第4章花色与花瓣遗传详解.ppt

第4章 花色与彩斑遗传 色彩是园林植物最鲜明、最重要的观赏性状。不仅花有色彩，叶片，枝干，果实也有色彩。 色彩是未被植物色素细胞吸收而反射出来的那部分光谱在人眼中的表现。色素是色彩的物质基础，同时还受到各种细胞内环境（PH值、金属离子等）、细胞外环境和光线等因素的影响。 花色 狭义指花瓣的颜色. 广义指花器官花萼、雄蕊甚至苞片发育成花瓣的颜色。 通常所说的花色往往包括了这几部分的颜色，而我们所讨论的花色仅指的是一朵花色彩明显的部分，尤其是指发育成花瓣状的那部分的颜色。 对大多数植物来说这部分是指内花被——又被称为花冠； 像百合、鸢尾、水仙等，花萼发育成花瓣状而和花冠难以区别。 有雄蕊发育成花瓣颜色的如重瓣牡丹、重瓣月季等 也有的苞片(bract)明显发育成花瓣状而缺少真正的花被如三角梅、一品红、虎刺梅。 3.1 色素的类群及生物合成 类胡萝卜素 属于萜烯类化合物，是胡萝卜素和胡萝卜醇的总称。广泛存在于植物的花、根、茎、叶和果实中。 主要有α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、番茄红素等，所呈现的颜色包含红色、橙色及黄色。 以胡萝卜素为主要色素的花通常呈现黄色和橙色。 类胡萝卜素的生物合成在质体中进行。 类黄酮 类黄酮是在化学结构上以黄酮核为基础的一类物质的总称。 我国传统名花牡丹、芍药、荷花的花瓣中含有的色素主要就是类黄酮类化合物。 在花瓣中主要存在的类黄酮类化合物如花青素、花黄素和花橙素。 花青素的存在使花表现为红、红紫、紫和蓝色。天然的花青素7种，天竺葵素、芍药花素、矢车菊素、飞燕草素、碧冬茄素、锦葵素、报春花素。 花黄素包括黄酮和黄酮醇两类化合物。 花黄素在天然状态下主要以糖苷形式存在，也有的在糖上结合有机酸。各种不同种类的黄酮、黄酮类色素在R1、R2、R3位置上又可能进一步被修饰，如羟基化、甲氧基化、酰基化和糖苷化等，就产生了自然界种类繁多的类黄酮化合物。目前，已知的有5000多种，呈现白色至深黄的颜色。 花橙素 包括查尔酮和橙酮，均为水溶性色素，呈黄色，遇氨气变为橙色或红色。含有橙酮的花卉主要有菊科、豆科、玄参科等植物。 生物碱类色素 生物碱类色素是指和生物碱结构类似的一类色素，水溶性，如甜菜素、小檗碱、罂粟碱等。 甜菜素包括呈现红色或紫色的甜菜红素和呈现黄色的甜菜黄素。甜菜红素在碱性条件下可转化为甜菜黄素。 甜菜碱存在于藜目植物中；罂粟碱使罂粟目的罂粟属和绿绒蒿属植物呈现黄色，小檗碱使小檗属植物呈现深橙色。 甜菜素的生物合成途径 叶绿素 绿色花中含有的色素主要是叶绿素。如牡丹、菊花、马蹄莲、月季、郁金香、百合等著名花卉都有绿色系品种。 叶绿素的生物合成途径见植物生理学的教科书。 3.2 花色和色素 花色的种类丰富，科学家们对4197种纯色花统计，其中： 白花1193种，28% 黄色花951种，23% 红色花923种，22% 蓝色花594种，14% 紫色花307种，7% 绿色花153种，4% 橙色花50种，1% 茶色花18种，0.4% 黑色花8种，0.2% 纯色花 1．奶油色、象牙色、白色 具有这几种花色的花，大都含有无色或淡黄色的黄酮或黄酮醇。不含色素的纯白色花(白化苗)非常稀少。我们一般所说的白色花实际上是非常淡的黄色花，我们看到的白色是由于花瓣中含有大量的非常小的气泡，对入射光线多次折射产生的白色。 淡黄色的类黄酮能吸收紫外光，人眼对它不能产生色感，而它对昆虫有很大诱惑力，这可能是草原多分布白花植物的原因。 2. 黄色 黄色花的色素组成 只含类胡萝卜素（郁金香　百合花　蔷薇） 只含类黄酮（杜鹃　金鱼草　樱花 大丽花） 或兼而有之（万寿菊 酢浆草） 3. 橙色、褐色 以黄色为主的橙色，由类胡萝卜素引起，如橙色百合； 以红色为主的橙色由花青素引起，如天竺葵； 由红黄两种颜色混合的橙色，一种是由花青素和类黄酮共同形成，如金鱼草；一种 是由花青素和类胡萝卜素共同形成，如郁金香； 褐色是花色素苷和类胡萝卜素共同形成的，如桂竹香、报春花。 4．深红色、粉红色、紫色、蓝色和黑色 这些花色基本上都产生于花色素苷。此类色素之所以有如此广泛的花色变异幅度，是由于： 花青素苷Ｂ环羟基数不同所致，羟基数越多，花色越蓝 花青素苷甲基化程度不同，甲基化程度越高，花色越红 花青素苷含量不同，含量低，粉红；高，红色；浓密，呈深红，棕红甚至黑色 细胞内的辅助色素及金属离子也可能使花色发生改变 花瓣表皮细胞的形状不同，如表皮细胞又细又尖，对光线产生阴影，则呈现黑色。 变色花 随着花朵的开放其花色也呈现出一些变化，有时这种变化极明显。这是因为： 不同开花阶段色素所处的花瓣内的理化条件不同，既使色素种类未变也能引起花色的改变； 另外，在花卉开放过程中，色素组成及含量也往往发生变化。 花的褪色： 色素含量变化，随着花瓣的生长，单位面积