花色苷对高等植物器官颜色的决定及其影响因素

综述了花色苷对高等植物器官颜色的决定作用及其影响因素的研究进展。花色苷本身的呈色属性、液泡定位及其在植物器官中的非均一性分布决定了花色苷能赋予植物器官颜色。花色苷单体和聚合体分子结构及其变化的多样性,以及花色苷合成与植物生长发育阶段的相关性决定了植物器官颜色的多样性。温度、光、水和矿质通过影响花色苷在液泡中的积累量而制约植物器官色度,液泡pH、氧化剂和还原剂通过影响花色苷的分子结构变化而制约植物器官色相。同时,细胞形状也通过影响花色苷的光学属性而制约器官颜色的变化。最后,还对植物器官颜色的机理和人工改良研究进行了展望。     

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)。     

一叶知秋

树叶里除含有叶绿素外,还含叶黄素、花青素等色素。入秋之后随着气温逐渐下降,叶绿素的合成受到阻碍和破坏,逐渐降解消失,而耐低温的叶黄素(呈黄色)、胡萝卜素(呈橙黄色)和花青素(呈红色)等色素的颜色逐渐显现。花青素和胡萝卜素的含量大于叶黄素,所以树叶便呈现出绚丽的红、橙、黄等色彩;花青素在温度低时反而容易形成,所以深秋时含有花青素的树叶会变得一片火红。     

花儿为什么有不同的颜色

花儿为什么有不同的颜色花儿之所以五彩纷呈,有它的物质基础,那就是花青素。在植物的花或观叶植物的组织细胞液中,都含有一种由可溶性葡萄糖变来的花青素。这种花青素物质呈酸性时,为红色,而且酸性愈裂,色彩愈红,如野蔷薇和一串红。当它呈碱性时,花青素为蓝色,如...     

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...     

观赏植物蓝色花形成的机制

在观赏植物中,蓝色系的花卉属于较为罕见的种类,也是花卉育种一直以来的目标。本文对蓝色花卉的花青素代谢途径,影响蓝色花卉形成的核心色素种类,花青素转运方式,花青素在液泡中的积累,花青素的共价修饰,分子间辅色作用,金属离子和液泡pH等影响因素进行系统地介绍和讨论,以期为培育新的蓝色花卉提供参考。     

洋葱鳞叶外表皮在植物实验中的应用

1)洋葱鳞叶外表皮可观察初生纹孔场　撕取长 5mm、宽 3mm的洋葱鳞叶外表皮 ,制片 ,光学显微镜下观察 ,可以看到洋葱细胞的壁厚度是不均匀的 ,有的地方较厚 ,有的地方较薄 ,这较薄的区域即初生纹孔场。2 )用紫色洋葱鳞叶外表皮观察花青素　取 3mm见方的紫色洋葱外表皮、制片 ,显微镜下观察 ,即可看到一个个紫色的细胞 ,这些紫色细胞的液泡中就含有花青素。如果在装片上分别滴加酸液和碱液 ,这些细胞则会呈现不同的颜色。3)用紫色洋葱鳞叶外表皮观察质壁分离现象　用紫色洋葱鳞叶外表皮观察质壁分离 ,不用染色 (因液泡中含有花青素 ) ,在制好…     

花青素代谢途径与植物颜色变异

花青素是种子植物呈色的重要色素, 由一系列结构基因编码的酶(CHS、CHI、F3H、F3'H、F3'5'H、DFR、ANS和3GT)催化而成, 随后经过各种修饰被转运至液泡等部位储存。各类器官中差异表达的MYB、bHLH和WDR三种调控因子通过形成MBW复合体直接正调控以上结构基因的表达。这个过程涉及的基因变异常会导致植物的各种颜色变异。在生活中人们广泛利用这些变异品种, 取其丰富色味。造成颜色变异的具体分子机制在很多情况下还不清楚, 但日益积累的个例研究为其中的规律性提供了基础数据。该文概述了花青素的合成、转运过程及其转录调控机制, 探讨了研究颜色变异品种的常用思路及方法。在总结近年工作的基础上, 对生活中常见蔬菜、水果和花卉的颜色变异品种的分子机制进行了综述。     

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     

植物花青素苷转运机制的研究进展

花青素苷的合成过程是生物学上研究得较为清楚的代谢通路之一,但其最后阶段的分子机制即花青素苷从细胞质被转运至中央液泡的过程却仍不清晰。最近研究者们刚刚开始对类黄酮化合物的转运过程进行动态的描绘,迄今共提出了4种花青素苷转运模型,发现了4类与花青素苷转运过程相关的转运蛋白:谷胱甘肽转移酶、多药耐药抗性相关蛋白、多药和有毒化合物排出家族和同源于哺乳动物的胆红素易位酶同族体,并对这4种转运体及相关基因的功能进行了初步研究。尽管已经提出了不同的花青素苷转运模型,但仍然缺乏对不同物种不同类型花青素苷向液泡转运及在液泡中沉积的细胞学和亚细胞学研究。根据获得的信息,可以通过开展基因序列分析、基因表达分析、亚细胞定位和互补试验等,探求转运蛋白的功能及其作用位置,更好地解析植物体内花青素苷的转运机制。     

一叶知秋

树叶里除含有叶绿素外，还含叶黄素、花青素等色素。入秋之后随着气温逐渐下降，叶绿素的合成受到阻碍和破坏，逐渐降解消失，而耐低温的叶黄素（呈黄色）、胡萝卜素（呈橙黄色）和花青素（呈红色）甜色素的颜色逐渐显现。     

棉花花冠变色的原因

引言陆地棉开花时,其花冠在开放之初呈乳白色或带黄色,至当天傍晚转变为粉红色,翌日红色转深;并渐带紫色。关于棉花花冠变色的原因,存在几种不同看法,如M.T.吉良也夫(1959)认为:棉花花冠颜色的有无决定于花青素的存在,而其颜色之变化则决定于介质之pH 值。至于在高温下花冠不变色系组织中碱性物质的累积使其新陈代谢遭到了破坏的结果。杨曾盛等     

茄子皮花青素提取工艺研究

花青素是一种水溶性的植物色素,主要存在于植物细胞液泡内的细胞液中。花青素具有强有力的抗氧化性,能够清除自由基,对提高血管弹性也有一定的帮助。除此之外,临床表面,花青素还具有抑制炎症和抗过敏的效果,在提高关节柔韧性方面也疗效显著。在茄子皮中存在较高的花青素含量,因此,对茄皮中存在的天然花青素进行提取与纯化具有十分广阔的前景。     

环境因子调控植物花青素苷合成及呈色的机理

花青素苷（anthocyanin）是决定被子植物花、果实和种皮等颜色的重要色素之一。花青素苷的合成与积累过程往往与植物发育过程密切相关,由内外因子共同控制。环境因子通过诱导植物体内花青素苷合成途径相关基因的表达来调控花青素苷的呈色反应。该文追踪了国内外相关研究,认为光是影响花青素苷呈色的主要环境因子之一,光质和光强均能在一定程度上影响花青素苷的合成,其中光质起着更为关键的作用;低温能诱导花青素苷的积累,高温则会加速花青素苷的降解;不同的糖类物质均能影响花青素苷的合成,大部分结构基因和调节基因的表达均受糖调控。关于花发育与花青素苷呈色的关系、观赏植物花色对环境因子的响应以及花青素苷抵御逆境的机理尚待深入研究。因此,综合考察花发育与植物花青素苷合成及其呈色之间的关系,特别是光周期对花发育的影响导致花青素苷合成及呈色的机理是花色研究的一个重要课题。利用环境因子调控花色将会极大地提高花卉的观赏价值。     

环境因子调控植物花青素苷合成及呈色的机理

花青素苷(anthocyanin)是决定被子植物花、果实和种皮等颜色的重要色素之一。花青素苷的合成与积累过程往往与植物发育过程密切相关, 由内外因子共同控制。环境因子通过诱导植物体内花青素苷合成途径相关基因的表达来调控花青素苷的呈色反应。该文追踪了国内外相关研究, 认为光是影响花青素苷呈色的主要环境因子之一, 光质和光强均能在一定程度上影响花青素苷的合成, 其中光质起着更为关键的作用; 低温能诱导花青素苷的积累, 高温则会加速花青素苷的降解;不同的糖类物质均能影响花青素苷的合成, 大部分结构基因和调节基因的表达均受糖调控。关于花发育与花青素苷呈色的关系、观赏植物花色对环境因子的响应以及花青素苷抵御逆境的机理尚待深入研究。因此, 综合考察花发育与植物花青素苷合成及其呈色之间的关系, 特别是光周期对花发育的影响导致花青素苷合成及呈色的机理是花色研究的一个重要课题。利用环境因子调控花色将会极大地提高花卉的观赏价值。     

植物叶色形成调控机制研究进展

彩叶植物具有色彩鲜艳、观赏期长等特点,有助于提高城市绿化的观赏性.叶绿素、类胡萝卜素和花青素等天然色素的含量变化使叶片产生绿色、黄色、白色和紫红色等颜色,3种色素在光反应、响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用.本文对影响叶绿素、类胡萝卜素和花青素生物合成途径遗传调控和外部环境因子综述,为解释叶片呈色机制提供理论基础.现有...     

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。     

山麻杆叶片颜色变化的原因探讨

1990年春季,我们对生长在本所庭院内的一棵树龄约20年的山麻杆(Alchornea davidii Franch)的叶片颜色进行了连续采样观察,同时对花青素做了定性分析,还测定了花青素、叶绿素相对含量及叶计pH值的变化,叶片颜色观察根据中国科学院编译的《色谱》(科学出版社,1957年)进行。结果(表1)如下:1.开春后新长出的叶片为浅草黄色,以后叶片颜色逐渐经历变红再转绿的变化过程。2.山麻杆叶片中的红色素是花青素.3.随着叶片由红变绿,其中花青素含量由高变低,甚至检测不出,而叶绿素含量则由低变高,直至稳定在一个较高的水平上,观察期间叶计的pH值虽有下降,但变化幅度不大,一直处在酸性范围内的5～6之间。说明山麻杆叶片之所以呈现鲜红色乃是含有花青素和叶计处于酸性状态造成的,而其黄     

水稻胚囊卵器细胞发育期间超微结构变化的观察

通过透射电镜对水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）胚囊卵器发育过程中超微结构的变化进行观察,结果表明：卵器刚形成时,３个细胞均有完整的细胞壁,壁上分布着许多胞间连丝,不久各细胞合点极壁出现突起解体。随着卵器细胞进一步发育,合点极壁不断解体。到胚囊成熟时,卵细胞的合点极壁消失,仅留下一层质膜;助细胞由于出现退化,侧边近合点端壁出现断裂破碎解体。此时,３个细胞只在弯钩壁上观察到胞间连丝。卵器细胞不同发育阶段各种细胞器的变化很明显,其中最为明显的是质体和液泡。卵细胞在整个发育过程中大部分的质体都含有淀粉粒,而助细胞的质体在２个极核移向卵器上方时,质体内淀粉粒已消失,直至胚囊成熟也未重新出现;卵细胞液泡的出现时间、大小和位置与助细胞的有所不同,卵细胞液泡出现较迟,但到发育后期,液泡体积却明显比助细胞的大,液泡除了主要位于合点极外,珠孔极也有些液泡,而助细胞的则主要位于合点极。助细胞中脂滴的出现存在一个高峰期,即发生在胚囊近成熟时。助细胞核在发育早期呈椭圆形,位于近中部偏珠孔端,在发育中后期呈不规则形,位于近珠孔端壁旁边。水稻卵器发育过程中各细胞的超微结构变化充分反映其代谢规律。     

甜菊叶片细胞液泡系的电镜观察

本文系应用电子显微镜技术,着重观察甜菊叶片细胞不同发育时期内,液泡系的形态及内含物的变化。观察到幼叶细胞内,液泡小而数目多,呈半透亮状的圆形或椭圆形;在生长旺盛的叶片细胞内,有许多形态特化的液泡,内含物丰富,呈大小不一的颗粒状或囊泡状;至老叶细胞内,液泡内含物又逐渐分解乃至消失。这一形态特点与我们对叶绿体亚微结构观察,PAS 反应测定以及不同叶龄“甜菊糖苷”含量相比较存在着一定的对应关系。我们推测:“甜菊糖苷”主要贮存在液泡内,并与液泡的酿造机能有关。