全 文 ：园　艺　学　报　2008, 35 (7):1023-1030
ActaHorticulturaeSinica
收稿日期:2008-04-02;修回日期:2008-05-22
＊通讯作者 Authorforcorrespondence(E-mail:wanglsh@ibcas.ac.cn)
迎红杜鹃花色素组成及花色在开花过程中的变化
李崇晖 1, 2 , 王亮生 1＊ , 舒庆艳1 , 徐彦军3 , 张　洁 1, 4
(1中国科学院植物研究所北京植物园 , 北京 100093;2中国科学院研究生院 , 北京 100049;3中国农业大学理学院 ,
北京 100094;4西北农林科技大学理学院 , 陕西杨凌 712100)
摘　要:分析了迎红杜鹃 (RhododendronmucronulatumTurcz.)的花色素组成 , 调查了其在开花过程中
花色 、 花色素组成和含量的变化 。采用英国皇家园艺学会比色卡和分光色差计测量了不同开花阶段的花色。
结果表明 , 开花过程中花色的明度增加 , 彩度变小 , 由红紫 (70B)变为淡紫红色 (84B)。用高效液相色
谱—光电二极管阵列检测技术 (HPLC-PAD)和高效液相色谱—电喷雾离子化—质谱联用技术 (HPLC-
ESI-MS)分析花瓣中花青苷和黄酮醇的组成及含量。在 520nm和 350nm波长下 , 共检测到 15种化合物:
5种花青苷 、 8种黄酮醇和 2种芳香酸 , 推定出了其中 10种化合物。花青苷:锦葵素 3 -阿拉伯糖苷 -5-
葡萄糖苷;黄酮醇:杨梅黄素 3-半乳糖苷和杨梅黄素 3 -鼠李糖苷;槲皮素 3-半乳糖苷 、 槲皮素 3-葡
萄糖苷和两种槲皮素 -鼠李糖苷以及山奈酚 3-鼠李糖苷;芳香酸:绿原酸及其异构体。 未检测到酰基化
色素及 5-O-甲基化黄酮醇。在 6个开花阶段中 , 虽然花色变化明显 , 但花色素种类不变 , 其含量在各阶
段差异极显著。从小蕾期到初开期 , 总花青苷含量 (TA)和总黄酮醇含量 (TF)迅速减少 , 花开放后变
化平稳。基于花色素组成信息 , 探讨了耐寒杜鹃的花色育种策略。
关键词:迎红杜鹃;花青苷;类黄酮;花色;液质联用
中图分类号:S685.21　　文献标识码:A　　文章编号:0513-353X(2008) 07-1023-08
PigmentsCompositionofPetalsandFloralColorChangeDuringtheBloom-ingPeriodinRhododendronmucronulatum
LIChong-hui1, 2 , WANGLiang-sheng1＊ , SHUQing-yan1 , XUYan-jun3 , andZHANGJie1, 4
(1BeijingBotanicalGarden, InstituteofBotany, theChineseAcademyofSciences, Beijing100093, China;2GraduateUniversity
ofChineseAcademyofSciences, Beijing100049, China;3CollegeofScience, ChinaAgriculturalUniversity, Beijing100094, Chi-
na;4CollegeofScience, NorthwestA＆FUniversity, Yangling, Shaanxi712100, China)
Abstract:ThefloralcolorofRhododendronmucronulatumTurcz.wasinvestigatedintermsofitspresen-
tation, pigmentscomposition, changesinthecompositionduringbloomingseason.Thefloralcolorwasmeas-
uredaccordingtotheRoyalHorticulturalSocietyColourChart(RHSCC)andthenbyaNF333 spectrophotom-
eter.Theresultsindicatedthatflorallightnesincreased, whilethevalueofchromadecreasedduringthe
bloomingperiod, andfloralcolorturnedfromredpurple(70B)toviolet(84B)atthemeantime.Ahighper-
formanceliquidchromatographywithaphotodiodearraydetector(HPLC-PAD)andHPLCelectrosprayioni-
zationmassspectrometry(HPLC-ESI-MS)methodswereemployedforqualitativeandquantitativeanalysis
ofanthocyaninsandflavonols.Intotal, 15 compoundsweredetectedat520 nmand350 nminthepetals:five
anthocyanins, eightflavonolsandtwoaromaticacids.Tenofthemweretentativelyidentified, includingone
anthocyanin(malvidin3-arabinoside-5-glucoside), eightflavonols(myricetin3-galactoside, myricetin3-rh-
amnoside, quercetin3-galactoside, quercetin3-glucoside, twoquercetin-rhamnosidesandkaempferol3-rham-
noside), andtwoaromaticacid(chlorogenicacidanditsisomer).Noacylatedpigmentsand5-O-methylated
flavonolsweredetected.Althoughthefloralcolorchangedsignificantlyinthesixbloomingstages, thepigment
DOI :10.16420/j.issn.0513-353x.2008.07.015
园　　艺　　学　　报 35卷
compositionkeptunchanged, andthepigmentcontentshowedsignificantdiferencefromtheinitiationoffloral
budstothelateopeningofflowers.Totalanthocyaninscontent(TA)andtotalflavonolscontent(TF)de-
creasedrapidlyduringthefirstthreestages, andthenchangedsmoothly.Thefloralcolorbreedingstrategies
forcultivarswithcoldresistancewerediscussedbasedonthepigmentcompositionofR.mucronulatum.
Keywords:Rhododendronmucronulatum;anthocyanin;flavonoid;floralcolor;HPLC-MS
迎红杜鹃 (Rhododendronmucronulatum)花堇红或淡紫红色 , 早春先叶开放 , 耐寒性强 , 在北方
可露地栽培 。但花色单一 , 限制了其在园林中的应用。花色测定和花色素组成分析有助于阐明其花色
形成机理 , 也是进行杜鹃新花色育种的依据之一 , 而目前未见对迎红杜鹃的花色和花色素组成的研究
报道。
根据对杜鹃属其它植物花色的研究 , 少数野生种和栽培品种的花中检测到的花青苷元有:矢车菊
素 (Cyanidin, 简称 Cy)、 飞燕草素 (Delphinidin, 简称 Dp)、 芍药花素 (Peonidin, 简称 Pn)、 锦葵
素 (Malvidin, 简称 Mv)、 矮牵牛素 (Petunidin)。它们通常以 3 -葡萄糖苷 、 3 -半乳糖苷 、 3 -阿拉
伯糖苷 、 3, 5 -二葡萄糖苷和 3 -半乳糖苷 -5 -葡萄糖苷等形式存在 , 有时被咖啡酸等酰化 (Har-
borne, 1962;deLoose, 1970;Hayashi, 1988)。主要的类黄酮成分是黄酮醇:杨梅黄素 (Myricetin,
简称 My)、槲皮素 (Quercetin, 简称 Qu)和山奈酚 (Kaempferol, 简称 Km)及这 3种黄酮醇的 5 -
O-甲基化衍生物 。黄酮醇通常以 3-半乳糖苷 、 3 -鼠李糖苷和 3 -芸香糖苷等形式存在 (Harborne,
1962;deLoose, 1970;Swaroopetal., 2005)。 6 -OH-槲皮素 3 -半乳糖苷则是杜鹃属花的主要黄
色色素 (Harborne, 1965), β -胡萝卜素又是深黄色花 R.japonicumf.flavum的主要色素 (Miyajima
etal., 2000)。
作者利用高效液相色谱—光电二极管阵列检测技术 (HPLC-PAD)及高效液相色谱—电喷雾离
子化—质谱联用技术 (HPLC-ESI-MS), 分析了迎红杜鹃的花色素成分 , 调查了其在开花过程中的
变化 , 并在此基础上探讨了杜鹃新花色育种的目标及策略。
1　材料与方法
1.1　植物材料
迎红杜鹃新鲜花瓣于 2007年 3月下旬至 4月上旬采自中国科学院植物研究所北京植物园 。选取 5
株生长环境相同 、长势一致 、 花蕾数多的植株 , 依次采集小蕾期 、大蕾期 、初开期 、半开期 、 全开期
和末花期 6个开花阶段的花瓣 , 迅速带回实验室测色 , 然后用液氮磨碎 , 直接提取色素。
1.2　花色测定
采用英国皇家园艺学会比色卡 (RoyalHorticulturalSocietyColourChart, 简称 RHSCC)与新鲜花
瓣中间部分花色进行对比 。参照 Zhang等 (2007)的方法用 NF333型分光色差计 (日本电色工业株
式会社), 测定花色的明度 L＊值 、 色相 a＊ 、 b＊值 , 并计算彩度 C＊和色相角 h, 重复测定 5次。
1.3　花色素提取与 HPLC-PAD、 HPLC-ESI-MS分析
1.3.1　样品的准备　新鲜花瓣用液氮磨碎 , 参照 Zhang等 (2007)的提取方法并稍有改进:每隔 12
h振荡 1次。色素抽提液保存在 -20 ℃冰箱中 , 用于花色素的 HPLC-PAD分析及黄酮醇的 HPLC-
ESI-MS分析 。
1.3.2　花青苷定性分析所用样品的纯化　参照 Pomar等 (2005)的方法稍做改进:4 ℃冰箱中浸提
过夜 , 30 ℃旋转蒸干 , 2%甲酸水溶液溶解残留物 , 乙酸乙酯萃取除去黄酮醇 。溶于水相的花青苷浓
缩后用 Envi-18 C18SPE萃取小柱吸附 (上海安谱科学仪器有限公司 , 规格:500 mg/3 mL), 2%甲酸
水溶液洗脱除杂 。纯化后的花青苷混合物样品 , 保存在 -20 ℃冰箱中用于 HPLC-ESI-MS分析 。
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1.3.3　HPLC-PAD和 HPLC-ESI-MS分析　经 1.3.1准备的色素抽提液样品用 DionexHPLC-PAD
系统分析。分析条件:色谱柱:TSKgelODS-80TsQA, 4.6 mm (内径) ×150 mm (长) (日本
Tosoh株式会社)。流速 0.8 mL· min-1 , 柱温 40 ℃, 进样体积 10 μL。检测波长:520 nm (花青苷)
和 350 nm (黄酮醇), 200 ～ 800 nm范围内全波长扫描吸收光谱。流动相参考 Fossen和 Andersen
(1998)的文献 。洗脱程序:0 min, 16% B;30 min, 35% B;38 min, 43% B;45 min, 57% B。
采用 Agilent1100 LC/MSDTrapVL液—质联用仪进行 HPLC-ESI-MS分析 。液相色谱分析条
件:色谱柱 、流速 、 进样体积和检测波长同上 , 柱温 35 ℃。流动相参考 Macz-Pop等 (2006)的文
献 , 并稍有改进 , B液:甲醇。花青苷洗脱程序:0 min, 22% B;25 min, 36% B;35 min, 55% B;
黄酮醇洗脱程序:0 min, 22% B;40 min, 47% B。质谱分析条件:电喷雾离子化 (ESI), 离子阱分
析器 , 正离子检测模式 , 全离子扫描范围 (m/z):100 ～ 1 000;CID裂解能量 30%, 选择离子检测
(SIM)方式监测选定离子的 MS2碎片。
1.4　花色素含量测定
用 HPLC法测定 , 分析条件同 1.3.3。分别以 520 nm和 350 nm同时检测总花青苷含量 (totalan-
thocyanins, TA)和总黄酮醇含量 (totalflavonols, TF)。采用标准品半定量法分别计算每 100 mg新
鲜花瓣中含有的 , 相对于标准品锦葵素 3, 5-二葡萄糖苷 (Mv3G5G, 法国 Extrasynthese公司)和芦
丁 (槲皮素 3 -芸香糖苷 , 中国药品生物制品检定所)的 TA和 TF(%), 重复 5次。并据公式 CI=
TF/TA计算辅助色素效应指数 (CI)(Zhangetal., 2007)。
1.5　数据分析及作图
应用 MicrosoftOficeExcel2003及 Origin7.5进行数据整理及作图 , 用 SPSS11.5对数据进行统计
分析。
2　结果与分析
2.1　开花过程中花色的变化
根据花色测定结果 (表 1), 迎红杜鹃开花过程中花色的 RHSCC值从小蕾期的 70B (red-purple
组)变到末花期的 84B(violet组)。
表 1　开花过程中不同阶段的花色变化
Table1　Floralcolorchangesduringthebloomingseason
开花阶段 1 /(cm×cm)
Bloomingstages1 RHSCC
CIEL＊a＊b＊表色系统 2 CIEL＊a＊b＊coordinate2
L＊ a＊ b＊ C＊ h/°
小蕾期(0.558×1.089) 70B 31.87±2.94B 28.43 ±1.25A -6.96±1.20A 29.28 ±1.47AB -13.70±1.78A
Smalbudstage
大蕾期(0.712×1.518) 78B 35.43±1.51B 29.71 ±1.71A -10.05±0.50B 31.36 ±1.76A -18.70±0.54B
Bigbudstage
初开期(1.213×2.037) 82B 47.98±2.36A 22.79 ±2.16B -13.82±0.95C 26.66 ±2.30B -31.30±1.12C
Earlybloomingstage
半开期(1.695×2.012) 84B 52.35±1.83A 18.46 ±2.71C -10.66±1.64B 21.32 ±3.09C -30.01±1.91C
Halfbloomingstage
全开期(3.596×2.406) 84B 49.05±1.52A 23.07 ±0.91B -13.92±0.80C 26.95 ±1.05B -31.10±1.31C
Fullbloomingstage
末花期(4.258×2.351) 84B 51.94±1.76A 17.27 ±1.94C -10.66±0.55B 20.31 ±1.89C -31.81±1.99C
Latebloomingstage
　　注:1括号内数据表示花径大小 (横径 ×纵径 , cm×cm);2A、 B、 C代表多重比较 SNK检验在 P=0.01显著性水平下的不同显著
性差异。
Note:1Datainthebracketsshowtheflowerdiameters(horizontaldiameter×longitudinaldiameter, cm×cm);2 A, B, Cshowthediferent
significantdiferencesatP=0.01 levelinSNKtest.
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花色从蕾期到初开期变化较明显 , 之后未见明显变化 , 总体上在开花过程中由红紫逐渐变为淡紫
红色。花色在 CIEL＊ a＊ b＊表色系统坐标系上的分布:a＊值由 28.43变为 17.27, b＊值从 -6.96变到
-10.66, L＊值从 31.87变到 51.94, h由 -13.70°变为 -31.81°, 表明在开花过程中 , 花色的红色调
减退 , 蓝色调增强 , 明度增加 , 彩度变小 , 与肉眼观察结果一致 。经 ANOVA分析 , 不同开花阶段的
花色参数 (L＊ 、 a＊ 、 b＊ 、 C＊ 、 h)差异极显著 。
2.2　迎红杜鹃花中的花色素组成
共检测到了 5种花青苷 (图 1, A)、 8种黄酮醇和 2种芳香酸成分 (图 1, B)。
图 1　迎红杜鹃花青苷 (A, 检测波长 520 nm)和黄酮醇及有机酸
(B, 检测波长 350 nm)的 HPLC色谱图
a:花青苷;f:黄酮醇。
Fig. 1　HPLCchromatogramsofanthocyanins(A, detectedat520 nm), flavonolsand
organicacids(B, detectedat350 nm)inR.mucronulatum
a:Anthocyanin;f:Flavonol.
各个组分的推定结果根据与相应引用的参考文献的紫外 —可见吸收光谱 、 质谱数据进行比较得出
(表 2)。由于某些成分的含量极其微量 , 故未进行结构推定。
在 520 nm下检测到 5个花青苷色谱峰 , 即 a1 ～a5。与牡丹的 6种花青苷的可信对照样品和标准
品 Mv3G5G相比较 , 在迎红杜鹃花中未检测到 Pg型色素 , 可能含有 Cy和 (或)Pn型以及 Mv型花
青苷 , 但没有与牡丹相同的花青苷 (Wangetal., 2001)。各组分在 440 nm与 λvis-max两处的吸光值之
比 A440 /Avis-max分别为 19.0% (a1)、 15.9% (a2)、 29.8% (a3)、 17.2% (a4)和 14.7% (a5), a1
和 a3的花青苷元 3位上 , 以及 a2、 a4和 a5的花青苷元 5位上可能发生了糖苷化 (Harborne, 1958)。
且 a1 ～ a5在紫外 290 ～ 340 nm波长范围内无特征吸收峰 , 表明无芳香酸酰化 (Fossen＆Andersen,
1998)。
色谱图中的主峰 a5经一级质谱分析得到分子离子 m/z625.2 ([ M] +), 二级质谱中释放出的碎
片离子 m/z331.1 ([ Y0 ] +), 为 Mv苷元的特征质荷比;m/z493.2与锦葵素己糖苷一致 , m/z463.2
与锦葵素戊糖苷一致 。依据文献 (deLoose, 1969, 1970), 杜鹃属花中含有锦葵素 3, 5 -二葡萄糖
苷及其咖啡酸酰化产物 , 且映山红 (R.simsi)杂交品种 `RedWing 含有矢车菊素 3 -阿拉伯糖苷
-5 -葡萄糖苷 (Asen＆Budin, 1966), 结合对照 Mv3G5G的紫外吸收数据 , 推测 a5 Mv的 3位 、 5
位上均有单糖取代 , 推定 a5为锦葵素 3 -阿拉伯糖苷 -5 -葡萄糖苷。
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表 2　迎红杜鹃花色素的 HPLC-PAD和HPLC-ESI-MS分析及其结构推定
Table2　HPLC-PAD, HPLC-ESI-MSanalysisandtentativeidentificationofflowerpigmentsinR.mucronulatum
组分
Peak
No.
保留
时间 /min
Retention
time
吸收波长 /nm
λmax
分子量
Molecular
mas
质谱信息 /(m/z)
MS/MS2
推定结果
Tentativeidentification
参考文献
References
a1 8.6 514, 327sh, 280 n.a. n.a. 未推定 Notentation
a2 11.1 521 n.a. n.a. 未推定 Notentation
a3 11.8 524, 348, 277 n.a. n.a. 未推定 Notentation
a4 13.8 515, 379sh, 277 n.a. n.a. 未推定 Notentation
a5 16.7 524, 373, 266 625.2 625.2([M] +), 493.2, 锦葵素 3-阿拉伯糖苷 - Asen＆Budin, 1966;
463.2, 331.1([Y0] +) 5 -葡萄糖苷 deLoose, 1969, 1970
Mv3-arabinoside-5-glucoside
f1 19.8 353, 262 480.1 503.1 ([ M+Na] +), 杨梅黄素 3-半乳糖苷 Harborne＆Wiliams,
319.1 ([ Y0 +H] +), 185.0 My3-galactoside 1971
f2 20.4 348, 262 464.1 487.1 ([ M+Na] +), 杨梅黄素 3-鼠李糖苷 Chossonetal., 1998
319.1 ([ Y0 +H] +) My3-rhamnoside
f3 23.5 352, 256 464.1 487.1 ([ M+Na] +), 槲皮素 3-半乳糖苷 Harborne, 1962
303.1 ([ Y0 +H] +), 185.0 Qu3-galactoside
f4 25.4 353, 256 464.1 487.1 ([ M+Na] +), 槲皮素 3-葡萄糖苷 Harborne, 1986
303.1 ([ Y
0
+H] +), 185.0 Qu3-glucoside
f5 29.9 353, 255 448.1 471.1 ([ M+Na] +), 457.1, 槲皮素 3-鼠李糖苷 Harborne, 1962;
309.0, 303.1 ([ Y0 +H] +), Qu3-rhamnoside Swiderskietal., 2004
185.0
f6 32.8 347, 256 448.1 471.1 ([ M+Na] +), 309.0, 槲皮素 -鼠李糖苷 Harborne, 1962;
303.1 ([ Y0 +H] +), 185.0 Qu-rhamnoside Swiderskietal., 2004
f7 34.1 346, 265 432.2 455.2 ([ M+Na] +), 309.1, 山奈酚 3-鼠李糖苷 Harborne, 1986;中国科
287.1 ([ Y0 +H] +) Km 3-rhamnoside 学院上海药物所 , 1981
f8 43.1 342, 264 n.a. n.a. 未推定 Notentation
1 6.7 325, 249 354.2 377.2 ([ M+Na] +), 绿原酸 Jinetal., 2005
237.0, 225.0, 219.0 Chlorogenicacid
2 17.8 326, 249 354.2 390.8([M+2H2O] +), 绿原酸异构体 Jinetal., 2005
162.6 Chlorogenicacidisomer
　　注:n.a.:未得到数据。 M:糖苷分子;[ M] +:糖苷分子离子;[ M+H] +:糖苷分子加氢;[ M+Na] +:糖苷分子加钠;[ M
+2H2O] +:糖苷分子加 2水分子;Y0:苷元;[ Y0 ] +:苷元分子离子;[ Y0 +H] +:苷元分子加氢。
Note:n.a.:Datawerenotavailable.M:Glycosidemolecular;[ M] +:Glycosidemolecularion;[M+H] +:Glycosidemolecularionadd
hydrogen;[ M+Na] +:Glycosidemolecularionaddsodium;[ M+2H2O] +:Glycosidemolecularionadd2 watermoleculars;Y0:Aglycone;
[ Y0] +:Aglyconemolecularion;[ Y0 +H〗+:Aglyconemolecularionaddhydrogen.
在 350 nm下检测到 8个黄酮醇色谱峰 , 即 f1 ～ f8。组分 f1和 f2的二级质谱碎片均有 m/z319.1
([ Y0 +H] +), 与苷元 My一致 , 为 My的衍生物。糖苷键断裂得到的糖基离子分别为 m/z162和m/z
146。根据 Harborne和 Wiliams(1971)以及 Chosson等 (1998)文献 , 推定 f1为杨梅黄素 3 -半乳
糖苷 , f2为杨梅黄素 3-鼠李糖苷。
组分 f3 ～ f6的二级质谱碎片均有 m/z303.1 ([ Y0 +H] +), 与苷元 Qu一致 , 为 Qu的衍生物。
f3 ～ f5的紫外吸收特征与芦丁极为相似 , 为槲皮素的 3 -糖苷。 f3和 f4质谱中释放的糖基离子均为
m/z162, 依据 Cuyckens和 Claeys(2004)的文献 , 推定 f3为槲皮素 3 -半乳糖苷 (Harborne, 1962),
f4为槲皮素 3-葡萄糖苷 (Harborne, 1986)。 f5和 f6的糖基离子均为 m/z146, 推定为槲皮素的鼠李
糖苷 , 其中 f5为槲皮素 3-鼠李糖苷 (Harborne, 1962;Swiderskietal., 2004)。
组分 f7质谱碎片 m/z287.1([ Y0 +H] +)与黄酮醇 Km和黄酮木犀草素 (Luteolin, 简称 Lu)一
致 。根据紫外吸收带 Ⅱ的 λmax, Km及其糖苷大多在 265 nm左右 , Lu及其糖苷大多在 255 nm左右
(中国科学院上海药物研究所 , 1981), 并参考文献 (Harborne, 1986), 推定 f7为山奈酚 3 -鼠李糖
苷 。
以可信的金银花提取液为对照样品 , 组分 1的 HPLC保留时间和紫外吸收数据与金银花中的绿原酸
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成分一致。根据 Jin等 (2005)的文献 , 推定 1为绿原酸 , 2为其异构体。组分 1和 2在计算 TF时未予
以考虑。
2.3　开花过程中花色素含量的变化
在开花过程中 , 花色素的总量 TA、 TF以及辅助色素效应指数 CI从小蕾期到初开期下降幅度较
大 , 花朵开放后变化幅度较小 (图 2)。各开花阶段的 TA、 TF差异极显著 (P<0.01), 并呈极显著
相关 (r=0.914 , P<0.01), 黄酮醇可能作为辅助色素与 TA共同形成迎红杜鹃的淡紫红色。因此 ,
在开花过程中 , 迎红杜鹃花色明度增加 , 彩度变淡的变化 , 与花色素总量减少 、辅助色素效应指数降
低有关 。
图 2　开花过程中总花青苷含量 (TA)、 总黄酮醇含量 (TF)和辅助色素效应指数 (CI)的变化
Fig. 2　Changesoftotalanthocyaninscontent(TA), totalflavonolscontent(TF)and
copigmentationindex(CI)duringthebloomingseason
3　讨论
3.1　迎红杜鹃与同属其它杜鹃花的花色素组成的比较
迎红杜鹃的花青苷主要为锦葵素 3 -阿拉伯糖苷 -5 -葡萄糖苷 (相对含量在 70%以上), 是形
成淡紫红花色的主要色素 。杜鹃属其它植物中 , 紫色花中也以 Mv型色素为主 (Harnorne, 1962;de
Loose, 1969, 1978)。迎红杜鹃黄酮醇类成分与同属其它植物也很相似 , 主要为 My、 Qu、 Km型糖
苷 。其中 Qu糖苷是杜鹃花中广泛存在的黄酮醇 (Harborne, 1971), 其次是 My糖苷 , 为 Mv糖苷的
辅助色素 (Heursel, 1981);Km糖苷仅存于少数紫色花中 (deLoose, 1969)。在杜鹃属花中存在 5 -
O-甲基化黄酮醇类物质 , 已从白花杜鹃 (R.mucronatum)、 腋花杜鹃 (R.racemosum)等几十个种
中分离到 (Harborne, 1971)。此类化合物作为化学分类标识 , 可反映杜鹃花科和亚科水平上的差异
(Harborne, 1969)。迎红杜鹃花中未检测到此类化合物 , 推测其遗传背景与含有 5 -O-甲基化黄酮醇
的种间差异较大 。
3.2　开花过程中迎红杜鹃花色和色素含量的变化
迎红杜鹃的花色素合成在花朵开放之前就已达到最高峰 , 其后花色素的降解或浓度降低都可能导
致花色变淡 。本研究中小蕾期的 TA和 TF在整个开花过程中均是最大的。草原龙胆 (Eustomagrandi-
florum)也有类似现象 , 为了避免紫外辐射对细胞的毒害 , 其 TF合成量在花朵满开之前即达到最大 ,
随后成熟和老化的花瓣中发生色素合成量减少和 /或降解增加 (Uddinetal., 2002)。要了解迎红杜鹃
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　7期 李崇晖等:迎红杜鹃花色素组成及花色在开花过程中的变化　
花色素在花瓣中的积累过程 , 需要对从花芽形成开始到小蕾期之间的色素量的变化进行深入研究。
3.3　耐寒 、 耐中性和弱碱性的花色新品种的选育策略
为了丰富北京早春的杜鹃花色 , 需要选育既耐寒又具有其它花色的新品种 。目前迎红杜鹃的花色
育种目标应该是努力扩大其花色变异 。如果能保持迎红杜鹃本身耐寒性强 、 适中性稍耐弱碱性 (pH
7.3 ～ 8.2)的优势 (陈有民 等 , 1992), 再引入具有其它花色的同属植物的种质 , 将有望扩大以迎
红杜鹃为基础的北方耐寒杜鹃的花色变异 。
根据花色素组成 , 迎红杜鹃花色育种可向两个方向进行:红色调和蓝色调花色的育种。杂交育种
虽不能产生色调迥异的新花色 , 但可以产生较大的花色变异 (Heursel, 1981)。且杜鹃属植物具有丰
富的红色花种质资源 , 通过种间杂交有希望获得理想的新品种。红色杜鹃花中以 Cy型色素为主
(Harborne, 1962;Asen＆Budin, 1966;deLoose, 1969, 1970), 若育红色花品种 , 需要使花瓣中富
集 Cy和 (或)Pg型色素 , 同时减少 Mv的含量。可选择富含 Cy型色素的种 , 如映山红 (R.simsi)、
半圆叶杜鹃 (R.thomsoni)、皋月杜鹃 (R.indicum)等 , 或品种如 R.simsicv.`RedWing 等作为
亲本与迎红杜鹃杂交 , 并借助生物技术克服属内杂交不亲和性障碍 (Heursel, 1981;deSchepperet
al., 2001)。值得注意的是 , 迎红杜鹃含有黄酮醇 My和花青素 Mv, 即存在生成蓝色色素 Dp的前体
及下游产物 。可以降低甲基转移酶 (OMT)的活性 , 抑制 Mv的生成 , 以积累 Dp色素;或者降低黄
酮醇合酶 (FLS)的活性 , 积累二氢杨梅黄素 , 以促进 Dp的生成。目前月季花色分子育种中 , 利用
基因工程技术已得到花瓣中积累 Dp色素含量高达 95%的新奇的蓝色花 (Katsumotoetal., 2007), 其
经验可供杜鹃蓝色花的分子育种借鉴 。
黄酮醇和黄酮 (flavone)的辅助色素效应对花色也有重要影响。 Heursel(1981)研究发现映山
红杂交后代中 , 出现了独特的带蓝色调的花色 , 是由于黄酮醇的存在产生了花色偏蓝的效果。但是 ,
本研究发现迎红杜鹃的辅助色素效应指数 CI在小蕾期以后均小于 5 , 表明其黄酮醇的辅助色素效应
不强 (Asenetal., 1971;Sakadaetal., 1995)。根据 Heursel(1981)的研究 , 黄酮醇含量高的植株
的花色取决于花青苷的含量。花青苷含量低 , 花色偏蓝 。因此 , 筛选合适的亲本与迎红杜鹃杂交 , 调
节杂交后代中花青苷和黄酮醇 (如 My和 Qu)含量的合理配比 , 增强辅助色素效应后 , 则有助于花
色变异的扩大。其次 , 从迎红杜鹃花瓣中未检出黄酮 , 若能通过分子育种手段促进黄酮的生成 , 也将
对迎红杜鹃的花色产生一定的变异效果 , 这将是未来研究中有意义的尝试 。
此外 , 迎红杜鹃花中含有的绿原酸 、 槲皮素等药用成分 , 具有抗菌 、 抗炎 、抗病毒等药效 , 从综
合利用角度 , 除园林应用外 , 该植物还具有一定的药用开发前景 。
References
AsenS, BudinPS.1966.Cyanidin3-arabinoside-5-glucoside, ananthocyaninwithanewglycosidicpatern, fromflowersof“RedWing” azal-
eas.Phytochemistry, 5 (6):1257-1261.
AsenS, StewartRN, NorisKH.1971.Co-pigmentationefectofquercetinglycosidesonabsorptioncharacteristicsofcyanidinglycosidesand
colorofRedWingazalea.Phytochemistry, 10 (1):171 -175.
ChenYou-min, WangYu-hua, YuJiu, YuShu-jun, ZhangZuo-shuang, ZhangZhi-ming.1992.AstudyontheintroductionofKoreanazaleato
Beijingplain.JournalofBeijingForestryUniversity, 14 (4):111 -118.(inChinese)
陈有民 , 王玉华 , 俞　玖 , 郁书君, 张佐双 , 张治明.1992.迎红杜鹃引种北京平原的研究.北京林业大学学报 , 14 (4):111-
118.
ChossonE, ChaboudA, ChuliaAJ, RaynaudJ.1998.DihydroflavonolglycosidesfromRhododendronferugineum.Phytochemistry, 49 (5):
1431-1433.
CuyckensF, ClaeysM.2004.Massspectrometryinthestructuralanalysisofflavonoids.JournalofMassSpectrometry, 39 (1):1-15.
deLooseR.1969.TheflowerpigmentsoftheBelgianhybridsofRhododendronsimsiandotherspeciesandvarietiesfromRhododendronsubseries
obtusum.Phytochemistry, 8 (1):253-259.
1029
园　　艺　　学　　报 35卷
deLooseR.1970.FlavonoidglycosidesinthepetalsofsomeRhododendronspeciesandhybrids.Phytochemistry, 9 (4):875-879.
deLooseR.1978.AzaleaindicaflowercolourasrelatedtotheparameterspH, anthocyaninsandflavonolco-pigments.ScientiaHorticulturae, 9
(3):285-290.
deSchepperS, LeusL, MertensM, DeberghP, vanBockstaeleE, deLooseM.2001.Somaticpolyploidyanditsconsequencesforflowercolora-
tionandflowermorphologyinazalea.PlantCelReports.20 (7):583-590.
FossenT, AndersenM.1998.Cyanidin3-O- (6′-succinyl-β-glucopyranoside)andotheranthocyaninsfromPhragmitesaustralis.Phytochemistry,
49 (4):1065 -1068.
HarborneJB.1958.Spectralmethodsofcharacterizinganthocyanins.JournalofBiochemistry, 70 (1):22-28.
HarborneJB.1962.Plantpolyphenols:5.OccurrenceofazaleinandrelatedpigmentsinflowersofPlumbagoandRhododendronspecies.Ar-
chivesofBiochemistryandBiophysics, 96 (1):171-178.
HarborneJB.1965.Plantpolyphenols-XV:Flavonolsasyellowflowerpigments.Phytochemistry, 4 (5):647-657.
HarborneJB.1969.Occurrenceofflavonol5-methylethersinhigherplantsandtheirsystematicsignificance.Phytochemistry, 8 (2):419 -423.
HarborneJB.1986.Flavonoidpaternsandphytogeography:thegenusRhododendronsectionVireya.Phytochemistry, 25 (7):1641 -1643.
HarborneJB, WiliamsCA.1971.LeafsurveyofflavonoidsandsimplephenolsinthegenusRhododendron.Phytochemistry, 10(11):2727-
2744.
HayashiK.1988.Plantpigments(Enlargededition), Tokyo:Yokendo, Ltd:489.(inJapanese)
HeurselJ.1981.DiversityofflowercoloursinRhododendronsimsiPlanch.andprospectsforbreeding.Euphytica, 30 (1):9 -14.
JinUH, LeeJY, KangSK, KimJK, ParkWH, KimJG, MoonSK, KimCH.2005.Aphenoliccompound, 5-cafeoylquinicacid(chloro-
genicacid), isanewtypeandstrongmatrixmetaloproteinase-9 inhibitor:IsolationandidentificationfrommethanolextractofEuonymusala-
tus.LifeSciences, 77 (22):2760 -2769.
KatsumotoY, Fukuchi-MizutaniM, FukuiY, BruglieraF, HoltonTA, KaranM, NakamuraN, Yonekura-SakakibaraK, TogamiJ, PigeaireA,
TaoGQ, NehraNS, LuCY, DysonBK, TsudaS, AshikariT, KusumiT, MasonJG, TanakaY.2007.Engineeringoftheroseflavonoid
biosyntheticpathwaysuccessfullygeneratedblue-huedflowersaccumulatingdelphinidin.PlantandCelPhysiology, 48 (11):1589-1600.
Macz-PopGA, Rivas-GonzaloJC, Pérez-AlonsoJJ, Gonz lez-Param sAM.2006.Naturaloccurrenceoffreeanthocyaninaglyconesinbeans
(PhaseolusvulgarisL.).FoodChemistry, 94 (3):448-456.
MiyajimaI, UreshinoK, KobayashiN, AkabaneM.2000.Flowercolorandpigmentsofintersubgenerichybridbetweenwhite-floweredevergreen
andyelow-flowereddeciduousazaleas.JournaloftheJapaneseSocietyforHorticulturalScience, 69 (3):280-282.
PhytochemistryLaboratory, ShanghaiInstituteofMateriaMedica, CAS.1981.Identificationhandbookofflavonoidcompounds, Beijing:Science
Press:448-475.(inChinese)
中国科学院上海药物研究所植物化学研究室.1981.黄酮体化合物鉴定手册.北京:科学出版社:448 -475.
PomarF, NovoM, MasaA.2005.Varietaldifferencesamongtheanthocyaninprofilesof50redtablegrapecultivarsstudiedbyhighperformance
liquidchromatography.JournalofChromatographyA, 1094 (1 -2):34 -41.
SakadaY, AokiN, TsunematsuS, NishikouriH, JohjimaT.1995.PetalcolorationandpigmentationoftreepeonybredandselectedinDaikonIs-
land(ShimanePrefecture).JournaloftheJapaneseSocietyforHorticulturalScience, 64 (2):351-357.
SwaroopA, GuptaAP, SinhaAK.2005.Simultaneousdeterminationofquercetin, rutinandcoumaricacidinflowersofRhododendronarboreum
byHPTLC.Chromatographia, 62 (11):649-652.
SwiderskiA, MurasP, KoloczekH.2004.Flavonoidcompositioninfrost-resistantRhododendroncultivarsgrowninPoland.ScientiaHorticultu-
rae, 100 (1 -4):139-151.
UddinAFMJ, HashimotoF, NishimotoSI, ShimizuK, SakataY.2002.Flowergrowth, colorationandpetalpigmentationinfourLisianthus
cultivars.JournaloftheJapaneseSocietyforHorticulturalScience, 71 (1):40 -47.
WangLS, HashimotoF, ShiraishiA, AokiN, LiJJ, ShimizuK, SakataY.2001.PheneticsintreepeonyspeciesfromChinabyflowerpigment
clusteranalysis.JournalofPlantResearch, 114 (3):213 -221.
ZhangJJ, WangLS, ShuQY, LiuZA, LiCH, ZhangJ, WeiXL, TianDK.2007.Comparisonofanthocyaninsinnon-blotchesandblotches
ofthepetalsofXibeitreepeony.ScientiaHorticulturae, 114 (2):104-111.
1030