變?nèi)~木呈色機(jī)理初探

邱東萍，丁鴻

(廣東揭陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東揭陽(yáng)522000)

彩葉植物因其具有色彩鮮艷、觀賞期長(zhǎng)、易于形成大色塊景觀而廣泛應(yīng)用于園林中。眾多園林植物工作者對(duì)彩葉植物在園林上的應(yīng)用種類及應(yīng)用途徑做了大量的研究，如漳州市的彩葉樹種有23科50種[1]，重慶市的非草本彩葉植物有16科29種[2]，合肥市共有彩葉植物39科87種[3]，然而對(duì)彩葉植物的成彩機(jī)制研究甚少。于曉南等在對(duì)彩葉植物多彩形成的研究進(jìn)展中指出，彩葉植物形成主要因子是生態(tài)因子[4]，因此李紅秋等通過(guò)光強(qiáng)度和光照時(shí)間對(duì)彩葉樹葉色變化的影響進(jìn)行了研究[5];文祥鳳等通過(guò)溫度與光照對(duì)黃素梅、黃金榕葉色變化進(jìn)行了光合特性研究[6]，呈色機(jī)理主要可能是遺傳因素;Henny[7]對(duì)花葉萬(wàn)年青兩個(gè)品種的遺傳方式研究表明，兩個(gè)品種是由同一對(duì)顯性核基因(Pv)控制;另外還可通過(guò)不同營(yíng)養(yǎng)液配方讓植物產(chǎn)生彩葉色變化[8]。

變?nèi)~木亦稱變色月桂，屬大戟科灌木或小喬木。葉片革質(zhì)，葉上常點(diǎn)綴了千變?nèi)f化的斑點(diǎn)和斑紋，可謂“赤橙黃綠青藍(lán)紫，誰(shuí)持彩練當(dāng)空舞?”猶如在錦緞上灑滿了金點(diǎn)，又好似在宣紙上隨意潑灑了彩墨，因而變?nèi)~木也有“灑金榕”之美譽(yù)，被廣泛應(yīng)用于廣東、廣西、海南等熱帶和亞熱帶園林中，在北方一般作為室內(nèi)盆栽觀賞。變?nèi)~木在園林上的應(yīng)用前景廣闊，但其呈色機(jī)理究竟是什么?本文選擇不同葉齡變?nèi)~木來(lái)分析其生長(zhǎng)中葉綠素含量變化，并對(duì)其葉片進(jìn)行解剖觀察以探索彩葉植物呈色機(jī)理機(jī)制，為彩葉植物栽培和繁殖提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

于2007年2月25日至2009年3月7日選取揭陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園內(nèi)變?nèi)~木在幼年、中年和老年三個(gè)時(shí)期的葉片，在生物實(shí)驗(yàn)樓進(jìn)行葉綠素測(cè)定及解剖結(jié)構(gòu)觀察。

1.2 方法

在幼年、中年和老年三個(gè)時(shí)期采摘植物葉片，擦凈組織表污物，剪碎、混勻后稱0.2g，用丙酮提取法提取，過(guò)濾定容至25ml。將不同材料的葉綠素提取液倒入比色皿內(nèi)，以80%丙酮為空白對(duì)照，在波長(zhǎng)663nm、646nm下測(cè)定其消光度，按公式計(jì)算出提取液中各色素的含量[9]。

在幼年、中年和老年三個(gè)時(shí)期采材料植物葉片，采用雙刀法橫切葉面和用手撕表皮細(xì)胞法制作徒手切片[10]，鏡檢觀察并數(shù)碼相機(jī)拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 變?nèi)~木在生長(zhǎng)期間葉綠素含量變化

變?nèi)~木不同生長(zhǎng)期葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b含量變化都呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，老年與中年時(shí)期葉綠素含量相對(duì)較小，見(jiàn)圖1。

圖1 變?nèi)~木在三個(gè)時(shí)期葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b含量

2.2 變?nèi)~木在生長(zhǎng)期間葉片橫切面結(jié)構(gòu)變化

分析變?nèi)~木幼年期橫切面結(jié)構(gòu)時(shí)，保護(hù)組織(上下表皮細(xì)胞)、柵欄組織和通氣組織中都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)呈紅色的細(xì)胞存在，見(jiàn)圖2。

分析變?nèi)~木中年期橫切面結(jié)構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)下表皮有呈紅色細(xì)胞存在，而柵欄組織和通氣組織中都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)紅色細(xì)胞存在，見(jiàn)圖3。

繼續(xù)分析變?nèi)~木老年期橫切面結(jié)構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)下表皮有少量呈紅色細(xì)胞存在，而上表皮出現(xiàn)大量排列緊密的紅色表皮細(xì)胞，柵欄組織和通氣組織中都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)紅色細(xì)胞存在，見(jiàn)圖4。

圖4 變?nèi)~木在老年期橫切面結(jié)構(gòu)(16×10倍)

2.3 變?nèi)~木在生長(zhǎng)期間表皮細(xì)胞的變化

通過(guò)觀察不同時(shí)期的變?nèi)~木橫切面結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)隨著葉齡增加其表皮細(xì)胞呈紅色增多，因此再觀察其不同時(shí)期的表皮細(xì)胞變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著葉齡的增加表皮細(xì)胞呈紅色細(xì)胞數(shù)越來(lái)越多，且紅色越來(lái)越深，見(jiàn)圖5。

圖5 變?nèi)~木在幼年期、中年期和老年期下表皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)(16×10倍)

3 結(jié)論

從本次實(shí)驗(yàn)比較分析可知:變?nèi)~木隨著葉齡的增加而葉綠素含量反而減少，且成彩色越來(lái)越明顯，呈色原因是表皮細(xì)胞中呈紅色的細(xì)胞越來(lái)越多而導(dǎo)致變色越來(lái)越深，也就是越來(lái)越紅，色彩越來(lái)越亮麗。

葉綠素是由光合作用產(chǎn)生的色素，是進(jìn)行光合作用的主要物質(zhì)。高等植物葉綠體中主要含葉綠素a和葉綠素b，故葉綠素在綠色植物葉片色素中所占的比重較大，當(dāng)其他色素占上風(fēng)時(shí)，葉片就不是單一的綠色了，也就成了彩色植物。彩葉植物的葉綠素含量比綠葉植物的含量要偏低是很多學(xué)者都認(rèn)可的，而本文研究表明同種植物在綠色時(shí)比彩葉時(shí)其葉綠素含量要低，得到的結(jié)論更有力地論證了前人的結(jié)果，同時(shí)還得到了彩色時(shí)期的變?nèi)~木呈色是因?yàn)楸砥ぜ?xì)胞呈紅色的結(jié)論。表皮細(xì)胞是保護(hù)組織，其功能是保護(hù)作用，而變?nèi)~木呈現(xiàn)不同彩色是其表皮細(xì)胞呈現(xiàn)不同數(shù)量的紅色細(xì)胞，且隨著葉齡的增長(zhǎng)而花色越多，這些呈現(xiàn)紅色的表皮細(xì)胞是紅色素的積累所導(dǎo)致，這是否就是減少其葉片中葉綠素含量的原因還有待于進(jìn)一步研究。

[1]吳維堅(jiān)，鞠玉棟，張樹河，等.漳州城市園林彩葉植物種類及應(yīng)用調(diào)查[J].福建熱作科技，2005，11(4):43－45.

[2]丁廷發(fā)，謝必武，張鳳龍，等.重慶市彩葉植物種類及應(yīng)用調(diào)查[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào):自然版，2006(5):129－130.

[3]李曉薇.合肥市彩葉植物種類及應(yīng)用調(diào)查[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006，6(11):61－63.

[4]于曉南，張啟翔.彩葉植物多彩形成的研究進(jìn)展[J].園藝學(xué)報(bào)，2000(S1):533－538.

[5]李紅秋，劉石軍.光強(qiáng)度和光照時(shí)間對(duì)彩葉樹葉色變化的影響[J].植物研究，1998，18(2):194－199.

[6]文祥鳳，賴家業(yè).溫度與光照對(duì)黃素梅、黃金榕葉色變化的影響[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué)，2003，22(1):32－34.

[7]HENNY R J.Inheritance of foliar variegation in two Dieffenbachia cultivars[J].Journal of Heredity，1982，73(5):384.

[8]趙蘭枝，毛達(dá).不同營(yíng)養(yǎng)液對(duì)彩葉草色素含量及光合作用的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007(6):30－32.

[9]鄒琦.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2008.

[10]汪矛.植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教程[M].北京:科學(xué)出版社，2004.