胡建新

摘 要：該文以三色莧的葉片為材料，用比色法對光合色素測定，用紙層析和薄層層析的方法對葉片進行色素定性分析。結果表明，三色莧由光合色素和花色素共同作用顯示彩葉特征，不同部位所含色素種類及含量不同而表現出不同的色彩。由于葉端的葉綠素含量要遠遠高于葉基部的，且葉端和葉基部分的葉綠素與類胡蘿卜素的比值差異較大，因而使葉端的顏色偏綠。

關鍵詞：三色莧；葉片色素；色素分析

中圖分類號 S681.9 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）22-0085-03

1 前言

近年來，許多學者對彩色植物的顯色機理有很高的研究興趣，希望通過解明葉片的呈色機理來達到調節(jié)與控制彩色植物色彩的目的。早期的研究表明，彩葉植物的葉色形成是由遺傳因素和外部環(huán)境共同作用的結果，通過改變植物葉色的種類、含量及分布形成了多彩的葉色[1-3]。眾所周知，決定葉片呈色的主要有葉綠素、類胡蘿卜素和花色素等，在植物葉片中，葉綠素a的含量占葉綠素總量的3/4，呈藍綠色；葉綠素b呈黃綠色，性質不穩(wěn)定，在強光下和低溫下容易分解。類胡蘿卜素包括葉黃素和胡蘿卜素2種，前者呈黃色，后者呈橙黃色，性質均比較穩(wěn)定。

三色莧（Amaranthus tricolor L.）是莧科一年生草本植物，可作蔬菜和藥用，也是重要的園林觀賞植物。作為彩色葉植物的花卉在秋季來臨，日照變短時，該植物從頂部開始葉和莖逐漸由紫色變?yōu)轷r紅色，這種顏色的轉變是“突變”式的，2種顏色界限分明、整齊，從葉基向葉頂端擴展，最終使葉變?yōu)轷r紅色[4]。本試驗對彩葉植物的三色莧（紅色和黃色2個品種）葉片進行了色素分析，探討三色莧在園林景觀的應用價值，為豐富校園花臺植物的多樣性提供素材。

2 材料與方法

2.1 材料 三色莧（紅色品種和黃色品種）穴盤苗購自蘇州維生種苗有限公司，成品苗購入上缽后置本校園林實訓基地培養(yǎng)。

2.2 色素分析 根據各種色素的不同性質，采用薄板層析法對三色莧葉片和花序中的光合色素及花色素進行分析。光合色素：在待提取植物材料中加入丙酮、碳酸鈣和石英砂，研磨。展開劑為石油醚∶丙酮=65∶35；花色素：在待提取植物材料中加入10%甲酸和石英砂，研磨。展開劑為醋酸：正丁醇∶水=1∶4∶2[5]。

2.3 光合色素的定量分析 根據文獻[96]提取2個三色莧品種葉片中的光合色素并計算葉綠素含量：并選擇波長為663nm和645nm下測定葉綠素a、b的OD值；選擇波長為470nm測定類胡蘿卜素的OD值。

3 結果與分析

3.1 三色莧植株形態(tài)觀察 三色莧穴盤苗移栽后觀察，植株形態(tài)為單葉，互生或對生；無托葉。花小，兩性；單生或簇生葉腋，排列成穗狀花序；花萼3～5片；無花瓣。葉片分為紅色和黃色2個品種（圖1、2）。觀賞期為6—10月。在顯微鏡下觀察單個花可知，可以看到，三色莧的花色分布于花萼中（圖3、4）。

3.2 光合色素測定 取2個品種的葉片，提取葉片色素，分別測量所含各類光合色素的吸光度（表1），由表1可知，紅色品種的葉綠素含量高于黃色品種，但差異不顯著，可以推測2個品種之間的顏色差異更多是來自于所含的花色素；在紅色品種中，葉端的總葉綠素含量是葉基部的20倍，黃色品種達到了42倍，而黃色品種的葉端類胡蘿卜素含量僅為葉基的3倍左右，紅色品種的葉基部類胡蘿卜素含量甚至高于葉端，因此葉端顏色要比葉基部的顏色偏綠。

3.3 花萼與葉片中光合色素的比較 分別測量了花序和葉片中的各類光合色素的含量，結果如表2所示。從表2中可以看出，葉片中的光合色素含量要遠高于花序中的，花冠中所含色素多為花色素，花序中的光合色素應為花萼中所含有的。綜合表1、2的數據發(fā)現，2種三色莧葉片中的葉綠素含量在生殖生長期間有所下降。

3.4 光合色素定性分析 對營養(yǎng)生長期間不同品種的不同葉色部位進行了薄層層析分離，結果見圖5。從圖5中可以看出，光合色素已經被分離出，未移動的部分應為花色素類，再次驗證了紅色品種與黃色品種的雁來紅呈色上的最大差異在于花色素的種類的推論。另外在圖5中可以清晰看到光合色素的4條色帶，它們的位置因各自不同的遷移率（Rf），并不因含量的多少而發(fā)生改變，因此，根據各自的Rf值和不同色帶判斷光合色素的種類，得到表3的結果。

注：1：紅色品種葉端部分；2：紅色品種葉基部分；3：黃色品種葉基部分；4：黃色品種葉端部分。

同時在紫外光下觀察薄層層析的結果，可以看見由葉綠素產生的紅色熒光現象（圖6）。這可能是由于葉綠素的中間產物卟啉環(huán)類物質在紫外光下會顯示紅色的結果[7-8]。

3.5 花萼中花色素分析 用10%的甲酸來提取生殖生長期間的三色莧花序和葉片中的花色素，用薄層層析法進行分離，結果見圖7。

為防止類胡蘿卜素對實驗結果產生干擾，我們根據類胡蘿卜素溶于有機溶劑不溶于水的性質，向待分離溶液中分別加入蟻酸和乙醇，對比點樣，a表示經過酸處理的，b表示經過醇處理的。從圖7可以看到3條色帶測得Rf值見表4，由上到下依次為2條熒光帶，一條黃色可見光帶。圖7表明在三色莧中存在3種花色素；色素A和色素B存在于葉片中，色素C只存在于花萼中，推測應為黃酮類色素。

4 討論

（1）三色莧是常用的彩葉植物，可作花壇背景、籬垣或在路邊叢植，也可大片種植于草坪之中，與各色花草組成絢麗的圖案，亦可盆栽。三色莧耐干旱，不耐寒，喜肥沃而排水良好土壤。喜濕潤向陽及通風良好的環(huán)境，忌水澇和濕熱。對土壤要求不嚴，適生于排水良好的肥沃土壤中，有一定的耐堿性，能自播繁衍。根據本實驗對三色莧的形態(tài)特征的觀察結果可以看出，雁來紅因其獨特的葉色和易于繁殖的特性，在實際的綠化裝飾方面將有很大的應用前景，其在色彩與養(yǎng)護上均不遜色于彩葉草、紫葉甜菜等常用彩葉植物。endprint

（2）光合色素主要包括葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素類，由于這三類色素所顯的顏色不同，當其在細胞中的相對含量和存在位置發(fā)生改變時，葉色也將隨之改變。如小葉女貞（Prunus atropurea）葉綠素a和b的含量分別是金葉女貞（L igustrum vicary L.）的5.23倍和13.34倍，金葉女貞葉綠素與胡蘿卜素的質量比是1.90∶1，而小葉女貞則為5.17∶1，因此金葉女貞表現為黃色，而小葉女貞表現為綠色[9]。在測量光合色素含量的實驗中，我們發(fā)現紅色品種的葉端的總葉綠素含量是葉基部的20倍，黃色品種達到了42倍，而黃色品種的葉端類胡蘿卜素含量僅為葉基的3倍左右，紅色品種的葉基部類胡蘿卜素含量甚至高于葉端，因此三色莧葉端顏色偏綠，而葉基部的顏色則呈現較明顯的彩色。

（3）彩葉植物所顯現的顏色與其所含光合色素的含量及花色素的種類有著密切聯(lián)系。本實驗借鑒了以往的研究方法對三色莧進行了色素分析，得到了有關三色莧色素的基本數據，為進一步研究其在生理生化層面上呈現彩色性狀的原因提供了依據。

參考文獻

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（責編：張宏民）endprint