不同類型雙色百合的花色形成分析

王 歡，孔 瀅，竇曉瑩，郎利新，白錦榮*

(1 北京市輻射中心，北京 100875；2 北京市科學(xué)技術(shù)研究院，北京 100089；3 北京師范大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院射線束技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100875)

花色是觀賞植物最重要的品質(zhì)性狀之一，決定著花卉作物的商業(yè)價(jià)值。百合(Liliumspp.)是世界著名的花卉，有著很高的觀賞價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。百合花色具有廣泛的變異，有白色、黃色、橙色、粉色、紫色、紅色等?；ㄉ男纬芍饕芑ǘ渲猩胤N類和含量的影響[1]?；ㄇ嘬誟2]和類胡蘿卜素[3-5]是百合花被片中積累的主要色素成分，粉色花中主要花色成分為花青苷[2]，黃色和橙色花中主要含有類胡蘿卜素，紅色花中同時(shí)含有花青苷和類胡蘿卜素[3-4,6]。

雙色百合是百合花朵著色模式的一種變異類型[7]。由于不同種類和含量的色素成分在百合花被片不同區(qū)域的差異積累，在同一花被片上形成了兩種不同的花色。與單色花相比，雙色百合具有更獨(dú)特的花色表型和更高的觀賞價(jià)值。亞洲百合主要有兩種雙色類型，一類是花青苷在花被片上部積累著色，例如‘Lollypop’花被片上部為粉色、下部為白色[7-8]；另一種類型是花青苷在花被片下部積累著色，例如‘Tiny Padhye’上部白色、下部為深紫色[9]，‘Grand Cru’上部為黃色、下部具有紅色大花斑[10]。關(guān)于雙色花形成機(jī)理已有研究，在矮牽牛(Petuniahybrida)[11-12]、山茶(Camelliajaponica)[13]和大麗花(Dahliavariabilis)[14-15]中，CHS基因的轉(zhuǎn)錄后沉默是雙色花瓣形成的主要原因。雙色百合中，‘Lollypop’雙色性狀的形成是由于花青苷合成基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控引起的[8]；‘Tiny Padhye’中，花青苷合成基因在花被片下部特異表達(dá)導(dǎo)致花青苷特異地積累于花被片下部[9]；‘Grand Cru’黃色花被片下部紅色大花斑的形成則是由于LhMYB18的轉(zhuǎn)錄調(diào)控[10]。

目前雙色百合形成的研究主要集中在花青苷成分和代謝通路上，而對(duì)類胡蘿卜素組成未進(jìn)行分析，類胡蘿卜素成分和含量對(duì)雙色百合形成的影響尚不明確。本研究以花被片上部分別為白色、黃色和橙色，下部為紫紅色的3種雙色類型的亞洲百合為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)花色表型、花青苷和類胡蘿卜素成分及含量進(jìn)行綜合分析，明確不同類型雙色百合的差異和形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，以期為百合花色形成機(jī)理研究和花色的遺傳改良提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

供試材料為3個(gè)亞洲百合雙色品種，分別為‘Black Eye’(BE)、‘Pieton’(PI)和‘Twosome’(TW)，花部性狀如圖1所示。種球于2018年購自荷蘭，栽植于北京市輻射中心懷柔百合資源圃(地理位置40°15′N，116°42′E)。試驗(yàn)于2020年6月百合盛花期進(jìn)行，選取生長狀況一致的植株3株，在晴天上午9:00～10:00剪取新鮮花朵，測(cè)定花色表型，并將花被片上、下部分別取樣(去除中脈部分)，經(jīng)液氮速凍后保存于-80 ℃冰箱中備用。

圖1 3個(gè)亞洲百合雙色花品種表型BE.Black Eye;PI.Pieton;TW.TwosomeFig.1 Flower phenotype of three bicolor Asiatic hybrid lilies

1.2 試劑與標(biāo)準(zhǔn)品

色譜級(jí)甲醇、甲酸、三氟乙酸、乙腈和乙醇購自德國Merck公司，色譜級(jí)甲基叔丁基醚、正己烷和丙酮購自上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司，色譜級(jí)2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)購自美國Sigma-Aldrich公司。超純水由Milli-Q超純水系統(tǒng)(Millipore，Bedford，MA，USA)制備。

標(biāo)準(zhǔn)品矢車菊素3-O-β-蕓香糖苷、紫黃質(zhì)和新黃質(zhì)購自美國Sigma-Aldrich公司；α-胡蘿卜素、花藥黃質(zhì)、γ-胡蘿卜素、六氫番茄紅素、八氫番茄紅素、ε-胡蘿卜素、α-隱黃質(zhì)、辣椒玉紅素購自BOC Sciences；葉黃素和β-阿樸胡蘿卜素醛購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；番茄紅素、β-胡蘿卜素和蝦青素購自上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司；玉米黃質(zhì)購自上海畢得醫(yī)藥科技有限公司；β-隱黃質(zhì)和辣椒紅素購自Extrasynthese。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 花色表型測(cè)定于百合盛花期時(shí)，取新鮮開放的百合花被片，用英國皇家園藝學(xué)會(huì)比色卡(Royal Horticultural Society Color Chart,RHSCC)和色差儀(NF333,Nippon Denshoku Industries Co.Ltd.,Japan)對(duì)花色進(jìn)行測(cè)定。使用色差儀時(shí)，以光源C/2°為條件進(jìn)行花色表型測(cè)定，測(cè)定位置為內(nèi)花被片的上部和下部著色中央部位。測(cè)定時(shí)將色差儀的集光口對(duì)準(zhǔn)測(cè)定位置，獲得花色的明度L*值、色相a*和b*值，并計(jì)算彩度C*=(a*2+b*2)1/2和色相角h=arctan(b*/a*)。重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.3.2 花青苷含量分析將花被片樣品從-80 ℃冰箱中取出，在液氮中迅速研磨成粉末。將適量的樣品加入花青苷提取液(三氟乙酸∶甲醇∶甲酸∶水=1∶70∶2∶27，v∶v∶v∶v)中，充分渦旋混勻，4 ℃ 過夜靜提。離心后取上清，經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾，將萃取液保存于-20 ℃ 冰箱中。利用HPLC-DAD分析系統(tǒng)(1200，Agilent Technologies,CA,USA)進(jìn)行花青素成分分析，色譜柱為ZORBAX Eclipse Plus C18分析柱(4.6 mm×250 mm，5 μm，Agilent Technologies,CA,USA)。流動(dòng)相A：0.1% 甲酸溶液，流動(dòng)相B：0.1%甲酸乙腈溶液。流速：1.0 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測(cè)波長：530 nm。梯度洗脫程序參考前人設(shè)置[9]。用標(biāo)準(zhǔn)品矢車菊素3-O-β-蕓香糖苷制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，以標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=16193x-35.627，R2=0.9996。將檢測(cè)出的花青苷的峰面積代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中，計(jì)算得到待測(cè)樣本中花青苷的含量。

1.3.3 類胡蘿卜素定性定量分析將超低溫保存的樣品進(jìn)行冷凍干燥后，用研磨儀研磨(30 Hz，1 min)至粉末狀。稱取50 mg粉末溶解于1 mL正己烷∶丙酮∶乙醇(2∶1∶1，v∶v∶v)提取液中，加入0.01% BHT(w/v)及內(nèi)標(biāo)。室溫下渦旋提取20 min。12 000 g離心5 min后，吸取上清液。重復(fù)上述步驟，收集上清液，濃縮至干后保存。加入100 μL甲醇∶甲基叔丁基醚(1∶1，v∶v)溶液溶解樣品，渦旋均勻，12 000 g離心2 min。經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾后保存于棕色進(jìn)樣瓶中，用于LC-MS/MS分析。每個(gè)樣品進(jìn)行3次生物學(xué)重復(fù)。

采用LC-APCI-MS/MS系統(tǒng)(UHPLC，ExionLCTMAD；MS，Applied Biosystems 6500 Triple Quadrupole)對(duì)類胡蘿卜素樣品進(jìn)行分析，并利用軟件Analyst 1.6.3處理質(zhì)譜數(shù)據(jù)。色譜柱為YMC C30柱(2 mm×100 mm,3 μm)。流動(dòng)相A為甲醇∶乙腈(3∶1，v∶v)，含0.01% BHT和0.1%甲酸；流動(dòng)相B為甲基叔丁基醚，含0.01% BHT。洗脫梯度(流動(dòng)相A∶流動(dòng)相B)：0 min，100∶0(v∶v)；3 min，100∶0(v∶v)；6 min，58∶42(v∶v)；8 min，20∶80(v∶v)；9 min，5∶95(v∶v)；9～10 min，100∶0(v∶v)；11 min，100∶0(v∶v)，流速為0.8 mL/min，進(jìn)樣量2 μL，柱溫28 ℃。質(zhì)譜條件主要包括：大氣壓化學(xué)離子源(atmospheric pressure chemical ionization，APCI)溫度350 ℃，氣簾氣(curtain gas，CUR)25 psi。

配制不同濃度的類胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品溶液，采集各個(gè)濃度標(biāo)準(zhǔn)品的對(duì)應(yīng)信號(hào)的質(zhì)譜峰強(qiáng)度數(shù)據(jù)。以外標(biāo)與內(nèi)標(biāo)濃度比值為橫坐標(biāo)，外標(biāo)與內(nèi)標(biāo)峰面積比值為縱坐標(biāo)，建立不同類胡蘿卜素的標(biāo)準(zhǔn)曲線(表1)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，計(jì)算樣本中類胡蘿卜素的絕對(duì)含量。

表1 類胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Table 1 Standard curve equation of carotenoid standards

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用IBM SPSS Statistics 20.0進(jìn)行方差分析、Duncan’s差異顯著性分析(P<0.05)和多元線性回歸分析。用RStudio軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖片繪制，使用factoextra包進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 雙色百合不同部位的花色表型

對(duì)3個(gè)雙色百合花被片正面的花色進(jìn)行測(cè)定，各品種花被片表型參數(shù)值如表2所示。3個(gè)雙色百合品種中，明度值L*隨著花被片顏色變深而降低，花被片上部的L*值高于下部，白色、黃色花被片的L*值高于橙色花被片，紫紅色花被片L*值較低。橙色花被片的色相a*值最高，黃色和白色花被片的a*值最低。花被片上部的色相b*值高于花被片下部，黃色和橙色花被片的b*值明顯高于其他顏色的花被片，紫紅色花被片b*值最低。彩度值C*在花被片上部高于花被片下部，橙色花被片的彩度值C*最高，白色花被片C*值最低。色相角h值顯示所測(cè)品種的色度在紅色到黃色之間?；ㄉ硇头植既鐖D2所示，3個(gè)雙色百合花被片上部分別為白色系、黃色系和橙色系，花被片下部均為紫紅色系，深淺程度不同。在a*、b*二維色度空間上，花被片上部和下部的顏色分布在第Ⅰ、Ⅱ象限中。不同雙色百合品種花被片上部和下部花色表型具有明顯的差異。

表2 3個(gè)雙色百合品種花被片正面花色表型參數(shù)值Table 2 Color parameters on the adaxial surface of tepals of three bicolor lily cultivars

2.2 雙色百合中的花青苷含量

對(duì)3種雙色百合盛花期花被片上下部的花青苷含量進(jìn)行HPLC分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)(圖3)，3種雙色百合中，僅在花被片下部檢測(cè)到花青苷，且僅檢測(cè)到一種花青苷即矢車菊素-3-O-β-蕓香糖苷，花被片上部均未檢測(cè)到花青苷。不同百合品種花被片下部中，深紫色的‘Black Eye’中花青苷含量顯著高于紫色的‘Twosome’和‘Pieton’，是二者的3倍左右；而‘Twosome’和‘Pieton’中花青苷含量差異不顯著。由此可見，3個(gè)雙色百合花被片下部紫色呈色是由于單一花青苷成分的特異積累，紫色的深淺程度與花青苷含量具有相關(guān)性。

BE.Black Eye；PI.Pieton；TW.Twosome；u.花被片上部；d.花被片下部。下同圖2 3個(gè)雙色百合品種花被片上部和下部的花色表型分布BE.Black Eye;PI.Pieton;TW.Twosome;d.Basal tepal；u.Upper tepal.The same as belowFig.2 Distribution of flower color on the upper and basal of tepals of three bicolor lily cultivars

2.3 雙色百合中類胡蘿卜素成分及含量

在3個(gè)雙色百合品種的花被片上部和下部樣品中，共檢測(cè)到15種類胡蘿卜素成分(圖4)。就類胡蘿卜素總含量而言，‘Pieton’花被片中類胡蘿卜素總含量較高(112.382～130.432 μg/g)，‘Twosome’花被片中類胡蘿卜素總含量處于中等水平(74.372～107.653 μg/g)，‘Black Eye’中類胡蘿卜素總含量最低(50.721～71.509 μg/g)。在花被片不同部位中，‘Black Eye’和‘Pieton’花被片下部的類胡蘿卜素總含量高于上部，而‘Twosome’中類胡蘿卜素總含量則在花被片上部較高。進(jìn)一步比較各類蘿卜素成分含量，玉米黃質(zhì)(16.667～37.367 mg/g)在各個(gè)樣品中含量都較高，其含量在‘Black Eye’花被片中占類胡蘿卜素總含量的50%以上?；ㄋ廃S質(zhì)、紫黃質(zhì)和β-胡蘿卜素在‘Pieton’花被片中含量較高，八氫番茄紅素和辣椒紅素在‘Twosome’花被片中含量較高，葉黃素在‘Black Eye’和‘Pieton’花被片中含量也較高。其他類胡蘿卜素的含量處于較低水平，γ-胡蘿卜素、α-胡蘿卜素、ε-胡蘿卜素和β-阿樸胡蘿卜素醛在所有樣品中含量均低于1%。對(duì)不同雙色百合中的類胡蘿卜素成分進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，花藥黃質(zhì)和紫黃質(zhì)是‘Pieton’花被片中的特征成分，這2種成分的含量是‘Black Eye’和‘Twosome’的2倍以上；辣椒紅素是‘Twosome’花被片的特征成分，其含量是‘Black Eye’和‘Pieton’的2倍以上；‘Black Eye’中未檢測(cè)到特征類胡蘿卜素成分。綜上所述，不同雙色百合品種花被片上部和下部中類胡蘿卜素含量差異顯著，且類胡蘿卜素成分在不同類型雙色百合中的積累具有特異性。

NA.未檢測(cè)到；不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著，下同圖3 3個(gè)雙色百合品種花被片中花青苷含量NA.Not detected;Different lowercase letters indicate significant differences at 0.05 level;the same as belowFig.3 Content of anthocyanin in the tepals of three bicolor lily cultivars

圖4 3個(gè)雙色百合品種花被片中類胡蘿卜素含量Fig.4 Contents of carotenoids in tepals of three bicolor lily cultivars

2.4 雙色百合中類胡蘿卜素的主成分分析

對(duì)百合花被片樣品中含量均高于1%的11種類胡蘿卜素物質(zhì)進(jìn)行主成分分析(圖5)，結(jié)果顯示PC1和PC2分別能夠解釋樣品中51.9%和34.1%的差異，不同百合品種分布在不同象限中?！甈ieton’花被片中具有較高含量的花藥黃質(zhì)、紫黃質(zhì)、β-胡蘿卜素和葉黃素，除β-胡蘿卜素外，其余成分在花被片下部含量較高；‘Twosome’花被片中的特征成分為辣椒紅素和辣椒玉紅素，辣椒紅素是其主要成分，且在花被片上部含量較高；與‘Pieton’和‘Twosome’相比，‘Black Eye’花被片上部和下部類胡蘿卜素含量差異較大，花被片下部有著更高含量的玉米黃質(zhì)。以上分析表明，類胡蘿卜素成分和含量具有明顯的品種間差異；而同一百合品種花被片上部和下部中類胡蘿卜素組成比較接近，含量差異明顯。

圖5 3個(gè)雙色百合品種花被片中類胡蘿卜素含量的主成分分析Fig.5 Principal component analysis of carotenoids contents in tepals of three bicolor lily cultivars

2.5 色素成分對(duì)花色的影響

為了解析色素組成與百合花被片顏色形成的關(guān)系，以花被片色差參數(shù)L*、a*、b*作為因變量，以花青苷成分矢車菊素-3-O-β-蕓香糖苷以及類胡蘿卜素的主要成分作為自變量，進(jìn)行多元線性回歸分析。其中類胡蘿卜素的主要成分包括八氫番茄紅素、玉米黃質(zhì)、花藥黃質(zhì)、紫黃質(zhì)、辣椒紅素、葉黃素和β-胡蘿卜素共8個(gè)指標(biāo)(分別以x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8表示)。獲得的回歸方程為：L*=76.627-4.597x1-1.187x6(R2=0.692，P<0.01)；a*=-67.333+2.174x6+1.718x3+2.476x8(R2=0.941，P<0.01)；b*=-23.905+2.972x2-2.349x6(R2=0.792，P<0.01)。

回歸分析結(jié)果表明，百合花被片顏色與色素成分之間存在極顯著相關(guān)性(P<0.01)。矢車菊素-3-O-β-蕓香糖苷和辣椒紅素是影響L*值的關(guān)鍵色素，這2種成分的積累可以顯著降低花被片的亮度，其中矢車菊素-3-O-β-蕓香糖苷回歸系數(shù)的絕對(duì)值更大，對(duì)亮度值L*的影響更為顯著。辣椒紅素對(duì)b*值也具有顯著負(fù)效應(yīng)，并與色相a*值呈負(fù)相關(guān)，其含量的增加可以降低花朵的黃度、提高花朵的紅度。β-胡蘿卜素和玉米黃質(zhì)對(duì)a*值具有顯著正效應(yīng)，影響花被片紅色的呈現(xiàn)。此外，無色的八氫番茄紅素與黃度b*值也呈顯著正相關(guān)。因此，可以認(rèn)為矢車菊素-3-O-β-蕓香糖苷、辣椒紅素、八氫番茄紅素、玉米黃質(zhì)和β-胡蘿卜素是影響百合花色的主要成分。

3 討 論

本研究對(duì)3個(gè)不同類型的雙色百合品種花被片不同部位的花色表型、花青苷和類胡蘿卜素成分及含量進(jìn)行了綜合分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3個(gè)雙色百合中，僅在紫色花被片下部檢測(cè)到一種花青苷即矢車菊素3-O-β-蕓香糖苷，花被片上部均未檢測(cè)到花青苷。不同類型雙色百合品種花被片中積累不同種類和含量的類胡蘿卜素，而同一品種花被片上部和下部中的類胡蘿卜素種類相近、含量差異顯著，說明花青苷和類胡蘿卜素成分對(duì)百合花色的形成具有顯著影響。

3.1 花青苷對(duì)百合花色的影響

花青苷是植物中一種重要的類黃酮化合物，可以使植物呈現(xiàn)粉色、紅色、橙色、藍(lán)色和紫色等[16-17]。百合花被片中的花青苷成分主要是矢車菊素3-O-β-蕓香糖苷，一些百合品種中少量積累矢車菊素3-O-β-蕓香糖苷-7-O-β-葡糖苷[2]。本研究對(duì)3個(gè)雙色百合品種花被片中的花青苷成分進(jìn)行分析，僅在紫色花被片下部檢測(cè)到矢車菊素-3-O-β-蕓香糖苷一種花青苷成分，白色系、黃色系和橙色系花被片上部則未檢測(cè)到花青苷，與前人對(duì)于雙色百合的分析結(jié)果一致[8-9]。百合花被片中花青苷的含量與色相差異具有正相關(guān)性，不同花色百合品種中花青苷含量不同，表現(xiàn)為棕色>深紅色>粉紅色>淺粉色[6]。本試驗(yàn)中3種雙色百合花被片下部中，‘Black Eye’花被片下部呈深紫紅色，其矢車菊素-3-O-β-蕓香糖苷含量最高。多元線性回歸分析表明，矢車菊素-3-O-β-蕓香糖苷的含量影響花色表型參數(shù)L*值和C*值，其含量的增加可以降低花被片的亮度和彩度。研究表明，花青苷在不同花色類型百合花被片中的差異積累主要由R2R3-MYBs轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控[6,10,18-20]，其結(jié)果使花被片呈淺粉色、粉色、紅色和棕色等。本研究中花青苷在不同品種、同一品種花被片不同部位的差異積累是否由R2R3-MYB類轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控，需要進(jìn)一步研究。

3.2 類胡蘿卜素對(duì)百合花色的影響

類胡蘿卜素是自然界中廣泛分布的一類色素，可以賦予蔬菜、果實(shí)和花卉黃色、橙色至紅色等豐富多彩的色澤，對(duì)于園藝植物的外觀品質(zhì)具有重要影響[21-22]。已有研究發(fā)現(xiàn)，百合花被片中積累不同種類的類胡蘿卜素，其中黃色花被片中含有花藥黃質(zhì)、(9Z)-紫黃質(zhì)、葉黃素、紫黃質(zhì)和β-胡蘿卜素[3-4]，橙色和紅色花被片中含有辣椒紅素[3,23-24]，粉色和白色品種花被片中含有少量的類胡蘿卜素[3,25-26]。本試驗(yàn)利用LC-APCI-MS/MS技術(shù)對(duì)3個(gè)亞洲百合雙色品種的類胡蘿卜素物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析，共檢測(cè)到15種類胡蘿卜素物質(zhì)，其成分和含量在不同品種中的積累具有特異性，同一百合品種花被片上部和下部中的主要類胡蘿卜素組成相同、含量差異顯著。黃色品種‘Pieton’中類胡蘿卜素含量最高，其特征成分為花藥黃質(zhì)、紫黃質(zhì)和β-胡蘿卜素，花被片下部含量較高；橙色品種‘Twosome’中的主要成分為八氫番茄紅素、辣椒紅素和玉米黃質(zhì)，花被片上部含量較高，其中辣椒紅素是其特征成分；白色品種‘Black Eye’中類胡蘿卜素含量最低，其中玉米黃質(zhì)含量較高，但并不是其特征類胡蘿卜素成分。研究表明，類胡蘿卜素的積累對(duì)桂花[27-28]、水仙[29]、黃色月季[30]等的花色表型具有顯著影響。本研究中，多元回歸分析表明辣椒紅素是影響百合花被片呈色的重要類胡蘿卜素成分，其含量越高，花色越紅、亮度和黃度越低。β-胡蘿卜素和玉米黃質(zhì)的增加也與紅色的呈現(xiàn)正相關(guān)。八氫番茄紅素為無色的類胡蘿卜素，其與柑橘果皮紅色性狀顯著正相關(guān)[31]；在本研究中八氫番茄紅素對(duì)b*值具有顯著影響，這可能是由于八氫番茄紅素是類胡蘿卜素代謝通路下游有色類胡蘿卜素合成的重要前體物質(zhì)。

3.3 類胡蘿卜素成分的差異積累

類胡蘿卜素合成途徑中番茄紅素的環(huán)化反應(yīng)是調(diào)控代謝途徑的關(guān)鍵分支點(diǎn)。番茄紅素在番茄紅素β-環(huán)化酶(LCYB)和番茄紅素ε-環(huán)化酶(LCYE)的催化下，在α-分支中產(chǎn)生δ-胡蘿卜素和α-胡蘿卜素，在β-分支中產(chǎn)生γ-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素[21]。LCYB和LCYE酶活性的差異可導(dǎo)致類胡蘿卜素不同分支的代謝流向。隨后β-羥化酶(BCH)和ε-羥化酶(ECH)將α-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為葉黃素；β-胡蘿卜素在BCH的作用下生成β-隱黃質(zhì)和玉米黃質(zhì)，之后玉米黃質(zhì)在玉米黃質(zhì)環(huán)氧酶(ZEP)的環(huán)氧化作用下依次生成花藥黃質(zhì)和紫黃質(zhì)，紫黃質(zhì)進(jìn)一步在新黃質(zhì)合成酶的作用下生成新黃質(zhì)，或者是在紫黃質(zhì)脫環(huán)氧酶(VDE)的作用下逆轉(zhuǎn)化生成玉米黃質(zhì)[21-22,32]?；ㄋ廃S質(zhì)和紫黃質(zhì)可以在辣椒紅素/辣椒玉紅素合成酶(CCS)的催化下分別生成辣椒紅素和辣椒玉紅素[4,33]。本試驗(yàn)中3種百合花被片中葉黃素含量均不高，而β-分支中的玉米黃質(zhì)、花藥黃質(zhì)、紫黃質(zhì)、辣椒紅素在不同品種中分別有較高的含量，推測(cè)可能是由于LCYB和LCYE基因表達(dá)水平的差異導(dǎo)致了類胡蘿卜素合成在兩條分支途徑產(chǎn)生了差異。本研究還發(fā)現(xiàn)，‘Twosome’花被片中辣椒紅素和辣椒玉紅素特異積累，花藥黃質(zhì)和紫黃質(zhì)含量則較低；而‘Pieton’則相反，其花被片中有較高含量的花藥黃質(zhì)和紫黃質(zhì)，而辣椒紅素和辣椒玉紅素含量極低或不含有。橙色和黃色百合花被片顏色差異的原因可能是由于CCS基因的差異表達(dá)，進(jìn)而使得類胡蘿卜素成分的差異積累導(dǎo)致的。

綜上所述，不同類型雙色百合花色的形成是由于花青苷和類胡蘿卜素成分在花被片不同區(qū)域的差異積累導(dǎo)致的?；ū黄喜糠e累類胡蘿卜素，其成分和含量的差異使不同品種呈現(xiàn)白色、黃色和橙色；花被片下部同時(shí)積累花青苷和類胡蘿卜素，使其呈現(xiàn)深紫色。本研究結(jié)果為雙色百合呈色的分子調(diào)控機(jī)制解析奠定了基礎(chǔ)，對(duì)于百合花色的遺傳改良具有重要的指導(dǎo)意義。