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《山东农业大学》 2007年
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李属红叶树种叶片花色苷合成规律及影响因素研究

王庆菊  
【摘要】: 本研究以几个李属红叶树种为试材,通过对其叶片色素合成的动态变化、影响色素合成的化学因子、色素在植物光合中的作用的研究,对红叶树种叶片呈色的机理和花色苷在植物体内的生理作用进行初步探讨,并得出以下主要结论: (1)不同季节红叶树种叶色表现出不同的变化规律:5~6月份紫叶桃(Prunus persica f. atropurpurea)叶片中花色苷和叶绿素的含量均达到一年中的最大值,叶片紫红色变淡;7、8月份紫叶桃叶片中花色苷、总叶绿素的含量均降低,但花色苷含量的降幅高于总叶绿素,此期紫叶桃叶片返绿;9月份紫叶桃稍部叶片花色苷的含量出现第二个峰值,总叶绿素的含量变化平稳,叶片再次呈现紫红色。 与紫叶桃相反,紫叶稠李(Prunus virginiana‘schubert’)稍部叶片呈鲜绿色,6月份开始稍部叶中花色苷和叶绿素的含量均增加,但花色苷含量增幅高于总叶绿素,叶片逐渐由绿色转变为淡紫色。中、基部叶片中花色苷含量在5月份以后逐渐增加,且增加的幅度远高于稍部叶片,所以紫叶稠李叶片由稍部到基部表现出绿色-淡紫色-紫色-紫红色的颜色变化。 (2)紫叶稠李叶片的成色取决于花色苷和总叶绿素的比例,当花色苷与总叶绿素的比例大于1∶2.84左右时叶片开始由绿色向紫色转变,大于1∶1.14左右时叶片由淡紫色变为紫红色。 (3)对紫叶稠李不同叶位叶片进行花青苷、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性糖及10种常量和微量元素的测定,并进行相关性分析。结果表明,可溶性糖与花青苷表现正相关关系。紫叶稠李叶片中钙、锰,特别是锰的含量较高。10种矿质元素中,对花青苷的含量影响较大的是磷、钾、钙、铁、锰、铜,其中磷与花青苷呈显著的负相关,钾、钙、铁、锰、铜与花色苷含量呈显著或极显著的正相关。各种矿质元素与叶绿素、类胡萝卜素的含量的相关关系表现比较一致。对叶绿素和类胡萝卜素的含量影响比较大的矿质元素是氮、镁,其中氮与叶绿素和类胡萝卜素呈显著正相关,镁与两者表现出极显著正相关。 (4)以紫叶稠李为试材,测定了叶片转色期不同部位叶片中花色苷含量,以及花色苷合成相关酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查儿酮异构酶(CHI)、二氢黄酮醇还原酶(DFR)和类黄酮糖基转移酶(UFGT)活性的变化。结果表明,5月到7月,紫叶稠李基部、中部、梢部叶片中花色苷的含量分别增加了219.40%、666.63%、76.81%。PAL活性与花色苷的含量呈显著的二次曲线关系,当PAL活性大于60 U?g-1FW左右时,花色苷的含量随着PAL活性的增加而增加,CHI酶的活性与花色苷的含量呈极显著的线性关系,花色苷的含量随着CHI酶活性的升高而增加。DFR与花色苷的含量也呈二次曲线关系,当DFR活性在50-150 U?g-1FW范围内,随着酶活性的升高花色苷的含量增加。UFGT酶活性与花色苷含量呈极显著的幂函数关系,其活性的提高能显著增加叶片中花色苷的含量。 (5)N、P、K配施的实验结果表明,N 50 mg/kg+P_2O_5 0 mg/kg+K_2O 30 mg/kg和N 109.625 mg/kg+P_2O_5 0 mg/kg+K_2O 89.625 mg/kg 2个缺P处理,紫叶桃叶片中花色苷的积累量显著高于其他处理,而N 109.625 mg/kg+P_2O_5 59.625 mg/kg+K_2O 30 mg/kg、N 150 mg/kg+P_2O_5 35.44 mg/kg+K_2O 130 mg/kg、N 150 mg/kg+P_2O_5 100 mg/kg+K_2O 65.44 mg/kg 3个含氮量较高的处理显著增加了紫叶桃叶片中叶绿素的含量。喷施微量元素的试验结果表明,喷施Mn、Zn,20d后叶片花色苷的含量增加幅度高于其他处理;PAL、CHI、DFR、UFGT 4个酶中,DFR酶活性变化最为显著,对花色苷合成有启动作用。 (6)红叶树种的光合特性研究结果表明,红叶树种净光合速率日变化为双峰曲线,存在光合“午休”现象,但红叶树种的净光合速率低于绿叶树种,且光合“午休”持续时间较绿叶树种短。从叶绿素荧光参数日变化来看,红叶树种与绿叶树种PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)差异不大,红叶树种实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)低于绿叶树种,非光化学猝灭系数(NPQ)高于绿叶树种,热耗散能力较强。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S687

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