红檵木遗传多样性及其叶色变化的生理生化研究

红檵木（Loropetalum Chinense var.rubrum）又称红桎木、红花檵木、红檵花，属金 缕梅科金缕梅属，是檵木（L.Chinense）的变种。红檵木枝繁叶茂，花团锦簇、花红叶 红，树态多姿，发枝力强，耐修剪及耐蟠扎整形。它不仅是制作盆景的好材料，而且是 美化公园、庭院、道路的名贵观赏树木。从红檵木在湖南浏阳首次被发现至今近六十多 年来，经园林工作者及花农的不断努力，成功地进行了红檵木嫁接、高空压条、扦插、 组织培养等无性繁殖，形成了红檵木古桩、红檵木绿化苗木等系列产品。红檵木作为湖 南省特有的珍稀观赏植物，为发展湖南地方经济及出口创汇发挥了重要作用。目前，对 于红檵木仅处在重开发轻研究阶段，对红檵木的系统研究工作可以说还没有起步。而国 外（如美国）不仅大量收集了湖南省的红檵木资源，而且还进行了红檵木品种的选育、 命名和注册。本研究以湖南省特有的珍稀红檵木为材料，在广泛收集红檵木资源的基础 上，从形态特征入手，运用现代分子生物学手段，对红檵木的遗传多样性及亲缘演化关 系进行了研究，同时对红檵木叶色返青的生理生化变化、叶绿体超微结构及花色素苷的 稳定性等方面进行了研究和有益探讨。本研究首次较系统、全面、深入地对红檵本进行 了研究，其研究结果填补了国内外对红檵木有关研究的空白。 本研究主要结果摘要如下： 1.收集了红檵木材料14份，并对其进行了编号与种质保存。 2．首次同时采用经典的形态学方法和分子生物学方法对红檵木的遗传多样性进行 了鉴定和评价。前者具有简单、快速、耗资少等优点，但不能充分反映红檵木各类型间 内在的遗传关系；后者能准确鉴定红檵木的遗传多样性及反映红檵木各类型间的亲缘演 化关系。 3．首次从分子水平上证明红檵木为檵木的变种。RAPD结果表明，红檵木不同类型 与檵木间的遗传距离都在0.42—0.46之间，根据陈新年等的研究结果，以遗传距离0.50 为划分种级的标准，则红檵木可以确定为檵木的变种。 4．将收集到的14份红檵木材料划分为四大类型。第一类为“紫红”类型，以5号 红檵木为代表，其叶紫红色、菱形；第二类为“小叶”类型，以12号红檵木为代表， 叶紫红色，叶小且为卵圆形；第三类为“紫黑”类型，以11号红檵木为代表，叶面紫 黑色，叶背紫红色，俗称“双面红”；第四类为“红赭’类型，大部分红檵木材料属于 此类，叶为红赭色，有明显高温返青现象。 5．不同地理来源的栏木种质共同参与红栏木的演化进程。 6．红栏木不同类型的亲缘演化关系为：第三类红栏木（1号，叶紫黑色）一第四 类红们木（叶红箱色）一第二类红检木（12号，叶小且卵圆，紫红色）一第一类红槽木 （5号，叶紫红色，菱形）。 7．红槽木的起源中心为湖南韧阳。红栏木不同变异类型的分布、数量、有关文献 记载及RAPD结果都证明湖南测阳为红槽木的原产地。 8．随红柱木叶色由红转绿，叶片中有关生理生化变化如下： — —叶绿素和类胡萝卜素含量逐渐增加。 — —花色素昔含量逐渐减少，但不同类型间存在显著差异。“紫黑”、“紫红”类型 在转绿期间其花色素若含量仍维持在较高水平。 — —可溶性糖含量逐渐增加。 — —苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性减弱，与花色素昔含量呈正相关。PAL是红槽木 叶片花色素昔代谢的一个关键酶。 — —细胞液PH值较稳定，维持在PH3．e4．0之间，偏酸性。 9．红粗木叶片中花色素昔种类丰富。在波长500llllr－－550nm处均具有最大吸收峰， 因此，红槽木叶色变化复杂。 10．低温和偏酸环境有利于花色素昔的稳定。随温度和PH值增加，红杨木花色素昔 降解加快。花色素昔每天降解常数（K）：40’C为 32．96X 10”，pH6．0为 37．56X 10－＼ pH7．0 为 88．12 X 10“． 11．与栏木相比，红槽木叶绿体体积减少，数量有所增多，基粒片层垛叠疏松。 12．不同叶色时期，红柜木叶绿体超微结构发生变化。转绿期间，叶绿体数量减少， 体积有所增大，比基粒片层数相应减少。