花色与色素

花色与色素苏焕然（哈尔滨师范大学生物系,１５００８０）栾宏＃（黑龙江富裕县教委）１色素的种类花色和色素的种类都非常多,科学家把各种色素分成类胡萝卜素,类黄酮和花青素三大类。类胡萝卜素是含有红色,橙色及黄色在内的一大类色素类群。不仅花瓣中含有这类色素,...     

问题解答

问:花瓣为什么会显出不同的颜色? 答:花瓣所表现出来的五颜六色,实质上是细胞内各种色素存在的反映。这些包括花青素和类胡萝卜素。前者存在于液泡中,由于细胞液pH的变化,花青素会出现红、紫、蓝等不同的颜色。如将红色的牵牛花浸在碱水中,就会变成蓝色;再浸入酸水中又会重新变红;如用清水冲洗多次又会变成紫色。这就证明红、紫和蓝色的花青紊在不同pH条件下的不同反映(它相当于一种pH指示剂)。     

植物花瓣呈色机理及花色分子育种

植物花瓣呈色的主要化学物质包括类黄酮/花青素苷、类胡萝卜素和甜菜色素。其中类黄酮/花青素苷是分布最广泛的色素,决定大多数植物花瓣的呈色;类胡萝卜素在一些植物黄色至橙红色花瓣中起着作用;而甜菜色素主要存在于石竹目植物,包含甜菜红素和甜菜黄素。目前,关于色素生物合成的分子网络已被解析,主要由一系列结构基因控制;一些与色素合成相关的调控因子在很多植物中被鉴定发现。另外,基于外源基因表达或内源基因编辑的分子育种在一些观赏植物的花色改良中被成功应用。本文系统性总结了植物中3种类型色素合成的分子基础、调控机制及分子育种应用等方面的研究进展;将有助于提高我们对植物色素合成分子调控网络的认识,并以期为今后开展花色分子设计育种提供理论支持。     

几种常见的变色花卉

植物花色主要受由类胡萝卜素和花青素两大类组成的细胞色素所控制。一般来说,自开花至凋谢,其花色保持相对稳定,但也有一些植物,随着花朵开放时间的延续,其花瓣细胞中的细胞液酸碱度、盐类和酚类物质发生变化,从而引起花色变化。如花青素的颜色在酸性细胞液中呈红色、中性液中呈紫色、碱性液中则呈蓝色,它与其他细胞色素成分的不同配比,就形成了各种颜色。在变色花卉的花期,由于每朵花开花有先后,同一植株上就会出现多种花色,看上去     

万紫千红的世界

正我们常常用"万紫千红"或"姹紫嫣红"来形容花色的艳丽和多彩。花朵作为植物最美丽的部位,可以呈现出几乎所有的颜色。就连黑色的花,虽然极为罕见,但是在自然界中也是存在的。不过,花色虽然千变万化,在背后起作用的色素种类却不太多,如果按照化学结构来分的话,基本都只属于四五类化合物,其中最主要的两类是类胡萝卜素和花青素。类胡萝卜素主要负责呈现黄、橙、红色调,而花青素则负责呈现红、紫、蓝色调。     

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。     

月季红双喜花瓣变色的化学基础及比较转录组分析

月季(Rosa hybrida)花色丰富, 是世界著名的观赏花卉。月季红双喜因其花瓣的变色特性而在市场上广受欢迎。该研究通过类黄酮和类胡萝卜素靶向代谢并结合转录组分析, 发现红双喜的黄色花瓣呈色主要源于叶绿素、类胡萝卜素以及类黄酮的积累, 红色花瓣呈色主要是花青素苷积累增加且糖苷化的结果。花青素苷合成关键基因CHI、ANS和UFGT, 以及R2R3-MYB家族的AN2-like成员在红色花瓣中的强烈表达是花青素苷积累的分子基础; 类胡萝卜素成分改变及相关基因的表达变化在红双喜花瓣变色过程中也起重要作用, 并且miRNA156可能参与其调控过程。该研究揭示了月季红双喜花瓣变色的分子和化学基础, 研究结果为观赏植物花色分子设计育种提供了重要理论依据。     

马蔺花器官表型特征及色素分析

为分析马蔺（Iris lactea var. chinensis）种质花器官表型性状，明确马蔺花瓣的色素成分，以中国6个省市不同生境条件下22份马蔺种质资源为试验材料，对花冠这一重要观赏部位的表型特征及花色素进行系统研究。采用RHSCC比色和色差仪测色方法描述了马蔺种质花器官表型性状，并通过亚硝酸钠-硝酸铝显色法和pH示差法等方法测定了马蔺花色素质量分数，分析不同色系马蔺花色素表达差异。结果表明：22份马蔺种质花瓣花色可分为浅蓝色、浅蓝紫色、深蓝紫色和紫罗兰色4大色系，垂瓣和旗瓣明度（L*）与a*呈负相关，与b*呈正相关，与彩度（c*）呈负相关。不同色系马蔺花器官表型特征不同，4大色系中紫罗兰色花瓣最大、花葶最高、垂瓣花斑最小，浅蓝色花瓣最小、花葶最低、垂瓣花斑最大，说明花瓣颜色越深，花瓣越大，垂瓣花斑则越小；不同色系马蔺花瓣中色素质量分数差异显著，浅蓝色花瓣中类胡萝卜素质量分数显著高于紫罗兰色，而紫罗兰色花瓣中的类黄酮质量分数和花色苷质量分数显著高于浅蓝色。随花瓣颜色加深，类胡萝卜素质量分数降低，类黄酮和花色苷质量分数相应增加。相关性分析表明，类胡萝卜素质量分数与垂旗瓣L*均呈显著正...     

苹果果实着色技术

苹果果实的色泽因不同种类、不同品种而表现各异。果实在发育成熟时 ,有的呈金黄色 ,如金冠 ;有的为青绿色 ,如青香蕉、甜香蕉 ;有的呈现红色 ,如新红星、红富士等。这主要是由于果实所含色素 (如叶绿素、胡萝卜素、花青素及黄酮素等 )不同所致。在生产当中 ,所谓苹果果实着色 ,主要是指果实的红色而言。它是果实品质分级的主要标准之一 ,是参与市场竞争的主要因素。果实红色来源主要是花青素 ,花青素在果实中的合成依赖于苯丙氨酸解氨酶 ( PAL)的活动。 PAL能够阻止戊糖呼吸中形成的苯丙酮酸与氨结合形成苯丙氨酸 ,并向形成蛋白质方向发…     

丽格海棠花青素苷成分及分布对花色的影响

以红色、红心白边、粉红、玫红、黄色、黄心红边、浅粉和白色8种花色丽的格海棠花瓣为试验材料,采用目视测色法、RHSCC比色法和色差仪测定花瓣表型,通过组织切片法观察花瓣色素细胞的显微结构和分布特点,采用双光束紫外-可见光分光光度计和高效液相色谱-电喷雾离子化-质谱连用技术(HPLC-ESI-MS)测定分析花瓣中花青素苷的成分和含量,为探讨丽格海棠花色的呈色机理和花色育种提供参考。结果显示:(1)丽格海棠的明度L*随花瓣颜色变深而降低,红度a*则表现出相反趋势,红度(a*)和彩度(C*)值与明度(L*)呈显著负相关关系,且a*和C*是影响L*的主要因素。(2)红花品种花瓣色素主要分布于上表皮细胞和海绵组织中;红白花品种花瓣色素主要分布于上下表皮中,且下表皮积累量更多;粉色花和玫红花品种花瓣色素主要分布于上下表皮细胞;黄红花和粉白色花品种花瓣上表皮中含有少量色素,而黄花和白花品种花瓣几乎没有色素积累。各花色丽格海棠花瓣上表皮细胞均为圆锥形,且红花和红白花品种锥形化程度最高,它们花瓣下表皮细胞均呈扁平的长方形。(3)8个丽格海棠品种花瓣中共检测出15种花青素苷,其中10种为芍药素苷,3种为矢车菊素苷,1种为锦葵素苷,1种为飞燕草素苷,酰化花青素苷占多数;红花品种花瓣中总花青素苷含量最高,玫红花品种次之,黄花和白花品种中未检出;除粉红花品种外,其余含花青素苷的品种中芍药素苷含量最高,均占总花青素苷含量的50%以上,是花瓣的主要呈色物质。(4)丽格海棠花瓣中总花青素苷含量与其红度(a*)、彩度(C*)值呈正相关关系、与其L*值呈负相关关系。研究表明,花青素苷的积累有利于丽格海棠花瓣红色化,并影响其花瓣彩度(C*)及明度(L*);色素分布细胞数量和上表皮细胞锥形化明显影响花瓣呈色,且花瓣主要的呈色物质为芍药素苷,酰基化修饰可能影响其明度。     

你的花儿为什么这样红

正三角梅花团锦簇,最吸引人的是它色彩缤纷艳丽的"苞片"。三角梅之所以如此绚烂,是因为苞片可以合成一类类似于花青苷的植物次生代谢物——甜菜色素。这类色素包括两种:甜菜红素(betac yanin)和甜菜黄素(betaxanthin)。甜菜红素主要显示红色、紫色、粉色等,甜菜黄素主要表现黄色、橘色等。甜菜色素在自然界的分布并非与花青素平分秋色。自然界绝大多数植物果实和花的颜色是由属于类黄酮的花青苷引起的,只有被子植     

二氢黄酮醇 4 还原酶在花青素合成中的功能及调控研究进展

植物色素主要有花青素、类胡萝卜素和生物碱类色素三大类,其中花青素是决定大部分被子植物组织或器官颜色的重要色素。花青素通过类黄酮途径合成,该途径是生物学上研究较多且较为清楚的代谢途径之一。近年来的研究表明,在该途径中除了查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)、查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)和黄烷酮-3-羟化酶(flavanone-3-hydrolase,F3H)起着关键作用外,二氢黄酮醇-4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)对花青素的合成也至关重要。DFR可催化3种二氢黄酮醇和2种黄烷酮生成5种不同的花青素前体,且DFR基因家族不同成员对各个底物的催化效率不同,因此它在一定程度上决定着植物中花青素的种类和含量,从而影响植物组织或器官的颜色。该文对近年来国内外有关DFR在花青素合成过程中的生物学功能与调控,包括DFR的特征、作用机制和系统进化以及环境、转录因子和一些结构基因与DFR的关系等方面的研究进展进行了综述,以期为DFR今后的研究和利用基因工程改变植物组织或器官的颜色提供理论依据。     

蓝色花的形成机制

花色是花卉的一个重要特性,自然界中花卉颜色种类繁多,但却普遍缺少蓝色系的花。如具有梦幻般色彩的蓝色月季的市场需求很强烈,但目前还没有育成真正的蓝色月季。蓝色花花色素的结构和形成机理以及使花显蓝色的基因工程研究一直是近年来的研究热点。笔者就蓝色花的形成机制做一简单介绍。植物的花色(flower color)广义是指显花植物花器官中一切花瓣状结构的颜色,狭义仅指花瓣的颜色。植物花色是多种因子协同作用的结果,但在根本上是因为特定色素在花瓣细胞中的存在。蓝色花的色素苷类型主要是飞燕草色素苷及其衍生物,即3′,5′-羟基花     

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。     

南天竹和火焰南天竹叶色表型与色素含量变化研究

目的：探索南天竹和火焰南天竹叶色变化与生理生化指标之间的相关性。方法：以2年生南天竹和火焰南天竹植株为材料，进行叶色表型与色素含量的测定与分析。结果：南天竹叶片在10月至翌年2月表现出不同程度的红色，其余时间则呈现绿色。火焰南天竹叶片大部分时间表现为黄绿色，11月至翌年2月叶色发生变化；南天竹和火焰南天竹在5月至翌年3月叶片中叶绿素的含量变化呈现相同的趋势，6月南天竹叶片中叶绿素含量最高，火焰南天竹叶片中叶绿素含量在3月最高；1月南天竹叶片中类胡萝卜素含量最高，5月含量最低。火焰南天竹叶片中类胡萝卜素含量在3月最高，7月含量最低；11月南天竹叶片中花青素含量最高，而火焰南天竹叶片中花青素含量在2月最高。结论：在南天竹和火焰南天竹叶片发育的初期，外界温度低，诱导叶片大量合成花青素，使其呈现红色。随着环境温度的不断升高，叶片中叶绿素和类胡萝卜素逐步产生并积累到一定含量，叶片颜色由红色转变成绿色。     

梅花"粉皮宫粉"花色色素的花青苷实质和花色的动态变化

特征颜色反应和紫外-可见光谱分析初步表明梅花"粉皮宫粉"的粉红色花色色素为花青素-3-糖苷.用分光光度法检测梅花"粉皮宫粉"不同花发育时期、在树冠不同着生部位花朵花瓣的相对花青苷含量,结果表明"粉皮宫粉" 的花色主要存在着花发育时期而导致的时间变化.花色在蕾期最浓艳,花瓣展开后便逐渐变淡;在整个花发育时期,同一朵花不同层次花瓣的颜色浓淡均为外层花瓣>中层花瓣>内层花瓣,且不同层次花瓣颜色的变化趋势几乎一致.虽然树冠下部单花的花色浓于上部的、树冠内层的浓于外层的,但花朵在树冠的着生部位导致的花色差异并不显著.花青苷除了导致"粉皮宫粉"的粉红花色外,还可能增强其花的抗寒性,为花的凌寒而开创造了条件.本文可为梅花的美学鉴赏、梅花红色花色的机理探索及其色素的分子结构鉴定提供参考.     

紫花含笑花被呈色过程中色素含量与超微结构的变化特征

为了探究色素含量以及细胞结构在紫花含笑花被呈色过程中的作用机理,该研究以绿色和紫色花被为材料,测定其花被色素含量,运用逐步回归方程分析花被呈色与色素含量的关系,采用石蜡切片及超薄切片技术观察花被细胞超显微结构变化。结果表明:(1)在紫花含笑花被呈色过程中,紫色花被表面明度L~*值降低,a~*值上升,b~*值降低;花被花青素苷的积累量以及类胡萝卜素和类黄酮等含量增加,同时伴随着叶绿素的降解及其含量降低。(2)a~*与花青素、类黄酮、类胡萝卜素等色素含量以及花青素/类黄酮、花青素/叶绿素呈显著正相关关系,b~*与叶绿素含量和花青素/类胡萝卜素呈显著正相关关系。(3)在细胞结构上,随着花被由绿转紫,其上表皮细胞由扁平型向圆锥凸起型变化,单个细胞长宽比增大,细胞垂周壁出现褶皱,紫色花被上表皮结构向增加入射光吸收面积变化;液泡体积增大与叶绿体向有色体转化是主要的细胞器变化。研究发现,花被呈色是多因素作用的结果,花青素含量的产生与积累以及类胡萝卜素和类黄酮等含量增加辅助增色可能是紫花含笑呈紫色的主要原因,同时细胞超微结构表现为液泡体积增大,叶绿体向有色体转化。     

HPLC不同种类水果中花青素含量的测定

建立了水果中飞燕草色素、矢车菊色素、矮牵牛色素、天竺葵色素、芍药素和锦葵色素等6种花青素含量的高效液相色谱测定方法,并对该方法的线性、精密度、回收率、稳定性进行了方法学验证。利用本方法测定了10种水果中6种花青素含量,结果表明：强酸溶液提取并水解得到花青素的处理方式稳定好、精密度高、回收率好,液相条件分离效果好,定量准确度高。10种水果测定结果表明,不同种类水果中花青素含量差异显著,花青素总量高的水果中6种花青素单体的含量差异显著,且不同种类水果中优势花青素单体不同。     

5种野牡丹属植物花色素成分及影响花色呈色因子分析

为明确野牡丹属(Melastoma L.)植物花瓣的色素成分和呈色机理,为花色育种提供参考。以野牡丹(M.candidum)、白花野牡丹(M.candidum f.albiflorum)、印度野牡丹(M.malabathiricum)、白花印度野牡丹(M. malabathricumvar.alba)、毛稔(M.sanguinrum)5种野牡丹属植物材料,采用目测法、RHSCC比色法和色差仪测定花瓣表型,应用化学显色法、紫外分光光度法对花色素成分及含量进行初步分析与测定,通过徒手切片组织切片法观察花瓣表皮细胞的显微结构和分布特点,测定花瓣pH值、可溶性糖及可溶性蛋白含量等生理指标分析对花色的影响。结果显示,野牡丹属植物花瓣不含叶绿素和类胡萝卜素,紫罗兰色系主要含花青素苷和黄酮类化合物,白色系主要含黄酮类化合物。野牡丹和毛稔花色素分布于上、下表皮,印度野牡丹花色素分布于上、下表皮和栅栏组织,白花野牡丹和白花印度野牡丹花瓣没有发现色素积累;紫罗兰色系野牡丹上表皮细胞呈圆锥形突起,白色系野牡丹上表皮细胞呈不规则的扁平状,它们下表皮细胞全呈不规则的扁平状。野牡丹属植物花色明度L*随花瓣颜色变深而降低,明度L*与红度a*呈极显著负相关、与蓝度b*呈极显著的正相关。花瓣中花青素苷含量与其明度L*和蓝度b*呈显著负相关,pH值与花瓣红度a*呈现显著的负相关。研究表明,野牡丹属植物花色主要由花青素苷决定,花青素苷含量、色素分布、上表皮细胞形状等是引起花色呈现多样的主要因子。     

巧用牵牛花观察酸碱度对花青素颜色的影响

花青素存在于植物细胞的液泡中,花瓣、果实和叶片上的颜色．除绿色外,基本上是花青素显示的颜色。花青素的颜色会随液泡内酸碱度的变化而变化,液泡为酸性时呈红色,碱性时呈蓝色。经过实践我们认为,观察这一现象用旋花科的牵牛花(俗名喇叭花)效果很好,材料也容易得到。