显著负相关，相关系
数分别达到-0.681和-0.757。
2.6 紫叶加拿大紫荆叶色表达期叶绿素、类胡萝卜素
与花青苷的回归关系
如表 2所示，紫叶加拿大紫荆叶色表达期叶绿素
含量和花青苷含量的曲线回归模型为对数曲线，相关
系数为0.711，达到极显著水平。类胡萝卜素与花青苷
的曲线回归为指数曲线，相关系数(0.831)也达到极显
著水平。
0
0.51
1.5
2
2.53
3.5
0 3 6 912151821242730333639
天数/d
叶
绿
素
含
量
/(mg/
gFW
) 叶绿素
a含量
叶绿素b含量a+b
图3 紫叶加拿大紫荆叶色表达期叶片中叶绿素含量的变化
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 3 6 912151821242730333639
天数/d
类
胡
萝
卜
素
含
量
/(mg/
gFW
) 类胡萝卜素
图4 紫叶加拿大紫荆叶色表达期叶片中类胡萝卜素含量的变化
表1 紫叶加拿大紫荆叶色表达期间可溶性糖、叶绿素、类胡萝卜素与花青苷的相关分析
花青苷
可溶性糖
R=-0.317
叶绿素
R=-0.681**
类胡萝卜素
R=-0.757**
注：**表示在0.01极显著水平
表2 紫叶加拿大紫荆叶色表达期间叶绿素、类胡萝卜素与花青苷的回归分析
叶绿素与花青苷
类胡萝卜素与花青苷
回归方程
y =2.915-1.987lnx
y =11.756e-7.12x
F值
12.283
26.804
R
0.711**
0.831**
3 讨论
3.1 紫叶加拿大紫荆叶色表达期花青苷含量的变化
紫叶加拿大紫荆叶色表达期花青苷呈现“M”型趋
势，且整体含量随着叶片的发育而降低，分别在3天和
15天出现两个较大的峰值，刚萌发的紫荆叶片呈现亮
紫红色，随着叶片的发育逐渐呈现无光泽的暗红色，最
后变为绿色，这说明花青苷是使紫叶加拿大紫荆叶片
在春季呈现紫红色最重要的色素。花青苷含量高，叶
片的紫红色越深，随着叶龄的增大，花青苷含量下降，
叶片逐渐转绿，这与张建光 [14]、冯立娟 [9]等的报道一
致。紫叶加拿大紫荆在山东地区没有在春夏秋三季均
呈现紫色，可能与气候、立地条件和地理位置有关，也
可能是由于品种自身特性的原因，具体机理还有待于
进一步研究。
3.2 紫叶加拿大紫荆叶色表达期可溶性糖与花青苷含
量的关系
花青苷是由花色素和糖组成的，糖是花青苷形成
的必需成分[15]。但苹果果皮中花青苷含量与可溶性糖
含量存在不相关关系，只是在一定范围内花青苷随着
可溶性固形物含量的增加而增加，糖分只在一定范围
内限制着色[16]。此研究结果表明紫叶加拿大紫荆叶色
表达期间可溶性糖与花青苷含量不相关，即可溶性糖
含量与花青苷的合成无关，这与成钰厚[16]等的研究结
果一致。
3.3 紫叶加拿大紫荆叶色表达期叶绿素与花青苷含量
的关系
紫叶加拿大紫荆叶色表达期叶绿素含量与花青
苷呈对数曲线关系。在 0~3天，叶片花青苷含量急剧
注：**表示在0.01极显著水平
·· 156
增加，而叶绿素含量下降，随着叶片紫红色渐渐褪去，
逐渐变为绿色时，花青苷含量下降，39天时含量仅为6
天的0.07倍，而叶绿素含量不断增加，39d时的含量为
6d时的 4.27倍。叶绿素含量与花青苷含量存在极显
著负相关关系（r=-0.681**），这与冯立娟[9]等对美国红
枫品种秋天火焰的报道相一致。
3.4 紫叶加拿大紫荆叶片叶色表达期类胡萝卜素与花
青苷含量的关系
类胡萝卜素是广泛地分布于动植物中的黄、橙
或红的一组色素[17]。整个叶色表达期，类胡萝卜素含
量随着叶片由紫红逐渐转绿而升高，与花青苷呈指数
曲线关系。但是其含量在 39天时仅为叶绿素含量的
0.16倍，为花青苷含量的 1.72倍。在 0天时其含量为
花青苷的0.09倍，而且类胡萝卜素与花青苷成极显著
负相关关系（r=-0.757**），这说明类胡萝卜素不是使紫
叶加拿大紫荆叶片呈现紫红色的主要色素。
4 结论
此试验中紫叶加拿大紫荆叶色的表达与花青苷
含量高低密切相关。可溶性糖与花青苷的合成无关。
叶绿素、类胡萝卜素与花青苷均呈极显著负相关。凡
有利于花青苷合成的条件，均可以促进其叶色的表达，
延长其在山东地区的观赏期。
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