包頭地區(qū)引種的6個(gè)品種海棠葉片轉(zhuǎn)色期色素含量的測(cè)定

韓玲玲++楊強(qiáng)勝++石愛(ài)霞++孔德權(quán)++張利枝

摘要：為探明秋季轉(zhuǎn)色期海棠葉片中色素含量的變化趨勢(shì)，以包頭地區(qū)引種的6個(gè)海棠品種為試材，采用比色法測(cè)定了葉片中的葉綠素、類胡蘿卜素和花色素苷的含量，并探討其與葉色變化的關(guān)系。結(jié)果表明：6個(gè)海棠品種葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量的變化趨勢(shì)較為一致，葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量在葉片轉(zhuǎn)色期明顯下降，葉綠素a/b值均呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，其中西府海棠的變化幅度最大；類胡蘿卜素含量變化趨勢(shì)較為平緩，其中紅寶石和絢麗海棠葉片的類胡蘿卜素含量在后期略有上升。6個(gè)海棠品種葉片中花色素苷的含量均呈先下降后上升的變化趨勢(shì)，但不同海棠品種的變化幅度不同。葉片轉(zhuǎn)色期葉色的表達(dá)取決于不同色素間的比例，西府海棠后期類胡蘿卜素含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，葉片表現(xiàn)為黃色，其余海棠品種后期類胡蘿卜素和花色素苷比例相當(dāng)，葉片表現(xiàn)為二者的混合色橙黃色。

關(guān)鍵詞：觀賞海棠；轉(zhuǎn)色期；葉綠素；類胡蘿卜素；花色素苷

中圖分類號(hào)：S661. 401

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2015 ）12-0028-05

觀賞海棠（Malus crabapples）屬薔薇科（Rosa-ceae）蘋果屬（Malus Mill.）植物，是蘋果屬中果實(shí)直徑小于5cm的一類植物的總稱。觀賞海棠樹姿優(yōu)美，品種多樣，具有較高的觀賞價(jià)值，被廣泛應(yīng)用于各種園林景觀。

觀賞海棠從葉色上可以分為綠葉、紫葉和紅葉三種類型，并且進(jìn)入秋季后，隨著晝夜溫差的加大，葉片逐漸變?yōu)槌燃t色、黃色、橙黃色等顏色。由于觀賞海棠在我國(guó)作為觀賞植物資源的研究起步較晚，近年來(lái)的研究主要集中在品種調(diào)查與分類、引種與栽培、繁殖技術(shù)及抗逆性等方面，對(duì)觀賞海棠葉色的研究報(bào)道還很少。李欣等對(duì)觀賞海棠葉、果、花的色彩進(jìn)行了數(shù)字化描述；裘靚對(duì)觀賞海棠品種群的色彩評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行了研究。關(guān)于觀賞海棠轉(zhuǎn)色期葉色變化的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究對(duì)轉(zhuǎn)色期觀賞海棠葉片中葉綠素、類胡蘿卜素和花色素苷的含量進(jìn)行了測(cè)定，并探討了其與實(shí)際葉色變化的關(guān)系，以期探索不同時(shí)期海棠葉色變化的規(guī)律，為城市植物的季相景觀配置提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2014年8～10月在包頭市園林科技研究所進(jìn)行，以包頭市引種的紅寶石、西府海棠、絢麗、鉆石、亞當(dāng)、珍珠6個(gè)海棠品種為試材，材料取自包頭市園林科技研究所試驗(yàn)基地3年生健壯的嫁接苗。栽培過(guò)程未使用任何植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，栽培地土壤為砂壤，有良好的灌溉條件，管理水平中等。

1.2 試驗(yàn)方法

自2014年8月20日開始取樣，每2周1次，進(jìn)入9月底后每周1次，直到樹葉變色、凋落為止。選擇可接受全光照的植株，樣品取自樹冠外圍南側(cè)枝條中部的葉片，每次約取20片。葉片取回后，用蒸餾水洗凈，并擦干，去掉主脈后剪碎，混勻，用于葉綠素、類胡蘿卜素和花色素苷的測(cè)定，每個(gè)處理重復(fù)3次。

葉綠素、類胡蘿卜素含量采用丙酮比色法測(cè)定?；ㄉ剀蘸坎捎名}酸乙醇浸提法測(cè)定：取1.0g樣品，于10mL l%的鹽酸乙醇提取液中浸提4.5h，離心，取上清液，測(cè)535nm處吸光度。以每克鮮重在10mL提取液中0.10D為一個(gè)色素單位，即：A=吸光度10.1，式中：A為花色素苷相對(duì)含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，MicrosoftExcel軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉色變化過(guò)程中葉綠素和類胡蘿卜素含量的變化

由圖1可知，6個(gè)海棠品種葉片轉(zhuǎn)色期葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b含量的變化趨勢(shì)基本一致，整體呈下降的趨勢(shì)。其中紅寶石、西府海棠、絢麗和鉆石海棠葉片的葉綠素含量呈曲折下降的趨勢(shì)，分別在9月24日、10月2日、10月8日和9月14日出現(xiàn)一個(gè)小峰值；亞當(dāng)和珍珠海棠葉片的葉綠素含量變化前期下降緩慢，后期下降較快。西府海棠葉片中葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b含量下降幅度最大，分別下降了97.90%、92.61%和96.50%，其后依次為珍珠、亞當(dāng)、鉆石和紅寶石海棠品種，絢麗海棠的下降幅度最小。所有品種海棠葉片中葉綠素b的下降幅度均低于葉綠素a。

6個(gè)海棠品種葉片中類胡蘿卜素含量的變化趨勢(shì)與葉綠素相似，總體呈下降趨勢(shì)，但類胡蘿卜素的含量明顯低于葉綠素，下降趨勢(shì)較為平緩。紅寶石和絢麗海棠葉片中類胡蘿卜素的含量在采樣后期有所升高，整體下降幅度減小，較采樣初期分別下降了55.46%、41.70%。其他海棠品種的類胡蘿卜素含量逐漸下降，其中西府海棠下降了80.14%，下降幅度最大，其次為珍珠和亞當(dāng)，鉆石海棠的下降幅度最低，僅為52.22%。

2.2 葉色變化過(guò)程中花色素苷含量的變化

由表1可以看出，在葉片轉(zhuǎn)色期，6個(gè)品種海棠葉片花色素苷含量均呈先下降后上升的變化趨勢(shì)，但不同品種花色素苷含量后期上升的幅度差異較大。西府海棠在葉色變黃過(guò)程中，花色素苷的含量整體變化幅度不大，但含量明顯低于其他海棠品種；紅寶石海棠葉片呈紫紅色，故整個(gè)轉(zhuǎn)色期花色素苷的含量遠(yuǎn)高于其他海棠品種；而葉色由綠變?yōu)槌赛S的絢麗、亞當(dāng)、珍珠和鉆石海棠轉(zhuǎn)色后期花色素苷的含量上升幅度較大，分別比含量最低時(shí)升高了495.7%、265.1%、244.6%和157.0%.

2.3 葉色變化過(guò)程中葉綠素a/b值的變化

由圖2可知，6個(gè)海棠品種葉片轉(zhuǎn)色期葉綠素a/b值（Ca/Cb）均呈先緩慢上升后快速下降的趨勢(shì)，但不同品種間的變化幅度有所差異。其中西府海棠的Ca/Cb值變化幅度最大，9月24日Ca/Cb為3.25，10月15日下降至0.79，下降幅度達(dá)75. 69%；其次為珍珠、絢麗、紅寶石和亞當(dāng)，下降幅度分別為57.14%、46.69%、44.45%和40.05%；鉆石海棠的Ca/Cb值下降幅度最小，10月8日Ca/Cb為3.84，10月29日下降為2.68，下降幅度為30.21%。endprint

2.4 葉片中各色素含量百分比變化

為更好地反映不同海棠品種葉色變化與各類色素含量的關(guān)系，將不同色素含量占單位鮮重葉片的百分?jǐn)?shù)繪制成柱狀圖（圖3）。由圖3可以看出，整個(gè)轉(zhuǎn)色期，6個(gè)海棠品種葉片中葉綠素含量的比例逐漸下降，花色素苷和類胡蘿卜素含量的比例逐漸升高，但不同品種間差別較大。測(cè)定前期，6個(gè)海棠品種葉片中葉綠素含量百分比均在60%左右，葉色表現(xiàn)為以葉綠素色彩為主的綠色。轉(zhuǎn)色后期，紅寶石、絢麗、鉆石、亞當(dāng)和珍珠葉片中花色素苷含量的比例在30%左右，類胡蘿卜素含量的比例在40%左右，葉色表現(xiàn)為紅色和黃色混合的橙黃色；西府海棠中類胡蘿卜素含量的比例占64.92%，遠(yuǎn)高于葉綠素和花色素苷，葉片呈黃色。

3 結(jié)論與討論

植物葉片的葉綠素含量與其光合同化能力及生長(zhǎng)發(fā)育特性密切相關(guān)，葉綠素含量的變化規(guī)律可以直接反映其光合能力的變化規(guī)律，可以作為評(píng)價(jià)植物生長(zhǎng)勢(shì)的一種有效手段。本試驗(yàn)中，6個(gè)海棠品種葉片中葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量隨著時(shí)間推移呈明顯下降的趨勢(shì)，這是由于進(jìn)入秋季，隨著氣溫降低和日照時(shí)間變短，葉綠素的合成受阻或停止，并且開始分解，其含量明顯下降，這與李效文、楚愛(ài)香等的研究結(jié)果一致。類胡蘿卜素在植物光合作用中起著輔助色素的作用，能使葉綠素免遭光氧化作用的破壞，使葉片呈現(xiàn)黃色或橙色。本試驗(yàn)中，海棠葉片轉(zhuǎn)色期，類胡蘿卜素含量的變化趨勢(shì)與葉綠素相似，呈下降趨勢(shì)，但類胡蘿卜素的降解速度遠(yuǎn)低于葉綠素，能夠繼續(xù)發(fā)揮其對(duì)葉綠素的保護(hù)作用，有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累，為樹木的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)提供保障，這與馮立娟等在大麗花上的研究結(jié)果一致。有研究認(rèn)為，秋季葉片變紅是重新合成大量花色素苷的結(jié)果，秋季的寒冷和干旱更加促進(jìn)花色素苷的合成。本研究中，花色素苷的含量在后期逐漸增加，這與呂福梅等在紫葉矮櫻葉片色素含量的年變化動(dòng)態(tài)研究中結(jié)果一致。

本研究中葉綠素a/b的值變化較為復(fù)雜，并不是簡(jiǎn)單的直線關(guān)系，而是呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，這可能與葉綠素a和葉綠素b降解速度不同有關(guān)，這與榮立蘋、陳繼衛(wèi)等的研究結(jié)果一致。葉綠素a/b值是植物耐蔭性的重要指標(biāo)，典型的陽(yáng)生植物的葉綠素a/b值在3左右或更高。本試驗(yàn)結(jié)果表明，6個(gè)海棠品種轉(zhuǎn)色前期葉綠素a/b值均在3左右，因此初步認(rèn)定海棠是典型的陽(yáng)生植物。

本研究還發(fā)現(xiàn)，秋季植物葉色的變化不僅取決于各種色素的含量，還與不同色素間的比例有關(guān)。當(dāng)葉片中葉綠素的含量占60%以上時(shí)，葉片呈現(xiàn)綠色；當(dāng)葉綠素含量的比例低于60%時(shí)，葉片的顏色主要取決于類胡蘿卜素和花色素苷的比例。如果二者有一個(gè)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，植物葉片則表現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)色素的色彩，若類胡蘿卜素和花色素苷的比例相差不大，葉片則表現(xiàn)為二者的混合色彩。這與楚愛(ài)香、羅蘭和唐前瑞等的研究結(jié)果一致。

本試驗(yàn)研究了海棠葉片轉(zhuǎn)色期色素含量的變化規(guī)律，以后的研究應(yīng)該加強(qiáng)探求秋色葉植物的變色機(jī)理，測(cè)定色素含量變化與溫度、光照強(qiáng)度、晝夜溫差等環(huán)境因子的關(guān)系，從而采用人工手段改變環(huán)境因子，延長(zhǎng)秋色葉的觀賞時(shí)間，提升園林綠化品質(zhì)。endprint