江南牡丹花色素组成与开花过程生理特征研究

牡丹是中国的传统名花之一花色是其重要观赏性状，花色素则是牡丹花色形成的物质基础，温度、光照、pH、金属离子等理化因子是影响花色形成的外界因素本文以江南牡丹4个色系的43个品种为试材探讨了花色与花色素组成之间的关系并以不同花期的粉蓝色系、紫红色系江南牡丹代表品种为材料，研究了湿热立地条件下开花过程中生理生化的变化及其开花衰老规律，以期为阐明花色形成的机理、延长花期等提供科学依据具体研究内容如下： （1）利用数码图像和计算机信息处理技术测定了43个江南牡丹品种的花色，并对花色表型进行分类，江南牡丹共分为4大类，其中白色系6种，粉红色系10种，粉蓝色系15种，紫红色系12种除C*与a*之间四个色系共同表现极显著正相关关系外（r2=0.99），其余花色三刺激值之间的相关性关系四个色系表现不同，粉蓝色系、白色系江南牡丹品种L*与a*、L*与C*之间呈显著负相关关系，r2分别为0.618和0.629，而粉红色系、紫红色系L*与a*、L*与C*之间产生显著正相关关系，r2分别为0.589和0.606；粉红色系、紫红色系L*与b*之间无显著负相关关系（r2=0.156），粉蓝色系、白色系L*与b*之间正相关性较低（r2=0.436） （2）利用UPLC-PDA和UPLC-Q-TOF MS技术对盛花期花瓣中类黄酮组分进行了定性和定量分析江南牡丹花瓣中共检测到15种类黄酮组分，包括4种花色苷，7种黄酮，4种黄酮醇；江南牡丹花瓣中主要的花色苷为芍药花素和矢车菊素二葡萄糖苷，主要的黄酮为芹黄素糖苷，黄酮醇为山奈酚糖苷江南牡丹花色与花色苷关系数值分析结果表明，花色素均为PnCy类型，亮度L*、蓝度b*均与花色苷含量之间没有显著相关性，红度a*主要与Cy3G5G、Pn3G5G两种色素的含量决定，Cy3G5G含量越高，花色越红粉红色系和粉蓝色系花色差异的主要黄酮醇组分为槲皮素-二糖苷、黄酮组分为木犀草素单糖苷 （3）以江南牡丹紫红色系品种‘昌红’、白色系品种‘凤丹白’为试材，在离体条件下研究了热、光、pH值、金属离子等理化因素对花色素呈色的影响，结果表明，温度对江南牡丹呈色的影响较弱，日光、紫外光、日光灯光和白炽灯光均导致‘昌红’花色色素降解，引起花色素颜色变浅随着pH值升高，可见光区最大吸收峰（λvis-max）向长波方向移动，金属离子Cu~(2+0、Pb~(2+0、Zn~(2+0对‘昌红’的增色作用较为显著，Pb~(2+0使最大吸收波长蓝移；在pH5的缓冲体系中，白色系品种‘凤丹白’对不同种类和浓度的金属离子反应不同，除Na+对类黄酮的紫外吸收较对照组减小外，其余金属离子都对花色素在338nm处的紫外吸收有促进作用 （4）以江南牡丹粉蓝色品种‘西施’（P. suffruticosa ‘Xi Shi’）、紫红色品种‘雀好’（P.suffruticosa ‘QueHao’）2种品种为试材，分别于大风铃期、圆桃期、平桃期、破绽期、初开和盛开期6个不同开放时期对其花色表现的功能性物质、活性氧体系、细胞膜透性、抗氧化酶体系活性等相关生理指标进行测定分析，研究江南湿热立地条件下牡丹呈色的生理特征，结果表明： 发育进程中紫红色系品种‘雀好’和粉蓝色系‘西施’花色苷含量呈相似的变化趋势，即Cy3G5G、Pn3G5G含量、总花色苷含量TA均呈现上升趋势，且各个时期‘雀好’中Cy3G5G、Pn3G5G、TA均显著高于‘西施’；而黄酮、黄酮醇两色系变化规律不一致，开花进程中‘雀好’Lu、Ch含量下降，Qu、Is、Km、Ap、Tf含量均呈上升趋势，‘西施’Lu、Ch含量则呈先升高后降低的变化趋势，Qu含量降低，Km、Ap、总黄酮Tf含量均呈先降低后升高的变化趋势O2–·产生速率2个品种变化趋势不一致，‘西施’先升高后降低再升高，‘雀好’呈双峰曲线的形式，H2O2表现出先升后降的变化趋势；MDA含量2品种均呈现先升高后降低的变化趋势，整个花期2品种细胞膜透性持续升高；2个江南牡丹品种抗氧化酶活性随开花进程中表现不同的变化趋势，‘西施’SOD、PPO、POD先升后降再升高，ASA-POD呈双峰曲线，CAT先升后降，‘雀好’SOD、PPO活性呈双峰曲线的变化，而POD表现先升后降的变化，CAT呈先升后降再升高的变化；进一步通径分析结果表明，导致2个牡丹品种衰老的主要的影响因子分别是H2O2、O2–·，过氧化物酶是‘西施’发育后期主要的清除活性氧的抗氧化酶，‘雀好’抗氧化酶体系在整个花期活性比重波动幅度不大，各种酶均衡起作用