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为探究山杏（Prunus sibirica）花瓣着色机制，研究人员分析不同花色花瓣，发现花青素等影响其颜色，为育种提供理论依据。
山杏，一种广泛分布于中国北方的蔷薇科野生植物，不仅具有出色的抗寒、抗旱能力，在生态修复和水土保持方面发挥着重要作用，其粉色花朵还极具观赏价值，盛开时，粉色花瓣、花蕊相互映衬，美不胜收。然而，长期以来，山杏粉色花瓣的着色机制一直是个未解之谜。对于花卉研究领域来说，揭示这一机制，不仅能为山杏的品种培育和改良提供关键的理论支撑，也有助于丰富观赏植物的色彩多样性，满足人们对美好花卉景观日益增长的需求。
为解开这个谜团，沈阳农业大学的研究人员开展了一项深入的研究。他们以粉色和白色山杏花瓣为研究对象，从多个维度进行分析，最终揭示了山杏花瓣的着色机制，该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
在研究过程中，研究人员运用了多种技术方法。首先，他们从沈阳农业大学国家森林种质资源库选取 6 - 7 年生、遗传性状稳定的粉色和白色山杏花作为实验材料。接着，采用 CIELab 色系统，利用色差仪测定花瓣的颜色参数，包括亮度（L^{*}值）、红度（a^{*}值）和黄度（b^{*}值）；通过特定试剂盒和分光光度法测定花瓣中黄酮类、花青素、类胡萝卜素和叶绿素等色素含量；运用改良的方法测定苯丙氨酸解氨酶（PAL）和查尔酮异构酶（CHI）的活性；使用相应的化学方法分析可溶性糖和可溶性蛋白的含量，并测量花瓣细胞质的 pH 值；借助徒手切片、石蜡切片和扫描电子显微镜技术，观察花瓣的形态和内部微观结构变化。最后，利用统计学软件对实验数据进行分析，探究各因素之间的相关性。
研究结果如下：
- 颜色参数比较：粉色山杏花瓣在花期从深粉色逐渐变为浅粉色，白色花瓣则始终为白色。粉色花瓣的L^{*}值显著低于白色花瓣，a^{*}值显著高于白色花瓣，b^{*}值在开花各阶段均低于白色花瓣1。
- 色素含量比较：粉色和白色花瓣的花青素和总叶绿素含量均呈现先上升后下降的趋势，粉色花瓣的花青素含量在整个花期都显著高于白色花瓣。粉色和白色花瓣的黄酮类和类胡萝卜素含量则逐渐下降，且粉色花瓣在各阶段的这两种色素含量均高于白色花瓣23。
- PAL 和 CHI 活性比较：粉色和白色花瓣的 PAL 活性先升高后降低，粉色花瓣的 PAL 活性在各阶段都显著高于白色花瓣。CHI 活性则逐渐下降，同样粉色花瓣的 CHI 活性高于白色花瓣45。
- 营养成分和细胞质 pH 比较：可溶性糖含量先升后降，粉色花瓣的可溶性糖含量在部分阶段高于白色花瓣。可溶性蛋白含量在粉色和白色花瓣中呈现相反的变化趋势，粉色花瓣的可溶性蛋白含量低于白色花瓣。花瓣细胞质 pH 逐渐升高，粉色花瓣的 pH 值低于白色花瓣67。
- 花瓣内部微观结构比较：通过徒手切片观察发现，粉色花瓣表皮细胞结构不规则，有明显色素分布，推测主要为花青素；白色花瓣表皮细胞接近矩形，无明显色素积累。石蜡切片显示，粉色和白色花瓣的上表皮细胞厚度、宽度和厚度与宽度比以及细胞夹角在花期呈现相似的变化趋势，但在不同阶段存在差异。扫描电子显微镜观察表明，粉色花瓣表皮细胞面积先增后减，单位面积细胞数持续下降；白色花瓣表皮细胞面积逐渐增加，单位面积细胞数先减后增8910。
- 指标综合分析：相关性分析显示，粉色花瓣L^{*}值与a^{*}值显著负相关，a^{*}值与b^{*}值显著负相关等。逐步回归分析表明，花青素含量、CHI 活性、上表皮细胞面积和可溶性蛋白是影响粉色花瓣a^{*}值的重要指标，花青素含量和 PAL 活性则对b^{*}值影响较大1112。
研究结论和讨论部分指出，a^{*}值是描述粉色山杏花瓣颜色的主要参数，花青素是影响该值的主要色素。PAL 和 CHI 活性以及可溶性糖含量的增加促进了花青素的合成与积累，而可溶性蛋白含量和细胞质 pH 较低，通过参与花瓣着色相关生理过程影响花青素含量，进而间接影响花瓣颜色变化。粉色花瓣上表皮细胞的厚度与宽度比、细胞夹角、细胞面积和细胞数量影响花瓣色素对光的吸收，导致不同花期花瓣颜色不同。该研究为深入探究山杏花瓣颜色的遗传、转录因子等调控机制奠定了基础，为培育具有理想花色的观赏植物新品种提供了理论依据。但研究中仍存在一些局限性，如在观察花瓣微观结构时，较薄的花瓣难以通过徒手切片清晰观察，未来研究可进一步优化实验方法，更深入地揭示山杏花瓣着色的奥秘。
