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1、彩色植物呈色机理及生态因子对其的影响主要内容1彩色植物概述彩叶植物是指在生长期内，叶色与自然绿色有明显区别的植物类群，基本特征是具备一致的变色期、较长的观赏期和整齐的落叶期。1.1彩叶植物的定义1.2彩叶植物分类根据叶片上的色彩分布可以分为:(1)单色叶类:叶片仅呈现一种色调,如紫叶朱蕉、金黄球柏等；(2)双色叶类:叶片的上下表面颜色不同,如红背桂、小蚌花(背面红色正面绿色有花纹);(3)花叶类:叶片上呈现不规则的彩色斑块或条纹,如花叶假连翘、白斑叶子花等;(4)彩脉类:叶脉呈现彩色,如金脉刺桐、金脉爵床等;(5)镶边类:叶片边缘彩色,如银边洋常春藤、红边朱蕉等根据
2、色彩呈现的时期可分为：春色叶植物：石楠、山麻杆、五角枫等秋色叶植物：鹅掌揪、无患子、水杉、红瑞木、鸡爪槭等常色叶植物：紫叶李、红枫等1.3彩叶植物的应用彩叶植物具有色彩鲜艳、观赏期长、易于形成大色块景观的特点，可以弥补城市淡花季节色彩单调的缺憾，在城市景观设计中已有很多应用。欧美等国的森林公园和植物园：槭属、漆树属、山毛榉属和榉属等；加拿大人民将火红的糖槭作为国徽的标志；日本秋季赏叶的场面不亚于樱花节。而我国彩叶植物的大量应用主要集中在风景林：北京香山红叶,南京栖霞丹枫等，而在城市园林中应用较少，常见的种类为紫叶小粟、金叶女贞、紫叶李和元宝枫，应用方式也较单调，尚未
3、形成一定规模。对彩叶植物呈色的研究，对开发本土彩叶植物、科学引进优良的彩叶树种、栽培养护、保持色彩稳定性等都有重要意义。2彩叶植物的呈色机理研究彩叶植物的叶色表现是遗传因素和外部环境共同作用的结果，通过改变植物叶片中各种色素的种类、含量以及分布形成了多彩的叶色。2.1彩叶呈色色素高等植物叶片中的色素主要有3大类:叶绿素类：叶绿素a、叶绿素b；类胡萝卜素类：类胡萝卜素、叶黄素；类黄酮类色素，又称为花色素苷；不同的色素在外观上表现为不同的颜色:叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b为黄绿色，类胡萝卜素为橙黄色，叶黄素为黄色，花色素苷在酸性和碱性条件下分别呈现红色或蓝色。植物叶片呈色
4、是相当复杂的,它与叶片细胞内色素的种类、含量以及在叶片中的分布有关。普通叶片中叶绿素比类胡萝卜素多,所以叶片总是呈现绿色；春色叶，叶片刚刚萌发时，叶绿素合成较少，花色素苷在各种色素中占主导作用，所以叶片通常呈现红色；秋季温度较低，叶绿素净含量下降,而类胡萝卜素类和花色素苷的稳定性较好，所以银杏、金钱松等叶片含有较多的类胡萝卜素而呈现黄色；鸡爪槭、三角枫等花色素苷含量升高呈现红色。谭建中等研究发现黄化突变体CtyYm中，叶绿素a和叶绿素b的含量明显减少，仅为对照桑的17.65%~25.32%是叶色黄化的主要原因；林尤河等通过观察发现四季橘花斑叶片的绿色、淡绿色和淡黄色
5、3部分的栅栏组织和海绵组织的结构所含叶绿素数量和分布不同。研究表明，环境因素对彩叶呈色的影响，大多是通过影响其中不同色素的含量和比例来影响叶色的改变。如蔺银鼎等研究表明充足的光照、较高的昼夜温差都有利于元宝枫叶片内的可溶性糖和花色素苷的积累，从而促进叶片的着色等。2.2彩叶呈色的遗传因素一般认为控制非绿叶色表达的基因大多为隐性基因,突变属于核基因控制的突变。突变基因往往是直接或间接影响叶绿素的合成和降解，改变叶绿素含量，改变叶色。单子叶植物叶片的分生组织一般分为3层：原表皮层(L1)，皮下层(L2)和亚皮下层(L3)。Derman(1960)指出,叶绿体突变如发生在
6、L1层,则叶片表面看不出变化,尽管这会影响叶片的正常功能;突变如发生在L2层,则叶片表现白边绿心;突变如发生在L3层,叶片表现深绿边浅绿心的特征。张力科等应用SSR标记对2个新的水稻叶色突变体进行基因定位，遗传分析表明：这2种突变性状均受1对隐性核基因控制，这与在胡萝卜、向日葵、水稻、烟草、大豆、黄麻等叶色突变体的研究结果一致。在金鱼草、矮牵牛上的研究表明:基因位置的变化,转座子的插入或剪切,引起染色体断裂、基因重组，如果这些变化影响了色素形成的基因的正常表达时就会形成彩叶现象。此外，病毒侵染也可使植物出现花斑。据报道花叶芋的花斑与病原物的侵染有关，在其叶片中发现了
7、类菌质体和病毒。2.3彩叶组织结构的研究我们看到的花色并不是细胞内色素的直接反映，花瓣色素被具有各种构造的组织包围着,这种组织结构使光照受阻,从而使细胞内的色素在映入我们视觉时发生了变化。Vaugh报道了冷水花叶片表现的银色或灰色斑点是由于叶片栅栏组织下侧的表皮细胞分离形成“气泡”造成的，使叶片在散射光下呈现出颜色的差异。另外，Hoch在豌豆具有绿、银斑点叶片的突变体中，发现其斑点是由于表皮与栅栏组织之间存在大量胞问空隙造成的。彩叶组织结构的研究对质体的结构与类型的研究表明白色、黄色和黄绿色斑叶的质体内含物是不同的。桑贤春等通过透射电镜观察表明,水稻白色条斑花叶
