黃連木變色期葉片色素變化規(guī)律及呈色機理

收稿日期Received：2022-10-26""" 修回日期Accepted：2023-01-30

基金項目：山西省基礎研究計劃項目（202103021224144）；山西農(nóng)業(yè)大學生物育種工程項目（YZGC138）。

第一作者：許志釗（846939322@qq.com）。

*通信作者：楊秀云（xyyang2002@yeah.net），教授。

引文格式：

許志釗，楊秀云，王祎琛，等. 黃連木變色期葉片色素變化規(guī)律及呈色機理. 南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2024，48（2）：97-104.

XU Z Z，YANG X Y，WANG Y C， et al. Changes in pigment and coloration mechanism of leaves during the discoloration period of Pistacia chinensis. Journal of Nanjing Forestry University （Natural Sciences Edition），2024，48（2）：97-104.

DOI：10.12302/j.issn.1000-2006.202210034.

摘要：【目的】研究黃連木（Pistacia chinensis）秋季葉片變色期相關生理指標含量變化，揭示其葉色變化與生理特征間的內(nèi)在規(guī)律?！痉椒ā恳宰兩诘狞S連木為研究對象，對其葉色參數(shù)、色素、滲透物質(zhì)、全氮、全磷含量和關鍵酶活性變化進行定量測定及分析?！窘Y(jié)果】變色期黃連木葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量不斷下降，花青素含量增多，葉片變?yōu)榧t色；黃連木變色期葉片中花青素與色相參數(shù)a*值、類胡蘿卜素與葉綠素質(zhì)量比、花青素與葉綠素質(zhì)量比、可溶性糖、游離氨基酸含量、苯丙氨酸解氨酶和花青素合成酶活性極顯著正相關（P＜0.01），與二氫黃酮醇-4-還原酶活性顯著正相關（P＜0.05），與全氮含量顯著負相關（P＜0.05），與全磷含量極顯著負相關（P＜0.01）。【結(jié)論】黃連木秋季變色期葉片中花青素與葉綠素質(zhì)量比及花青素含量在變色中期劇增是導致葉片變紅的物質(zhì)基礎，可溶性糖含量、苯丙氨酸解氨酶活性是影響呈色的關鍵因子，同時，變色期礦質(zhì)元素氮和磷含量顯著降低，共同促進花青素合成進而對葉色產(chǎn)生影響。

關鍵詞：黃連木；變色期；花青素；呈色機理

中圖分類號：S687.9""""""" 文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1000-2006（2024）02-0097-08

Changes in pigment and coloration mechanism of leaves during the discoloration period of Pistacia chinensis

XU Zhizhao，YANG Xiuyun*，WANG Yichen，DU Shuhui

（College of Forestry， Shanxi Agricultural University， Taigu 030801， China）

Abstract：

【Objective】The changes of physiological substances related to the discoloration period of the leaves of Pistacia chinensis" in autumn were studied to reveal the regularity between leaf color and content.【Method】The experiment was conducted to quantify and analyze the changes in leaf color parameters， pigments， osmotic substances， total nitrogen and phosphorus contents and the key enzyme activities of P. chinensis.【Result】During the discoloration period， the contents of chlorophyll and carotenoid in leaves continuously decreased， the content of anthocyanins increased， and the leaves turned red. Anthocyanins in the leaves of P. chinensis showed extremely significantly positive correlations with a* values， the ratio of carotenoid to chlorophyll and anthocyanin to chlorophyll， soluble sugar， free amino acid， phenylalanine ammonialyase（PAL） and anthocyanidin synthase（ANS） （Plt;0.01）. Anthocyanins were positively correlated with dihydroflavonol-4-reductase（DFR） （Plt;0.05）. Anthocyanins were negatively correlated with nitrogen（N） （Plt;0.05）. Anthocyanins were extremely significantly negatively correlated with phosphorus（P） （Plt;0.01）. 【Conclusion】The anthocyanin/chlorophyll ratio and anthocyanin content in the leaves during the autumn discoloration period of P. chinensis are the material basis for leaf reddening in the middle stage of discoloration. Soluble sugar content and PAL enzyme activity are the key factors affecting color. Mineral elements （nitrogen and phosphorus） content in the discoloration period was significantly reduced， promoting anthocyanin synthesis and affecting leaf color.

Keywords：Pistacia chinensis; discoloration period; anthocyanins; coloration mechanism

黃連木（Pistacia chinensis）為漆樹科黃連木屬植物，地理分布廣泛，適生區(qū)為河南、山東、安徽等省，具有較高的食用、藥用、經(jīng)濟價值。黃連木還是觀賞價值較高的彩葉樹種，其葉片會隨季節(jié)變化而呈現(xiàn)不同形態(tài)，適宜作為行道樹、庭院樹及綠化樹。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)彩葉植物在變色期葉色變化多樣，表現(xiàn)為葉色轉(zhuǎn)色起始時間、色葉持續(xù)時間及葉色敏感度等呈現(xiàn)多樣化，且種間差異明顯。因此對重點色葉樹種的變色機理深入研究至關重要。

花青素（anthocyanidin）作為影響植物葉片變色的主要色素，由苯丙氨酸通過多種結(jié)構(gòu)基因編碼的酶參與產(chǎn)生，其中苯丙氨酸解氨酶（PAL）是合成途徑的第一個酶，其活性變化在苯丙類物質(zhì)的合成中起著關鍵作用；二氫黃酮醇-4-還原酶（DFR）催化二氫黃酮醇生成無色花青素，是決定花青素從無色到有色的關鍵調(diào)控點；花青素合成酶（ANS）位于花色素苷合成通路末端，是催化無色花色素轉(zhuǎn)換為有色花色素的關鍵酶；類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶（flavonoid 3-O-glucosyl transferase，UFGT）使不穩(wěn)定的花色素經(jīng)糖基化反應轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的花色苷。這些酶均在花青素合成過程中發(fā)揮著至關重要的作用，間接影響了彩葉植物葉片的呈色。

彩葉樹種呈色機理復雜，葉片內(nèi)色素含量、色素種類、色素分布等因素會造成葉片呈色的變化。胡靜靜等研究了可溶性糖及礦質(zhì)元素對黃連木葉片色素含量的影響；郭歡歡等通過實驗發(fā)現(xiàn)了不同種源黃連木葉片內(nèi)葉片參數(shù)對色素含量的影響；Song等通過轉(zhuǎn)錄組和代謝組分析對黃連木秋季葉片變色過程進行研究，證明葉片著色與低溫、光信號、合成花青素的關聯(lián)基因差異表達有關，并初步提出黃連木葉片變色過程中花青素生物合成的模型。但目前關于黃連木秋季葉片變色機理的研究還不夠深入，葉片內(nèi)其他物質(zhì)含量的動態(tài)變化及花青素合成途徑中關鍵酶活性高低與葉色變化的關系鮮見相關報道。因此本試驗選擇秋季不同變色期的黃連木葉片作為研究對象，對葉色參數(shù)、葉片色素、滲透物質(zhì)、全氮與全磷含量和關鍵酶活性的動態(tài)變化規(guī)律及相關性進行綜合分析，更全面地分析其內(nèi)部色素與生理物質(zhì)之間的關系，旨在找到葉片呈色的關鍵影響因素，為黃連木園林栽培及優(yōu)良品種選育提供理論依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 采樣地及材料

采樣地位于山西省襄汾縣汾城鎮(zhèn)良陌村呂梁林業(yè)和草原局林木良種培育中心（111°45′E，35°88′N），該地區(qū)屬于暖溫帶季風氣候，年降水量約492.8 mm，年均氣溫為12.8 ℃。試材選取健康、無病蟲害的10年生黃連木植株，于2021年10月1日開始采樣，每次采樣間隔1周。采集大小近似相同、生長良好且完整的葉片（圖1），采摘后用錫紙包裹暫放于液氮中，最后轉(zhuǎn)移到-80 ℃超低溫冰箱中備用。

1.2" 試驗方法

葉片參數(shù)測定采用李力等的方法，每次采樣各選取3～5片完整葉片，用相機對其進行近距離拍照，在Adobe Photoshop CS6中采用Lab模式，每片葉上選取3～4點，取其平均數(shù)作為最終葉色參數(shù)值。其中L*值代表亮度，數(shù)值越大亮度越高；a*值代表顏色的紅綠程度，數(shù)值越大紅色越深；b*值代表顏色的黃藍程度，b*值越大黃色越深。

色素含量測定。稱取0.1 g去除葉脈的黃連木葉片，剪碎并加入體積分數(shù)95％的乙醇定容至5 mL，經(jīng)黑暗處理24 h后取上層液，使用分光光度計（Spectrum-722E，上海），分別讀取665、649、470 nm處的吸光度值，計算出葉綠素和類胡蘿卜素含量。稱取1 g樣品葉片，在10 mL的鹽酸（0.1 mol/L）中提取葉片花青素（鹽酸浸提法）并計算出其含量。

采用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白的含量；采用茚三酮顯色法測定游離氨基酸含量。

全氮和全磷含量參照Lowther的方法，用間斷分析儀（Smartchem 450，北京）測定。采用分光光度法測定苯丙氨酸解氨酶的活性；分別采用ELISA檢測試劑盒（江蘇）測定計算出花青素合成酶（ANS）、二氫黃酮醇-4-還原酶（DFR）和類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶（UFGT）的活性。

1.3" 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2016整理數(shù)據(jù)，用SPSS 16.0進行單因素方差分析和相關性分析，并用Adobe Photoshop CS6、OriginPro 9.0和R 3.3進行分析和繪圖。

2" 結(jié)果與分析

2.1 "黃連木葉片變色期葉色參數(shù)變化

黃連木葉片變色期葉色參數(shù)分析結(jié)果（圖2）表明，色相參數(shù)a*值呈上升趨勢，葉片從綠色逐漸變成深紅色，a*值也從負值轉(zhuǎn)變?yōu)檎担D(zhuǎn)色末期a*值較轉(zhuǎn)色前期相比增加了2.98倍。明度參數(shù)L*和色相參數(shù)b*值變化規(guī)律相似，都呈雙峰型規(guī)律。變色前期，明度參數(shù)L*呈升高趨勢，葉色主要以綠色為主，葉色亮度最大，并達到整個轉(zhuǎn)色期的最高值77.5， 隨后葉色逐漸變紅，葉色亮度逐漸下

降。在變色前期，色相參數(shù)b*值在轉(zhuǎn)色前期也達到最大值69.25，隨后色相參數(shù)b*值降低，在10月15日—10月29日其變化差異不大；11月5日b*值明顯升高，到變色末期又降低。

2.2" 黃連木葉片變色期色素含量及比例變化

黃連木秋季變色期葉片葉綠素含量呈下降趨勢（圖3a）。變色前期，葉綠素含量最高為5.715 mg/g，隨著變色期的推移，葉綠素含量開始逐漸下降，葉綠素a和葉綠素b含量均出現(xiàn)大幅度下降；變色后期，葉綠素含量下降幅度趨于平穩(wěn)并達到最低。類胡蘿卜素含量呈上升—下降—上升的變化趨勢，類胡蘿卜素含量變化幅度平緩，含量最高和最低分別為0.822和0.473 mg/g；花青素含量呈上升趨勢，10月1日—10月15日，含量增加緩慢；10月15日之后，含量急劇上升，最高含量為18.86 mg/g，在10月15—10月22日之間，花青素含量上漲幅度最大，上漲幅度為86.9%，這說明花青素是影響黃連木葉色變紅的關鍵因素。

黃連木變色期過程中，葉片類胡蘿卜素/葉綠素質(zhì)量比不斷升高，但增長速度緩慢，整個過程中前后比值變化較?。▓D3b）；而花青素/葉綠素質(zhì)量比隨葉片由綠變紅其比值出現(xiàn)驟升，比值變化較大。

圖中誤差線為平均值的標準差。下同。The error line in the figure is the standard deviation of the average value.The same below.

2.3" 黃連木葉片變色期滲透物質(zhì)與礦質(zhì)元素含量變化

黃連木葉片由綠變紅的過程中，葉片內(nèi)可溶性糖含量呈現(xiàn)出階梯形增長（圖4a），且葉色完全轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色后含量達到峰值，為22.63 mg/g，在整個變色期中，其含量增長了357.31%。游離氨基酸含量呈上升變化趨勢，變色前期含量無明顯變化，變色中期其含量開始呈明顯上升趨勢，其中在10月22—10月29日，含量增長幅度最大，增長了103.8%，其峰值出現(xiàn)在11月5日，達到11.163 mg/g?？扇苄缘鞍缀吭谡麄€過程中呈上升趨勢，最高為2.522 mg/g，在10月8—10月15日期間，可溶性蛋白含量出現(xiàn)明顯增長，增長了46.2%，達到2.394 mg/g，之后增長速率逐漸緩慢且趨于平穩(wěn)。

黃連木整個變色期過程中，葉片內(nèi)的全氮含量為21.781～13.511 mg/g（圖4b），整體含量呈下降趨勢，在變色前期和變色末期變化較為平穩(wěn)，含量變化不大；在10月8日—10月15日，含量迅速下降，10月29—11月5日氮含量出現(xiàn)第2次明顯下降。全磷含量整體趨勢與氮相同，在葉色轉(zhuǎn)紅的過程中含量逐漸減少，變化范圍為3.145～4.490 mg/g，變化幅度為1.345 mg/g。

2.4" 黃連木葉片變色期關鍵酶活性變化

PAL.苯丙氨酸解氨酶phenylalanine ammonialyase；DFR.二氫黃酮醇-4-還原酶dihydroflavonol-4-reductase；ANS.花青素合成酶anthocyanin synthase；UFGT.類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶flavonoid 3-O-glucosyl transferase。

黃連木葉片中PAL活性隨葉色變紅呈明顯上升趨勢（圖5），變化范圍為1 047～24 927 U/g。DFR活性呈上升—下降—上升的變化趨勢，變色前期DFR活性逐步上升；變色中期活性出現(xiàn)下降后再上升，活性最高為1 611 U/g，較變色初期活性增長了116.2％。ANS活性則與PAL活性變化趨勢相似，呈上升趨勢，但葉色變化過程中ANS活性變化全程保持平穩(wěn)增長，無大幅度變化，最高活性為1 953 U/g。UFGT活性則呈凹型變化規(guī)律，變色前期其活性變化范圍為2 146～2 812 U/g，變色期的變化差異不大，變色后期達到最大值（4 432 U/g）。

2.5" 黃連木葉片內(nèi)生理指標相關性分析

黃連木葉片色素含量與葉色參數(shù)與各生理指標的相關性分析結(jié)果見表1。由表1可知，葉片中類胡蘿卜素含量與游離氨基酸含量極顯著負相關（P＜0.01），與花青素/葉綠素顯著負相關（P＜0.05）。葉綠素含量與全氮和全磷含量極顯著正

相關（P＜0.01），與游離氨基酸含量和PAL活性顯

著負相關（P＜0.05），而與色相參數(shù)a*、類胡蘿卜

素/葉綠素質(zhì)量比、可溶性糖、可溶性蛋白含量、DFR和ANS活性均極顯著負相關（P＜0.01）。花青素含量與a*、花青素/葉綠素質(zhì)量比、類胡蘿卜素/葉綠素質(zhì)量比、可溶性糖含量和PAL及ANS活性極顯著正相關（P＜0.01），與DFR活性顯著正相關（P＜0.05），與全氮和全磷含量分別顯著負相關（P＜0.05）和極顯著負相關（P＜0.01）。

2.6" 黃連木葉片內(nèi)生理指標主成分分析

選擇黃連木葉片內(nèi)葉色參數(shù)、色素、滲透物質(zhì)、氮磷含量及關鍵酶活性的生理指標進行主成分分析，結(jié)果見圖6。如圖6所示，第1主成分、第2主成分和第3主成分的總貢獻率為89.5%，其中，第1主成分占71.4%，高載荷量前三為可溶性糖含量、類胡蘿卜素/葉綠素質(zhì)量比和苯丙氨酸解氨酶活性，載荷量為負值的是花青素含量和全氮含量；第2主成分占10.3%，其中載荷量高的指標是b*值，最小載荷量為類胡蘿卜素含量；第3主成分占7.8%，高載荷指標是類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶活性。由主成分分析圖可知，第1主成分和第2主成分占比已超80%，基本能代表黃連木變色期葉色變化全部原始數(shù)據(jù)所要反映的大部分信息。

Chl.葉綠素chlorophyll；Car.類胡蘿卜素carotenoid；Ahc.花青素anthocyanin；Car/Chl.類胡蘿卜素/葉綠素anthocyanin/Chlorophyll；Ahc/Chl.花青素/葉綠素anthocyanin/chlorophyll；Ss.可溶性糖soluble sugar；Sp.可溶性蛋白soluble proteins；Ac.游離氨基酸free amino acids；N.全氮total nitrogen；P.全磷total phosphorus；PAL.苯丙氨酸解氨酶phenylalanine ammonialyase；DFR.二氫黃酮醇-4-還原酶dihydroflavonol-4-reductase；ANS.花青素合成酶anthocyanin synthase；UFGT.類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶flavonoid 3-O-glucosyl transferase。

3" 討" 論

3.1" 變色期黃連木葉色參數(shù)及色素變化特征分析

植物葉片變色與其內(nèi)部色素含量的變化聯(lián)系緊密，即植物體葉片內(nèi)色素種類和比例發(fā)生改變會直接造成葉片顏色的變化。櫸樹（Zelkova serrata）葉色變化是葉片內(nèi)花青素大量合成及葉綠素逐漸降解，其體內(nèi)色素含量比例所引起的；中華紅葉楊（Populus dehoides ‘Zhonghong’）突變體葉片內(nèi)葉綠體基粒類囊體分布較少，葉綠素含量降低引起葉色發(fā)生改變。本研究結(jié)果表明，變色期間黃連木葉片內(nèi)色素含量和比例發(fā)生了明顯變化；在變色前期，葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量占比較高，葉片呈現(xiàn)綠色；而在變色后期，葉片內(nèi)葉綠素降解及花青素含量迅速增加，花青素含量占比增高并超過了葉綠素和類胡蘿卜素含量，葉片呈現(xiàn)紅色。這一結(jié)果與珙桐（Davidia involucrata）、紫花槭（Acer pseudosieboldianum）等植物的研究結(jié)果一致。本試驗中花青素/葉綠素和類胡蘿卜素/葉綠素質(zhì)量比均不斷上升，且與花青素呈顯著正相關，說明花青素的大量合成和葉綠素不斷降解，導致植物體內(nèi)色素含量和比例發(fā)生變化，是黃連木葉片變紅的直接原因。隨著試驗時間逐漸延長，黃連木葉色由綠色變?yōu)榧t色或者深紅色，a*值也由負值轉(zhuǎn)變?yōu)檎?；葉片變色過程中亮度逐漸下降，L*值也隨之下降；變色后期葉色偏深紅色，該光譜離藍色較近，因此b*值在試驗期間逐漸降低。同時相關分析表明，花青素和葉綠素對a*值大小具有極顯著影響，花青素含量的多少也會影響b*值和L*值大小?？傮w來說，黃連木變色期葉片中花青素含量是影響其葉片色澤的最主要色素，這與對紅葉石楠（Photinia×fraseri）的研究結(jié)論相似。

3.2" 滲透物質(zhì)、全氮與全磷含量及酶活性對黃連木花色素的影響

可溶性糖、蛋白和游離氨基酸作為植物體重要的滲透物質(zhì)，在植物的生長發(fā)育過程中擔任重要的角色，植物葉色的表達受其含量高低的影響。研究表明可溶性糖參與花青素的合成，是其過程的前體物或信號傳導分子并起著至關重要的作用。本研究中，可溶性糖含量在葉色轉(zhuǎn)紅期間不斷升高，且在此期間內(nèi)花青素含量也快速積累，導致葉色變紅，表明可溶性糖的積累有利于促進葉片花青素的合成，與花青素含量呈極顯著正相關性，與對櫟樹（Quercus spp.）的研究結(jié)果一致?？扇苄缘鞍资侵参矬w重要的組成成分，參與大多數(shù)植物的生命活動。聶慶娟等通過對美國紅櫨（Cotinus coggygria ‘Royal Purple’）的研究發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白含量的增加有利于花青素的合成和積累，其含量越高，葉色就越紅艷；而唐生森等研究楓香（Liquidambar formosana）時發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白含量與色素含量并無相關性，其含量高低不影響葉片的葉色變化。本試驗結(jié)果表明，黃連木紅葉內(nèi)可溶性蛋白含量高于綠葉內(nèi)含量，但與花青素含量并無明顯相關性，可見合成花青素的關鍵酶僅占可溶性蛋白的極小部分。本試驗研究中，葉片內(nèi)游離氨基酸含量與花青素含量呈極顯著正相關，與類胡蘿卜素含量呈極顯著負相關，這與對金葉白蠟（Fraxinus）的研究結(jié)果有所差異，可能是黃連木葉片內(nèi)氨基酸含量增加，代謝能力增強等對花青素的合成起促進作用所導致。

氮、磷是植物體內(nèi)大多數(shù)重要化合物的組成成分，其含量變化是植物為適應不良環(huán)境變化和應對不同生態(tài)環(huán)境的一種策略，研究表明色素與營養(yǎng)元素含量在葉片中的變化密切相關，植物體缺少氮或磷時會促進花青素的積累。本研究發(fā)現(xiàn)隨著黃連木葉片由綠變紅，體內(nèi)全氮和全磷含量均表現(xiàn)出下降規(guī)律，與花青素含量呈顯著與極顯著負相關，與葉綠素含量呈極顯著正相關。但這一結(jié)果與胡靜靜等的結(jié)果大相徑庭，可能是不同地理位置和環(huán)境等諸多因素共同影響所致。但本試驗結(jié)果與相關研究結(jié)論相似。

花色素合成是由一系列相關酶共同催化完成的，與各種酶活性具有緊密聯(lián)系，不同酶所起作用也不相同。苯丙氨酸解氨酶（PAL）是花青素合成的第一關鍵酶，其活性高低會直接影響花青素含量的高低。馮麗娟等研究發(fā)現(xiàn)，‘秋天火焰’槭（Acer × freemanii ‘Autumn Blaze’）葉片在花青素大量合成過程中，苯丙氨酸解氨酶活性不斷升高；鄭恬靜等研究表明，‘光輝’海棠（Malus ‘Guanghui’）葉片內(nèi)花青素含量與苯丙氨酸解氨酶活性呈極顯著正相關，本試驗結(jié)果與其研究成果一致，在變色期之間，苯丙氨酸解氨酶活性不斷上升，與花青素含量變化趨勢一致，兩者呈極顯著正相關；二氫黃酮醇-4-還原酶（DFR）是花青素合成過程中將二氫黃酮醇還原成無色花青素的關鍵酶。Murray等通過研究常春藤（Hedera nepalensis var. sinensis）發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)有無二氫黃酮醇-4-還原酶活性會直接導致有無花青素的積累，說明二氫黃酮醇-4-還原酶活性是影響花青素積累的關鍵因子，從而影響葉片呈色。王惠聰?shù)葘笾Γ↙itchi chinensis）的研究發(fā)現(xiàn)，果皮內(nèi)二氫黃酮醇-4-還原酶活性與花青素含量并無明顯相關性，二氫黃酮醇-4-還原酶不是花青素合成的關鍵酶。本試驗中二氫黃酮醇-4-還原酶活性與花青素含量呈正相關，通過兩者的變化趨勢和相關性分析，說明黃連木葉片內(nèi)二氫黃酮醇-4-還原酶活性對花青素的合成起啟動作用，輔助花青素的合成，從而影響葉片呈色；花青素合成酶（ANS）位于花色素苷合成通路末端，是將無色花色素催化為有色花色素的關鍵酶，其活性直接關系到花青素的合成。Rosati等通過研究金鐘花（Forsythia viridissima）證明了無花色素積累是缺少花青素合成酶所致。本研究表明，花青素含量隨著花青素合成酶活性的升高而升高，其活性與花青素含量呈極顯著正相關，說明花青素合成酶是花青素合成過程中的關鍵酶，直接影響花青素含量的積累和植物葉色的表達；類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶（UFGT）是花青素合成代謝途徑的一個關鍵酶，是將不穩(wěn)定的花青素轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的花青素的關鍵酶。Zhao等的研究發(fā)現(xiàn)，在荔枝果皮內(nèi)花青素合成過程中類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶起著重要作用；Wu等研究梅（Prunus mume）發(fā)現(xiàn)，花瓣變紅過程中類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶基因起關鍵作用。但本試驗中類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶活性與花青素含量無明顯相關性，說明類黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶并非黃連木葉片花青素合成的關鍵酶，與其葉色變化關系不大。

黃連木秋季變色期葉片呈色機理復雜，在多種因素共同調(diào)控下形成。在變色過程中，葉色、色素含量、滲透物質(zhì)、氮與磷含量及關鍵酶活性間存在耦合聯(lián)系。葉綠素的降解及花青素大量合成是直接導致葉片變紅的最根本原因，而糖分、氨基酸、營養(yǎng)元素含量和關鍵酶活性等是葉片變色的關鍵內(nèi)在因子，間接影響黃連木葉片呈色。參考文獻（reference）：

［1］王祎琛，毛俊儼，陳星京，等．應用最大熵模型預測黃連木在中國的潛在分布.東北林業(yè)大學學報，2021，49（7）：61-65．WANG Y C， MAO J Y， CHEN X J， et al. Predicting potential distribution of Pistacia chinensis in China using MaxEnt model. J Northeast For Univ，2021，49（7）：61-65．DOI： 10.13759/j.cnki.dlxb.2021.07.011.

［2］田會敏，代三花．黃連木的園林特性及開發(fā)利用．現(xiàn)代園藝，2013（6）：114，116．TIAN H M， DAI S H．Landscape characteristics and development and utilization of Pistacia chinensis. Xiandai Hortic，2013（6）：114，116．DOI：10.14051/j.cnki.xdyy.2013.06.142

［3］CHAPPELL J，HAHLBROCK K．Transcription of plant defence genes in response to UV light or fungal elicitor．Nature，1984，311（5981）：76-78．DOI： 10.1038/311076a0.

［4］SHI M Z，XIE D Y．Biosynthesis and metabolic engineering of anthocyanins in Arabidopsis thaliana．Recent Pat Biotechnol，2014，8（1）：47-60．DOI： 10.2174/1872208307666131218123538.

［5］王晰，丁文杰，李婭，等．長筒石蒜花青素合成酶基因LlANS的克隆與表達分析．河南農(nóng)業(yè)大學學報，2018，52（4）： 611-617．WANG X，DING W J，LI Y，et al．Cloning and expression analysis of anthocyanidin synthase （LlANS） in Lycoris longituba．J Henan Agricl Univ，2018，52（4）：611-617．DOI： 10.16445/j.cnki.1000-2340.2018.04.020.

［6］YOSHIHARA N，IMAYAMA T，F(xiàn)UKUCHI-MIZUTANI M，et al．cDNA cloning and characterization of UDP-glucose：anthocyanidin 3-O-glucosyltransferase in Iris hollandica．Plant Sci，2005，169（3）：496-501．DOI： 10.1016/j.plantsci.2005.04.007.

［7］張少露．紅葉石楠葉色變化過程中葉結(jié)構(gòu)和生理特征研究．雅安：四川農(nóng)業(yè)大學，2017．ZHANG S L．Preliminary study on leaf structure and physiological and biochemical characteristics of Photinia frasery during leaf color change．Yaan：Sichuan Agricultural University，2017．

［8］胡靜靜，沈向，李雪飛，等．黃連木秋季葉色變化與可溶性糖和礦質(zhì)元素的關系．林業(yè)科學，2010，46（2）：80-86．HU J J，SHEN X，LI X F，et al．Relationships of leaf color changes and soluble sugars and mineral elements in leaves of Pistacia chinensis in autumn．Sci Silvae Sin，2010，46（2）：80-86．DOI： 10.11707/j.1001-7488.20100214.

［9］郭歡歡，劉勇，姚飛，等．不同種源黃連木秋季色素含量與葉色參數(shù)的關系．西北植物學報，2017，37（10）：2003-2009．GUO H H，LIU Y，YAO F，et al．Relationship between pigment contents and leaf color parameters of Pistacia chinensis Bunge of different provenances in autumn．Acta Bot Boreali Occidentalia Sin，2017，37（10）：2003-2009．DOI： 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.10.2003.

SONG X H，DUAN X J，CHANG X C，et al．Molecular and metabolic insights into anthocyanin biosynthesis during leaf coloration in autumn．Environ Exp Bot，2021，190：104584．DOI： 10.1016/j.envexpbot.2021.104584.

李力，張盛楠，劉亞敏，等．基于Lab模型的北美紅楓呈色生理因素探究．西北農(nóng)林科技大學學報（自然科學版），2017，45（9）：87-94．LI L，ZHANG S N，LIU Y M，et al．Lab model based analysis on physiological factors affecting color of Acer rubrum L.．J Northwest A F Univ （Nat Sci Ed），2017，45（9）：87-94．DOI： 10.13207/j.cnki.jnwafu.2017.09.012.

李合生．植物生理生化實驗原理和技術．北京：高等教育出版社，2000：134-137．LI H S．Principles and techniques of plant physiological biochemical experiment．Beijing：Higher Education Press，2000：134-137．

李小方，張志良．植物生理學實驗指導．5版．北京：高等教育出版社，2016：124-125．LI X F，ZHANG Z L．Experimental instruction of plant physiology．5th ed．Beijing：Higher Education Press，2016：124-125．

張志良，瞿偉菁．植物生理學實驗指導．3版．北京：高等教育出版社，2003．ZHANG Z L，QU W J．The experimental guide for plant physiology．3rd ed．Beijing：Higher Education Press，2003．

路文靜，李奕松．植物生理學實驗教程．北京：中國林業(yè)出版社，2012：143-144．LU W J，LI Y S．Experimental course of plant physiology．Beijing：China Forestry Publishing House，2012：143-144．

王晶英，敖紅，張杰，等. 植物生理生化實驗技術與原理. 哈爾濱： 東北林業(yè)大學出版社，2003：165-166．WANG J Y，AO H，ZHANG J，et al．Techniques and principle of plant physiology and biochemistry experiment． Harbin：Northeast Forestry University Press，2003：165-166．

LOWTHER J R．Use of a single sulphuric acid-hydrogen peroxide digest for the analysis of Pinus radiata needles．Commun Soil Sci Plant Anal，1980，11（2）：175-188．DOI： 10.1080/00103628009367026.

蔡永萍．植物生理學實驗指導．北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2014．CAI Y P．Experimental instruction of plant physiology．Beijing：China Agricultural University Press，2014．

陳慧．秀麗香港四照花葉變色期生理特性研究．杭州：浙江農(nóng)林大學，2017．CHEN H．The research on the physiological characteristics of Dendrobenthamia hongkongensis ssp．elegans．Hangzhou：Zhejiang Aamp;F University，2017．

張敏，黃利斌，周鵬，等．櫸樹秋季轉(zhuǎn)色期葉色變化的生理生化．林業(yè)科學，2015，51（8）：44-51．ZHANG M，HUANG L B，ZHOU P，et al．Physiological and biochemical changes in Zelkova serrata leaves during leaf color transformation in autumn．Sci Silvae Sin，2015，51（8）：44-51．DOI： 10.11707/j.1001-7488.20150806.

郭亞林．紅葉楊葉片呈色機理初探．雅安：四川農(nóng)業(yè)大學，2013．GUO Y L．Preliminary study on the chromogenic mechanism of leaf in red-leaf poplars．Yaan：Sichuan Agricultural University，2013．

江潔蓓，梁玲，張騰駒，等．粉紅珙桐葉片呈色相關生理特性的季節(jié)變化．西北植物學報，2019，39（11）：2019-2027．JIANG J B，LIANG L，ZHANG T J，et al．Seasonal dynamic of physiological characteristics of pink Davidia involucrata．Acta Bot Boreali Occidentalia Sin，2019，39（11）：2019-2027．DOI： 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.11.2019.

趙東輝，高玉福，榮立蘋，等．紫花槭秋季葉片呈色生理變化研究．經(jīng)濟林研究，2019，37（2）：114-119．ZHAO D H，GAO Y F，RONG L P，et al．Study on physiological change of Acer pseudo-sieboldianum leaf color in autumn．Non Wood For Res，2019，37（2）：114-119．DOI： 10.14067/j.cnki.1003-8981.2019.02.016.

齊睿，李小紅，石博雨，等．紅葉石楠轉(zhuǎn)色期葉片色彩參數(shù)與色素含量的相關性分析．河南農(nóng)業(yè)科學，2019，48（4）：93-101．QI R，LI X H，SHI B Y，et al．Analysis on the relationship of leaf color parameters and pigments contents in Photinia × fraseri dress with veraison stage．J Henan Agric Sci，2019，48（4）：93-101．DOI： 10.15933/j.cnki.1004-3268.2019.04.015.

史寶勝．紫葉李葉色生理變化及影響因素研究．哈爾濱：東北林業(yè)大學，2006．SHI B S．The research on the physiological characters and the influence factors on leave color of purple leaf cherry plum．Harbin：Northeast Forestry University，2006．

PALLARDY S G. Physiology of woody plants. Pittsburgh，USA： Academic Press， 2010.

安然，王樹鳳，陳益泰，等．櫟樹秋季葉色多樣性及相關生理特性的變化．林業(yè)科學研究，2022，35（2）：78-88．AN R，WANG S F，CHEN Y T，et al．Leaf color diversity and the change of physiological characteristics of Quercus spp．during the discoloration period in autumn．For Res，2022，35（2）：78-88．DOI： 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.009.

聶慶娟，史寶勝，孟朝，等．不同葉色紅櫨葉片中色素含量、酶活性及內(nèi)含物差異的研究．植物研究，2008，28（5）：599-602．NIE Q J，SHI B S，MENG Z，et al．The enzyme activities，pigment and inclusion contents in different leaves color of Cotinus coggygria ‘Royal Purple’ in autumn．Bull Bot Res，2008，28（5）：599-602．

唐生森，陳虎，覃永康，等．楓香秋季變色期葉色變化及其生理基礎．廣西植物，2021，41（12）：2061-2068．TANG S S，CHEN H，QIN Y K，et al．Physiological basis of Liquidambar formosana leaves during leaf color transformation in autumn．Guihaia，2021，41（12）：2061-2068．

陳芳．金葉白蠟葉片呈色機理的研究．保定：河北農(nóng)業(yè)大學，2013．CHEN F．Study on the leaf chromogenic mechanism of Fraxinus linn．Baoding：Hebei Agricultural University，2013．

李向茂．小丑火棘秋冬轉(zhuǎn)色期葉色變化的生理特性．上海交通大學學報（農(nóng)業(yè)科學版），2013，31（3）：82-87．LI X M．Physiological characters of Pyracantha fortuneana ‘Harlequin’ leaves during color-changing period in autumn and winter．J Shanghai Jiao Tong Univ （Agric Sci），2013，31（3）：82-87．DOI： 10.3969/J.ISSN.1671-9964.2013.03.014.

朱亮，顧國軍，徐振鋒，等．北亞熱帶常綠闊葉林喬灌草物種的碳氮磷生態(tài)化學計量比．應用與環(huán)境生物學報，2019，25（6）：1277-1285．ZHU L，GU G J，XU Z F，et al．Ecological stoichiometric ratio of carbon，nitrogen，and phosphorus in tree，shrub，and herb species in a subtropical evergreen broad-leaved forest．Chin J Appl Environ Biol，2019，25（6）：1277-1285．DOI： 10.19675/j.cnki.1006-687x.2019.02014.

BRANT A N， CHEN H Y. Patterns and mechanisms of nutrient resorption in plants. Critical Reviews in Plant Sciences， 2015， 34（5）： 471-486. DOI：10.1080/07352689.2015.1078611.

OREN-SHAMIR M，LEVI-NISSIM A．Temperature effects on the leaf pigmentation of Cotinus coggygria‘Royal Purple’．J Hortic Sci，1997，72（3）：425-432．DOI： 10.1080/14620316.1997.11515530.

王峰，王秀杰，趙勝男，等．光對園藝植物花青素生物合成的調(diào)控作用．中國農(nóng)業(yè)科學，2020，53（23）：4904-4917．WANG F，WANG X J，ZHAO S N，et al．Light regulation of anthocyanin biosynthesis in horticultural crops．Sci Agric Sin，2020，53（23）：4904-4917．

謝智華，姜衛(wèi)兵，韓鍵，等．早熟桃夏季紅葉現(xiàn)象的生理機制研究．園藝學報，2012，39（7）：1271-1277．XIE Z H，JIANG W B，HAN J，et al．Studies on physiological mechanism of red leaf phenomena of early maturing peach in summer．Acta Hortic Sin，2012，39（7）：1271-1277．DOI： 10.16420/j.issn.0513-353x.2012.07.011.

馮立娟，苑兆和，尹燕雷，等．槭屬2品種葉變色期花青苷含量與相關酶活性的變化．林業(yè)科學，2009，45（8）：56-60．FENG L J，YUAN Z H，YIN Y L，et al．Anthocyanin content and the relevant enzymes activities during leaf color changing of two Acer species．Sci Silvae Sin，2009，45（8）：56-60．DOI： 10.3321/j.issn：1001-7488.2009.08.010.

鄭恬靜，王克鳳，桑瀚旭，等．兩種海棠秋季葉色變化的生理機制研究．湖北農(nóng)業(yè)科學，2017，56（15）：2908-2912．ZHENG T J，WANG K F，SANG H X，et al．Study on physiological mechanism of leaf color change in autumn for two species of Malus baccata．Hubei Agric Sci，2017，56（15）：2908-2912．DOI： 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.15.028.

侯澤豪，王書平，魏淑東，等．植物花青素生物合成與調(diào)控的研究進展．廣西植物，2017，37（12）：1603-1613．HOU Z H，WANG S P，WEI S D，et al．Anthocyanin biosynthesis and regulation in plants．Guihaia，2017，37（12）：1603-1613．DOI： 10.11931/guihaia.gxzw201705002.

MURRAY J R，HACKETT W P．Dihydroflavonol reductase activity in relation to differential anthocyanin accumulation in juvenile and mature phase Hedera helix L．Plant Physiol，1991，97（1）：343-351．DOI： 10.1104/pp.97.1.343.

王惠聰，黃旭明，胡桂兵，等．荔枝果皮花青苷合成與相關酶的關系研究．中國農(nóng)業(yè)科學，2004，37（12）：2028-2032．WANG H C，HUANG X M，HU G B，et al．Studies on the relationship between anthocyanin biosynthesis and related enzymes in Litchi pericarp．Sci Agric Sin，2004，37（12）：2028-2032．DOI： 10.3321/j.issn：0578-1752.2004.12.043.

劉愷媛，王茂良，辛海波，等．植物花青素合成與調(diào)控研究進展．中國農(nóng)學通報，2021，37（14）：41-51．LIU K Y，WANG M L，XIN H B，et al．Anthocyanin biosynthesis and regulate mechanisms in plants：a review．Chin Agric Sci Bull，2021，37（14）：41-51．

ROSATI C，CADIC A，DURON M，et al．Molecular characterization of the anthocyanidin synthase gene in Forsythia × intermedia reveals organ-specific expression during flower development．Plant Sci，1999，149（1）：73-79．DOI： 10.1016/S0168-9452（99）00146-6.

萬東璞，于卓，吳燕民，等．花青素代謝調(diào)控植物彩葉研究進展．中國農(nóng)業(yè)科技導報，2020，22（2）：30-38．WAN D P，YU Z，WU Y M，et al．Regulation of anthocyanin metabolism on colored leaves of plants．J Agric Sci Technol，2020，22（2）：30-38．DOI： 10.13304/j.nykjdb.2018.0233.

ZHAO Z C，HU G B，HU F C，et al．The UDP glucose：Flavonoid-3-O-glucosyltransferase （UFGT） gene regulates anthocyanin biosynthesis in Litchi （Litchi chinesis Sonn．） during fruit coloration．Mol Biol Rep，2012，39（6）：6409-6415．DOI： 10.1007/s11033-011-1303-3.

WU X X，GONG Q H，NI X P，et al．UFGT：the key enzyme associated with the petals variegation in Japanese apricot．Front Plant Sci，2017，8：108．DOI： 10.3389/fpls.2017.00108.

（責任編輯" 吳祝華）