摘要
北美红枫（Acer rubrum ‘Autumn Blaze’）属槭树科槭树属，原产美国东海岸，适应性强，秋季叶肉、叶柄、叶脉鲜红，极具观赏性，是我国北方打造季相景观重要的树种。目前针对北美红枫叶色的研究大多集中在推广繁殖和宽泛的生理追踪上，对其呈色过程中代谢物变化研究较少，且对其呈色的研究上均未涉及到叶脉、叶柄。故本研究以不同呈色阶段的北美红枫叶肉（YR）、叶脉（YM）、叶柄（YB）为研究材料，数量化三个部位呈色过程的红度值（a*）、明度值（L*）与黄度值（b*），并分析其呈色中的生长、生理特性，运用GC-MS技术、HPLC技术和LC-MS技术进一步探究了北美红枫叶阶段性和部位间呈色物质的共性与特异性，以揭示其呈色过程中的化学机制，为把握其变色习性以及叶色调控提供一种崭新视角，并为园林其他植物材料不同组织部位的观赏调控提供一定的参考。在此次研究中，我们主要得到以下四点结论： 1.北美红枫叶呈色是一个a*不断上升，L*、b*波动下降的过程。L*、b*在叶片呈色前期中起主要作用，a*在呈色期内起主要作用，且与叶片表型具有一致的变化，是反映叶片变红最主要的数量化表型指标。影响三个部位呈色的色素有花色苷、叶绿素、类胡萝卜素，而花色苷是影响北美红枫变红的关键色素。我们运用HPLC技术在YM、YB、YR中共检测出四大类色素，分别是天竺葵素、矢车菊素、芍药素和飞燕草素。天竺葵素-3-O-葡萄糖糖苷、飞燕草素-3-O-芸香糖苷、矢车菊素-3,5-双葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷是影响三个部位阶段性和部位间呈色差异的共同花色苷成分，而天竺葵素-3-O-葡萄糖糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷则在呈色过程中起关键作用。 2.利用GC-MS技术对YM、YB、YR三个部位进行全面分析，发现糖类物质发生显著变化，且三个部位均通过淀粉和蔗糖分解代谢途径，积累较多的葡萄糖、果糖、鼠李糖、阿拉伯糖等糖类化合物，为花青素的糖苷化提供了充足的底物。而YB、YM呈色前期氨基酸代谢较为活跃，说明对其早期的呈色有促进作用。 3.YB、YM、YR渐次呈色主要是由于三个部位花色苷代谢过程中形成了不同呈色的化学机制。YB呈色过程中不受前体化合物L-苯丙氨酸的裂解速度限制，而YM与YR均受抑制。其次，在合成花色苷过程中，YB率先降低了与其负相关物质的含量，而与YM、YR负相关的物质则在前期内保持着较高的含量，且与YM、YR呈色呈正相关的物质主要在呈色后期进行表达，故综合影响下，导致三个部位在呈色过程中产生了部位间和阶段性的差异。 4.YM、YB、YR中b*均与类胡萝卜素、总酚、总黄酮有一定的相关性。类胡萝卜素、总酚、总黄酮物质中与b*呈显著正相关物质的下降以及呈显著负相关物质的积累共同作用下导致了b*整体呈下降趋势。而YB在呈色过程中，类胡萝卜素整体变化稳定，与呈色相关的物质整体下降和上升的速度要缓慢于YR、YM，从而在呈色末期表现出较高值。
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