变叶木呈色机理初探

邱东萍，丁鸿

(广东揭阳职业技术学院，广东揭阳522000)

彩叶植物因其具有色彩鲜艳、观赏期长、易于形成大色块景观而广泛应用于园林中。众多园林植物工作者对彩叶植物在园林上的应用种类及应用途径做了大量的研究，如漳州市的彩叶树种有23科50种[1]，重庆市的非草本彩叶植物有16科29种[2]，合肥市共有彩叶植物39科87种[3]，然而对彩叶植物的成彩机制研究甚少。于晓南等在对彩叶植物多彩形成的研究进展中指出，彩叶植物形成主要因子是生态因子[4]，因此李红秋等通过光强度和光照时间对彩叶树叶色变化的影响进行了研究[5];文祥凤等通过温度与光照对黄素梅、黄金榕叶色变化进行了光合特性研究[6]，呈色机理主要可能是遗传因素;Henny[7]对花叶万年青两个品种的遗传方式研究表明，两个品种是由同一对显性核基因(Pv)控制;另外还可通过不同营养液配方让植物产生彩叶色变化[8]。

变叶木亦称变色月桂，属大戟科灌木或小乔木。叶片革质，叶上常点缀了千变万化的斑点和斑纹，可谓“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞?”犹如在锦缎上洒满了金点，又好似在宣纸上随意泼洒了彩墨，因而变叶木也有“洒金榕”之美誉，被广泛应用于广东、广西、海南等热带和亚热带园林中，在北方一般作为室内盆栽观赏。变叶木在园林上的应用前景广阔，但其呈色机理究竟是什么?本文选择不同叶龄变叶木来分析其生长中叶绿素含量变化，并对其叶片进行解剖观察以探索彩叶植物呈色机理机制，为彩叶植物栽培和繁殖提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

于2007年2月25日至2009年3月7日选取揭阳职业技术学院校园内变叶木在幼年、中年和老年三个时期的叶片，在生物实验楼进行叶绿素测定及解剖结构观察。

1.2 方法

在幼年、中年和老年三个时期采摘植物叶片，擦净组织表污物，剪碎、混匀后称0.2g，用丙酮提取法提取，过滤定容至25ml。将不同材料的叶绿素提取液倒入比色皿内，以80%丙酮为空白对照，在波长663nm、646nm下测定其消光度，按公式计算出提取液中各色素的含量[9]。

在幼年、中年和老年三个时期采材料植物叶片，采用双刀法横切叶面和用手撕表皮细胞法制作徒手切片[10]，镜检观察并数码相机拍照。

2 结果与分析

2.1 变叶木在生长期间叶绿素含量变化

变叶木不同生长期叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量变化都呈现递减趋势，老年与中年时期叶绿素含量相对较小，见图1。

图1 变叶木在三个时期叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量

2.2 变叶木在生长期间叶片横切面结构变化

分析变叶木幼年期横切面结构时，保护组织(上下表皮细胞)、栅栏组织和通气组织中都没有发现呈红色的细胞存在，见图2。

分析变叶木中年期横切面结构时，发现下表皮有呈红色细胞存在，而栅栏组织和通气组织中都没有发现红色细胞存在，见图3。

继续分析变叶木老年期横切面结构时，发现下表皮有少量呈红色细胞存在，而上表皮出现大量排列紧密的红色表皮细胞，栅栏组织和通气组织中都没有发现红色细胞存在，见图4。

图4 变叶木在老年期横切面结构(16×10倍)

2.3 变叶木在生长期间表皮细胞的变化

通过观察不同时期的变叶木横切面结构，发现随着叶龄增加其表皮细胞呈红色增多，因此再观察其不同时期的表皮细胞变化。结果发现随着叶龄的增加表皮细胞呈红色细胞数越来越多，且红色越来越深，见图5。

图5 变叶木在幼年期、中年期和老年期下表皮细胞结构(16×10倍)

3 结论

从本次实验比较分析可知:变叶木随着叶龄的增加而叶绿素含量反而减少，且成彩色越来越明显，呈色原因是表皮细胞中呈红色的细胞越来越多而导致变色越来越深，也就是越来越红，色彩越来越亮丽。

叶绿素是由光合作用产生的色素，是进行光合作用的主要物质。高等植物叶绿体中主要含叶绿素a和叶绿素b，故叶绿素在绿色植物叶片色素中所占的比重较大，当其他色素占上风时，叶片就不是单一的绿色了，也就成了彩色植物。彩叶植物的叶绿素含量比绿叶植物的含量要偏低是很多学者都认可的，而本文研究表明同种植物在绿色时比彩叶时其叶绿素含量要低，得到的结论更有力地论证了前人的结果，同时还得到了彩色时期的变叶木呈色是因为表皮细胞呈红色的结论。表皮细胞是保护组织，其功能是保护作用，而变叶木呈现不同彩色是其表皮细胞呈现不同数量的红色细胞，且随着叶龄的增长而花色越多，这些呈现红色的表皮细胞是红色素的积累所导致，这是否就是减少其叶片中叶绿素含量的原因还有待于进一步研究。

[1]吴维坚，鞠玉栋，张树河，等.漳州城市园林彩叶植物种类及应用调查[J].福建热作科技，2005，11(4):43－45.

[2]丁廷发，谢必武，张凤龙，等.重庆市彩叶植物种类及应用调查[J].长江大学学报:自然版，2006(5):129－130.

[3]李晓薇.合肥市彩叶植物种类及应用调查[J].安徽农学通报，2006，6(11):61－63.

[4]于晓南，张启翔.彩叶植物多彩形成的研究进展[J].园艺学报，2000(S1):533－538.

[5]李红秋，刘石军.光强度和光照时间对彩叶树叶色变化的影响[J].植物研究，1998，18(2):194－199.

[6]文祥凤，赖家业.温度与光照对黄素梅、黄金榕叶色变化的影响[J].广西农业生物科学，2003，22(1):32－34.

[7]HENNY R J.Inheritance of foliar variegation in two Dieffenbachia cultivars[J].Journal of Heredity，1982，73(5):384.

[8]赵兰枝，毛达.不同营养液对彩叶草色素含量及光合作用的影响[J].广东农业科学，2007(6):30－32.

[9]邹琦.植物生理学实验指导[M].北京:中国农业出版社，2008.

[10]汪矛.植物生物学实验教程[M].北京:科学出版社，2004.