不同遮荫对红、绿虎舌扦插苗的叶色和花青素含量影响

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虎舌红(Ardisia mamillata Hance)是紫金牛科(Myrsinaceae)紫金牛属(Ardisia Swartz)的一种珍惜植物,在国内发现于上世纪70年代,具有较高的观赏价值与一定的药用价值,但目前并未普及。本研究以虎舌红两个品红虎舌和绿虎舌扦插苗作为试验材料,分别设置了0%、25%、50%、75%四种不同梯度的遮荫组,系统地研究了不同遮荫条件下,两个品种虎舌红的叶色变化规律,花青素合成与积累的变化以及简单的生理响应特征,为进一步了解不同虎舌红的叶色差异、生理特性,以及虎舌红在西南地区的选育、新品种的培养,并为园林配置方法提供理论依据和数据支撑,主要研究结果如下:(1)就光合色素而言,遮荫提高了红虎舌和绿虎舌叶片中叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素的含量,初期实验组出现光合色素下降的情况说明虎舌红对光照改变的适应能力可能较弱,但遮荫环境下更有利于提高两种虎舌红的光合色素总量,使其提高自身的光合效率,也能使光合色素积累,叶片颜色加深。两种虎舌红的叶绿素a/b的值均小于3,但红虎舌的叶绿素a/b值会呈现上升的趋势并会向3趋近,说明红虎舌能更好地适应遮荫的条件,充分利用荫蔽条件下的漫射光。(2)就花青素而言,随着遮荫度的增加,红虎舌的花色素苷在有效的积累,绿虎舌虽然也有增长趋势,但十分缓慢。而花青素合成中的关键酶苯丙氨酸解氨酶的活性同红虎舌花色素苷呈显著正相关,在绿虎舌中则不显著。与之相似的还有叶绿素总量,其在红虎舌中也同花色素苷呈显著正相关,在绿虎舌中则不显著。使用液质联用技术测定得到了虎舌红叶片中含有的18种花色素苷,其中红虎舌以矢车菊素为主,绿虎舌以锦葵色素为主;通过对比两种虎舌红的花青素代谢物差异得知,遮荫能有效提高虎舌红叶片内花青素种类的丰富程度;通过比对虎舌红差异代谢物在花青素代谢通路中的变化可知,遮荫虽然能提高虎舌红叶片中花青素种类的丰富程度,但并不能快速且有效地积累花色素苷,尤其对绿虎舌而言效果甚微,并且两种虎舌红在花色素苷的积累方式上有较大的差异,遮荫只能在一定程度上加深两种虎舌红的叶色,而不能改变两种虎舌红的花青素代谢过程。(3)从对遮荫改变的生理响应来看,红虎舌的可溶性糖一直维持在较低的水准,而绿虎舌则维持在较高的水准上,这表明红虎舌比绿虎舌更加的适应遮荫的环境,同时较高的可溶性糖含量也并不会使绿虎舌更快地累积花色素苷。在遮荫40d后红、绿虎舌的可溶性蛋白含量分别于50%遮荫度和75%遮荫度情况下达到最大,这可能因为植株为对抗弱光而增加了激光色素蛋白,以提高其激光能力和光能利用效率。经相关性分析发现,绿虎舌的可溶性糖与可溶性蛋白呈极显著正相关,结合遮荫条件可知红虎舌更加适应遮荫弱光环境,而绿虎舌则更加适应光照环境。综合来看,两种虎舌红叶色的差异虽然是人工培育与自然分化的结果,但是两种虎舌红在各个生理方面都存在一定的差异,红虎舌更加适合在遮荫度较高的地方生存,绿虎舌则更加适应在较强的光照下生存。并且两种虎舌红叶片内的花青素组分以及相对含量也有较大的差异,遮荫后的差异代谢物对比显示,两种虎舌红花青素代谢的最终产物也有较大差异,所以若单纯地为绿虎舌提供同红虎舌相似的有利于花青素累积的生长环境,并不能使绿虎舌快速地积累花色素苷从而达到改变虎舌红叶色的目的,想要深入了解虎舌红花青素的合成秘密,需要更深入的研究。
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