红花(Carthamus tinctorius L.)花瓣发育阶段与花色变异中羟基红花黄色素A(HSYA)和红花素含量的动态变化及其与CIELAB色度参数的关联性研究

这篇研究通过系统分析红花(Carthamus tinctorius L.)不同花色（白、黄、橙红、黄-橙-红）及发育阶段（初花期IFS、中花期IMFS、终花期FFS）花瓣中羟基红花黄色素A(HSYA)和红花素(carthamin)的含量变化，结合CIELAB色度空间参数（L/a/b/c/h），揭示了橙红色(OR)花瓣在IFS阶段具有最高色素积累量，而白色花瓣含量最低的规律。研究创新性地发现色素含量与色度参数"c"(chroma)存在多变量关联但无显著线性相关，为优化红花色素采收时机（推荐IFS阶段）和工业应用提供了重要依据。

　　

Abstract
本研究系统探究了红花(Carthamus tinctorius L.)花瓣在不同发育阶段和花色变异中两种关键色素——羟基红花黄色素A(HSYA)和红花素(carthamin)的动态变化规律。作为兼具药用和工业价值的特色作物，红花的黄色水溶性色素(含29种化合物，以HSYA为主)和红色色素(以carthamin为主)广泛应用于食品、化妆品和传统医药领域。

1 INTRODUCTION
红花作为菊科植物，其栽培历史可追溯至4000年前的美索不达米亚地区。现代研究证实，花瓣中的HSYA和carthamin分别通过C-葡萄糖基查尔酮和醌式查尔酮途径合成，但关于其发育阶段特异性积累模式的研究仍存空白。先前研究多聚焦单一花色类型，而本研究首次全面涵盖白(W)、黄(Y)、橙红(O-R)和黄-橙-红(Y-O-R)四种花色，填补了该领域系统性研究的不足。

2 MATERIALS AND METHODS
实验采用M₅代稳定突变系，在土耳其Denizli地区(北纬38°、东经29°)的石灰质土壤(pH 8.3)中种植。通过HPLC-PDA分析(色谱柱：Inertsil ODS-3，流动相：0.1%甲酸-乙腈系统)，分别在420 nm(HSYA)和259 nm(carthamin)波长下检测。色度测量使用PCE色度仪，采用CIEDE2000(ΔE₀₀)模型评估色差，其中ΔE₀₀>2即视为肉眼可辨差异。

3 RESULTS
关键发现包括：

1. 色素含量呈花色依赖性：O-R花瓣HSYA含量高达20.46 mg/g(IFS阶段)，是白色花瓣(1.66 mg/g)的12.3倍；carthamin在O-R花瓣达111.33 μg/g，显著高于其他花色(p<0.0001)。
2. 发育阶段效应：Y-O-R花瓣在颜色转变过程中(Y→O→R)，HSYA从10.85 mg/g(IFS-Y)降至8.29 mg/g(FFS-R)，而carthamin呈现86.34→49.70→34.00 μg/g的阶梯式下降。
3. 色度关联性：PCA显示c值(chroma)与色素聚类，但Pearson相关性未达显著水平(r=0.21,p>0.05)。粉末样品的Pb、Pc、Ph值变化与carthamin减少显著相关(p<0.05)。

4 DISCUSSION
与既往研究对比发现：

• 与Kazuma等(2000)结论一致，白花瓣因HSYA/carthamin合成缺陷呈现低色素特性
• 不同于Mohammadi等(2015)的报道，本研究发现carthamin在FFS阶段显著降解，可能与CtPOD1酶持续氧化作用有关
• 首次揭示HSYA与carthamin存在协同变化趋势(r=0.68,p<0.01)，暗示二者代谢可能存在交叉调控

5 CONCLUSION
研究确立了红花色素生产的最佳实践方案：选择O-R花色基因型并在IFS阶段采收，可同步最大化HSYA(20.46 mg/g)和carthamin(111.33 μg/g)得率。色度参数c值可作为多变量模型中的辅助筛选指标，但其单独预测价值有限。这些发现为红花色素产业的品种选育和采收标准提供了量化依据。