菊花不同花色品种中花青素苷代谢分析

应用高效液相色谱和多级质谱联用技术（HPLC-ESI-MSn）,分析菊花（Chrysanthemum×morifolium）白色、粉色、红色、紫色、红紫色和墨色6个色系共计82个品种中花青素苷合成过程的中间产物和最终产物,发现从白色、粉色、红色、紫色、红紫色到墨色花青素苷含量快速增加,分别为4.68、111.60、366.89、543.56、1220.36和2674.95μg·g-1,不同色系间花青素苷的含量差异显著（P〈0.01）,花青素苷含量越高花色越深;墨色菊花品种中总类黄酮含量显著高于其它花色品种（P〈0.01）,其它不同色系间总类黄酮含量差异不显著（P〉0.05）;随着菊花花色变深,从柚皮素分支到圣草酚的代谢流,以及从圣草酚分支到矢车菊素苷的代谢流比例增加。花青素苷成分分析发现：菊花中只含有矢车菊素苷类化合物。根据花青素苷代谢成分分析结果绘制了菊花中花青素苷代谢路径图,即在菊花类黄酮代谢途径中只存在矢车菊素苷代谢分支途径;菊花不同色系在柚皮素和圣草酚2个关键代谢分支点上向不同方向代谢流的分配比例不同,造成花青素苷产物含量不同,导致不同花色。以上研究结果为菊花花色改良的分子育种提供了理论依据。     

蓝亚麻花瓣中类黄酮化合物及代谢途径分析

花色是观赏植物重要的观赏性状之一,而类黄酮是其主要的呈色物质。该研究以蓝亚麻花瓣为研究对象,将蓝亚麻开花过程分为5个阶段,并用高效液相色谱—光电二极管阵列检测技术(HPLC-PAD)和高效液相色谱—电喷雾离子化—质谱连用技术(HPLC-ESI-MS)分析不同开花阶段花瓣中类黄酮化合物的成分和含量。结果表明:蓝亚麻花瓣中积累飞燕草素苷、矢车菊素苷和锦葵素苷,未检测到天竺葵素苷,其中以酰基化的飞燕草素苷为主要呈色物质;而总花青素苷含量在第2阶段达到最高。根据花青素苷终产物和类黄酮中间代谢产物推定了蓝亚麻花瓣中类黄酮代谢途径,其中以F3'5'H所引导的分支途径占优势,其主要原因可能是F3'5'H酶活高于F3'H。     

铁筷子花瓣中花青素苷成分及含量对其呈色的影响北大核心CSCD

该研究以7个品种铁筷子(Helleborus thibetanus Franch.)为试验材料,借助目视测色、RHSCC比色卡、色差仪进行花色表型的测定,采用高效液相色谱法-光电二极管阵列检测方法(HPLC-DAD)及高效液相色谱-电喷雾离子化-质谱联用技术(HPLC-ESI-MS)测定分析铁筷子花瓣中花青素苷成分及含量,以探究不同品种铁筷子的花色与花青素苷成分及含量之间的关系。结果显示:(1)紫色系品种花瓣的a*值最高b*值最低,黄色系品种花瓣的b*值最高a*值最低,不同品种的铁筷子花色越深L*值越低。(2)从5个有花青素苷积累的铁筷子品种中检测出11种花青素苷成分,分别为6种矢车菊素苷,4种飞燕草素苷,1种矮牵牛素苷;供试的铁筷子材料中红色系2个品种的花青素苷含量最高,紫色系品种次之;矢车菊素苷与飞燕草素苷为影响铁筷子花瓣呈色的主要色素物质。(3)不同种类的花青素和修饰基团的差异,导致铁筷子花瓣呈现不同的色彩,含有多种酰基化修饰的飞燕草素苷使铁筷子花色蓝移进而使花色加深。(4)相关分析表明,铁筷子花瓣的L*值与a*值呈显著负相关关系,与b*值呈显著的正相关关系;L*值与总花青素苷含量呈显著负相关关系,且随着花青素苷含量的累积a*值增加,花色红移。研究表明,花青素苷的成分及含量是导致铁筷子花瓣呈现不同颜色的主要原因,矢车菊素苷和飞燕草素苷的互作以及酰基化的修饰使铁筷子呈现不同程度的紫色,花青素苷的不同累积量影响了花瓣颜色的明暗变化,从而使铁筷子花瓣颜色丰富。     

五种金花茶组植物类黄酮成分及其与花色关系

以金花茶、小果金花茶、扶绥金花茶、龙州金花茶和陇瑞金花茶等五种金花茶组植物为试验材料,按照CIE L*a*b*表色系法测量其花色,利用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)联用技术定性定量分析其花中类黄酮成分与含量,运用多元线性回归方法研究花色与类黄酮成分之间的关系。结果表明:5种金花茶组植物花中共检测到8种类黄酮成分,其中天竺葵素-3-O-葡萄糖苷(Pg3G)、木犀草素-7-O-芸香糖苷(Lu7R)、芸香柚皮苷和圣草素为金花茶组植物中首次发现;槲皮素-3-O-葡萄糖苷(Qu3G)、槲皮素-7-O-葡萄糖苷(Qu7G)、槲皮素-3-O-芸香糖苷(Qu3R)和山柰酚-3-O-葡萄糖苷(Km3G)为扶绥金花茶和小果金花茶中首次发现;金花茶花中类黄酮成分总量最高,其次是扶绥金花茶和小果金花茶,陇瑞金花茶和龙州金花茶较低;金花茶和小果金花茶主要类黄酮成分为Qu3G、Qu3R和Pg3G,扶绥金花茶为Qu3G和Qu7G,陇瑞金花茶和龙州金花茶为圣草素和芸香柚皮苷; Qu3G和Qu3R是决定金花茶组植物花瓣呈现黄色的主要成分,圣草素与花瓣红晕显著正相关,Pg3G影响花色鲜艳程度。     

山樱花品种间花色差异的代谢组学研究

山樱花是世界著名的观花类植物，花色是其最重要的观赏特征。为探究影响山樱花品种间花色差异的代谢通路及关键代谢产物变化，该文利用LC-MS/MS技术对白色、绿色和粉色的山樱花品种进行花青素靶向代谢组学比较分析。结果表明：(1)共检测到42种花青素物质，主要包含矮牵牛素、飞燕草素、黄酮类化合物、锦葵色素、芍药花素、矢车菊素、天竺葵素和原花青素8种物质。(2)差异代谢花青素25种，包括11种下调、14种上调，其中有7种花青素在粉色花瓣中显著富集。(3)KEGG通路注释发现差异代谢物在花青素生物合成通路中显著富集，结合聚类结果发现矮牵牛素-3-O-葡萄糖苷是山樱花品种间花色差异产生的关键代谢物。该研究揭示了山樱花花色差异的代谢机理，为后续山樱花花色分子调控机制研究提供了一定的理论依据，也为新品种花色改良和选育提供了一定的科学参考。     

香雪兰花瓣的花色苷组成

为研究不同品种香雪兰的花色苷组成、含量及与花色表型之间的关系,阐明香雪兰花色形成机理,该研究以不同花色的香雪兰(Freesia hybrida) 11个品种为材料,采用英国皇家园艺学会比色卡(RHSCC)和色差仪进行花色描述,利用特征颜色反应初步确定色素类型,通过pH示差法测定花瓣中总花色苷的含量,进而利用UPLC-Q-TOF-MS技术分析各品种花瓣中花色苷种类和相对含量。结果表明:11个所选品种涵盖香雪兰四大色系,即白色系、黄色系、红色系、蓝紫色系;所选品种都含有黄酮类化合物,不含或含有极低量的类胡萝卜素,除‘White River’‘Fragrant Sunburst’‘Gold River’‘Tweety’外,均含有花色苷;‘Red Passion’花瓣中总花色苷含量最高,最低是‘Lovely Lavender’,其含量仅为‘Red Passion’的24%;在香雪兰花瓣中共检测出10个花色苷组分,分别为飞燕草-二葡萄糖苷、矢车菊素-二葡萄糖苷、矮牵牛素-二葡萄糖苷、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、芍药素-二葡萄糖苷、锦葵素-二葡萄糖苷、矮牵牛素-3-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、锦葵素-3-O-葡萄糖苷;红色系品种‘Red Passion’和‘上农红台阁’花瓣中主要成分为矢车菊素类化合物,蓝紫色系品种‘Pink Passion’‘Castor’‘上农淡雪青’和‘上农紫玫瑰’花瓣中主要成分为矮牵牛素类和锦葵素类化合物,‘Lovely Lavender’花瓣仅含飞燕草素类化合物。研究表明不同品种香雪兰花瓣颜色的呈现与花色苷种类有关,花瓣着色程度则与花瓣中花色苷总含量成正比。该研究结果为新品种培育、花色改良和育种工作提供理论依据。     

矮牵牛新种质的花色表型及花色素分析

以27个上海交通大学自育矮牵牛新种质为研究材料,对花色这一重要观赏性状及其花色素进行了系统研究。用RHSCC比色和色差仪测色方法描述了矮牵牛的花色表型,通过特征显色反应初步判断了矮牵牛的花色素类型,以标准曲线法和pH示差法等方法测定了矮牵牛3类花色素的含量。研究表明：这27个矮牵牛种质的花色可归于5个色系,以紫红色和红色为主;矮牵牛花色在CIELab表色系统中分布较广,而且不同色系花色参数的区分度较大。矮牵牛花瓣中含有类黄酮和花色苷,不含或含少量类胡萝卜素。13个被测种质的花瓣类黄酮含量在2.5～12.2 mg·/g–1 ·FW之间,花色苷含量在0.08～3.88 mg·g–1 FWmg/g·FW之间,而类胡萝卜素在矮牵牛花瓣中含量很低,远远低于类黄酮含量,在7个被测种质中,最高仅为0.216 mg·g–1 FWmg/g·FW,最低为0.004 mg·g–1 FWmg/g·FW。以上结果显示,5个色系矮牵牛所含花色素种类不尽相同,含量也有明显差异,其中紫红色系和红色系花瓣大多不含或含极少量类胡萝卜素,黄色系、白色系和紫色系花瓣的类黄酮含量较高,紫色系和紫红色系花瓣花色苷含量较高。     

崇左金花茶花朵和叶片类黄酮UPLC-Q-TOF-MS分析

以崇左金花茶（Camellia chuangtsoensis）为材料,利用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）联用技术定性定量分析其花朵（花瓣、雄蕊）和叶片（老叶、新叶）中类黄酮成分与含量。结果表明,崇左金花茶中共检测到14种类黄酮成分,木犀草素、木犀草素-7-O-芸香糖苷、槲皮素-3,7-O-二葡萄糖苷、芸香柚皮苷、圣草素和染料木苷为山茶属金花茶组植物中首次发现,其中槲皮素-3,7-O-二葡萄糖苷、芸香柚皮苷、圣草素和染料木苷主要存在于花朵中,木犀草素和木犀草素-7-O-芸香糖苷在花朵中含量高于叶片,雄蕊中高于花瓣;槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-7-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷和山柰酚-3-O-葡萄糖苷为金花茶组植物叶片中首次发现,其叶片中含量远低于花朵,老叶中远低于新叶,雄蕊中远低于花瓣;儿茶素和表儿茶素在花朵中含量高于叶片,雄蕊中高于花瓣;槲皮素和山萘酚在花朵和叶片中含量均较低。崇左金花茶花瓣和雄蕊中含量较高的类黄酮为儿茶素类、木犀草素类和槲皮素类,主要是表儿茶素、木犀草素和槲皮素-3-O-葡萄糖苷;叶片中为儿茶素类和木犀草素类,主要是表儿茶素、木犀草素和木犀草素-7-O-芸香糖苷。崇左金花茶花瓣和雄蕊中儿茶素类、木犀草素类及类黄酮总量均高于叶片,且雄蕊高于花瓣;花瓣和雄蕊中槲皮素类远高于叶片,且花瓣中远高于雄蕊。     

木槿开花过程中花色素的变化规律及其影响因素

为探究木槿(Hibiscus syriacus)在开花过程中的花色变化规律和pH、金属离子、水分含量等理化因素对木槿花色的影响,以‘千丝绊’和‘白色雪纺’木槿不同开放时期的花瓣为研究对象,通过色彩色差仪、离子发射光谱仪、高效液相色谱-质谱法等对木槿花瓣花色素的组成及其理化因子进行探究。结果表明(：1)在花色素的组成方面,两个品种的花瓣中共检测鉴定出槲皮素-3-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、圣草酚-7-O-葡萄糖苷等10种类黄酮物质,在‘千丝绊’木槿中检测鉴定出锦葵素-3-O-葡萄糖苷等5种花色苷‘,白色雪纺’中未检出花色苷。(2)在开放过程中花色亮度增加,色彩度降低,颜色分别从紫红色变为淡紫色,淡黄色变为白色‘。千丝绊’木槿在开花过程中,花色素的组成不变,各花色苷含量和总花色苷含量逐渐下降。(3)‘千丝绊’和‘白色雪纺’木槿中的花瓣pH均表现酸性,过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性在不同时期间均表现显著性差异(P<0.05),其中POD活性在‘千丝绊’木槿中均高于‘白色雪纺’木槿,而PPO活性则相反;钙离子和镁离子是木槿花瓣中含量最高的金属离子,铜、铁、锰、锌...     

蒙农红豆草不同花色表型及色素成分特征分析

蒙农红豆草不仅是良好的饲草作物,还可以用作庭院观赏及蜜源植物。该研究以蒙农红豆草浅色花瓣突变体与对照群体中的粉红色、紫红色花瓣为试验材料,通过对花瓣颜色的表型和色素种类及含量的综合分析,明确影响花色形成的主要物质。结果表明:(1)蒙农红豆草浅色花突变体与对照的粉红色花和紫红色花为3种不同的色系,根据黄度(b*)和色相角(h°)将浅色花突变体的花色定义为黄白色花。(2)在3种花色中共检测到10种类黄酮和5种花青素,其中6种山奈酚衍生物、2种矮牵牛素衍生物、2种飞燕草素衍生物和1种锦葵素衍生物为首次在蒙农红豆草中报道;同时还发现山奈酚-3-芸香苷、山奈酚-3-葡萄糖苷和飞燕草素-3-羧基修饰芸香苷在3种花色中含量(36%~50%、21%~35%和27%~65%)最多。研究推测:芦丁、山奈酚-3-芸香苷-5-鼠李糖苷和山奈酚-3-p-香豆酰葡萄糖苷为影响蒙农红豆草花色变化的主要成分。     

Genetic engineering of the anthocyanin biosynthetic pathway with flavonoid-3′,5′-hydroxylase: specific switching of the pathway in petunia

Flavonoid-3',5'-hydroxylase (F3'5'H) is the key enzyme in the synthesis of 3',5'-hydroxylated anthocyanins, which are generally required for the expression of blue or purple flower color. It has been predicted that the introduction of this enzyme into a plant species that lacks it would enable the production of blue or purple flowers by altering the anthocyanin composition. We present here the results of the genetic engineering of petunia flower color, pigmentation patterns and anthocyanin composition with sense or antisense constructs of the F3'5'H gene under the control of the CaMV 35S promoter. When sense constructs were introduced into pink flower varieties that are deficient in the enzyme, transgenic plants showed flower color changes from pink to magenta along with changes in anthocyanin composition. Some transgenic plants showed novel pigmentation patterns, e.g. a star-shaped pattern. When sense constructs were introduced into blue flower petunia varieties, the flower color of the transgenic plants changed from deep blue to pale blue or even pale pink. Pigment composition analysis of the transgenic plants suggested that the F3'5'H transgene not only created or inhibited the biosynthetic pathway to 3',5'-hydroxylated anthocyanins but switched the pathway to 3',5'-hydroxylated or 3'-hydroxylated anthocyanins.     

Characterisation of flower colouration in 30 Rhododendron species via anthocyanin and flavonol identification and quantitative traits

• Floral colour is a key reproductive character, often associated with environmental adaptation, and subject to human intervention. A large number of Rhododendron species differ widely in flower colour, providing a good model for flower colouration. The chromatic features and anthocyanin compositions of 30 species from seven subgenera were systematically analysed.
• The Royal Horticultural Society Colour Chart and CIE L*a*b* system were employed to describe and investigate flower colours. The UPLC‐PDA/ESI‐MSⁿ system was used to identify and quantify anthocyanins in petal extracts.
• The flower colours of 30 Rhododendron species were categorised into four groups – red, purplish pink, purple and white. Seven anthocyanins were identified and quantified in petals: delphinidin, cyanidin and malvidin 3‐O‐arabinoside‐5‐O‐glucosides, cyanidin 3,5‐di‐O‐glucoside, 3‐O‐galactoside and 3‐O‐arabinoside, and delphinidin 3‐O‐glucoside. The red‐flowered species mainly contained cyanidin monoglycosides and had much higher total anthocyanin content than purplish pink‐ and purple‐flowered species. Purplish pink‐ and purple‐flowered species had similar anthocyanin types and content. The chromatic differences were significant among groups, except the purplish pink and purple groups. Statistical analysis showed that Cy3Gal and Cy3Arb are characteristic for red‐flowered species, and Mv3Arb5G and Dp3Arb5G play important roles in purple colouration; their contents were major components that greatly affected the chromatic parameters. In total, 21 flavonol derivates were identified. However, total flavonol content and co‐pigmentation index showed no significant difference or correlation among/with colour groups, suggesting that flavonols might not play a major role in colouration.
• These results enhance our knowledge of the biochemical basis of flower colouration in Rhododendron species, and provide a foundation for genetic variation studies and aid in breeding cultivars with novel flower colours.

     

欧报春（Primula vulgaris）不同花色与色素关系及花色遗传初步分析

为了掌握欧报春各花色遗传规律服务于良种生产,通过对欧报春各色花进行色素吸收光谱和薄层层析分析,进行不同花色杂交研究,分析了欧报春各色花所含色素类型及各花色遗传规律。结果显示欧报春群体含多种花色素,单株也可含有多种花色素,形成多变的粉色、红色及蓝色花。黄色深浅主要由类胡萝卜素含量决定。白色对粉色及黄色为隐性遗传,黄色、粉色为显性遗传并有数量遗传特征,黄色与粉色独立遗传。蓝色为多基因控制的隐性遗传,并具有数量遗传特征。