淺談鳳尾雞冠花的花序及花色素苷積累

摘要: 本實驗研究土壤不同pH值對鳳尾雞冠花的花序及花色素苷積累的影響。實驗結(jié)果表明， 在5組所試驗土壤pH值中， 以pH值=6效果最好， 土壤的pH值為5-7對花序生長和花色素苷的積累較為有利。土壤的pH值=4或8時既不利于花序的生長， 又對花色素苷的積累有抑制作用。

關(guān)鍵詞: 鳳尾雞冠花 土壤酸堿度 花序 花色素苷

鳳尾雞冠花(Celosia crista ta va r. pyramid alis)為莧科植物，葉、莖特別是穗部呈鮮艷紅色，花色素苷含量較高。植物的花序和花色素苷在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的用途。花序可以入藥，有止血功效。花色素苷屬于酮類化合物，是廣泛存在于植物中的次生代謝產(chǎn)物，可賦予植物體鮮艷奪目的色彩。花色素苷作為天然色素可作為食品、化妝品的著色劑，與人工色素相比具有無毒、無副作用等特點(diǎn)[1]，但其色素的產(chǎn)生受到植物資源生長季節(jié)和生長環(huán)境等因素的限制。長期以來科研工作者大都從氮源、碳源、激素方面對植物的花序的大小和花色素苷積累量等方面進(jìn)行研究。本實驗從土壤pH值大小的方面研究了鳳尾雞冠花的花序大小和花色素苷積累的影響為生產(chǎn)天然色素和藥物提供了資料。

1.材料和方法

1.1供試材料

鳳尾雞冠花。

1.2實驗方法

1.2.1土壤pH值的調(diào)配

前三組分別用硫酸亞鐵溶解稀釋成pH值=4、pH值=5、pH值=6三種濃度的溶液各300ml澆于花盆中，第四組用pH值=7等量的清水澆于花盆中，第五組將氫氧化鈣稀釋為pH值=8的溶液300ml澆于花盆中。

1.2.2育苗和培養(yǎng)條件

四月中旬開始育苗，初期保持育苗介質(zhì)的濕潤非常重要，所以播種后需覆蓋一層薄薄的蛭石，以剛覆蓋種子為好，之后在穴盤上覆上一層薄膜起到保濕和保溫的目的。溫度保持在22—24℃，并置于1000—10000lux左右的光照條件下，以利于鳳尾雞冠花種子的發(fā)芽。鳳尾雞冠花，長出小苗后，要適當(dāng)控制水分，等介質(zhì)基本干后再澆水，形成干和濕的循環(huán)，以利于根系的生長。每隔5—7天交替使用75—100ppm的20—10—20和14—0—14水溶性肥料。當(dāng)植株根系長至4—5cm，小苗有3—4cm高，真葉2—3對時，將穴盤置于露地進(jìn)行馴苗。鳳尾雞冠花，屬于直根系植物，當(dāng)3對真葉完全展開時就要及時移植上盆，將所有花盆置于晝溫為21—24℃夜溫為15—18℃的環(huán)境下培養(yǎng)。待移苗成活后，每天測土壤的pH值。具體取樣方法是:用孔徑為1cm的打孔器在離花卉基部1.5cm的圓周上打孔，每盆取3個點(diǎn)，混勻，風(fēng)干后測其pH值，保證pH值恒定。測定pH值所剩的風(fēng)干土倒回原盆中，打孔器取土后在盆中留下的孔用該盆中周圍的土填滿。

1.2.3花序大小的測定

直接測得花序的鮮重。

1.2.4花色素苷相對含量的測定

花色素苷含量測定依據(jù)Weiss等[2]的方法。取1g鮮重葉片放入10ml的離心管中，加入1%鹽酸甲醇5ml，在4℃溫度下浸提1h，然后離心取上清液。測定上清液在530nm和657nm波長的OD值。以公式A校=OD530—0.25OD657計算花色素苷相對含量，結(jié)果以每克鮮重(gFW)的花色素苷相對含量(A校)表示。

1.2.5花色素苷相對產(chǎn)量的計算

每片葉中花色素苷產(chǎn)量以相對產(chǎn)量表示，花色素苷相對產(chǎn)量(A校×gFW)=花色素苷相對含量(A校)×每片葉的鮮重(gFW)。

2.結(jié)果與分析

2.1土壤酸堿度對鳳尾雞冠花花序的影響

花序的大小與鳳尾雞冠花的長勢密切相關(guān)，土壤酸堿度與花卉的生長發(fā)育有密切關(guān)系。由于酸堿度與土壤理化性質(zhì)和微生物活動有關(guān)，因此，土壤有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)元素的分解和利用也與土壤酸堿度緊密相關(guān)。它直接影響著土壤中各種元素的存在形態(tài)、有效性與遷移轉(zhuǎn)化[3]-[6]，從而影響花卉根系對這些元素的吸收，以至影響到花卉的生長。通常情況下鳳尾雞冠花的長勢與花序的鮮重呈正相關(guān)。如下表所示:

由上表可以得出在5種所試的土壤pH中pH值=5、pH值=7較適合花序的生長，其中pH值=6的效果最好，而pH值=4、pH值=8對花序的生長有明顯的抑制作用。

2.2土壤酸堿度對鳳尾雞冠花花色素苷積累的影響

鳳尾雞冠花中的花色素苷是一種存在于細(xì)胞液泡中的水溶性色素，主要以花青素糖苷的形式存在，具有吸光性[7]-[8]，pH值可以使花青素的結(jié)構(gòu)或組成發(fā)生變化，從而使其顏色產(chǎn)生變化。有研究表明，單糖花青素在pH值<2時以2-苯基苯并吡喃陽離子(AH+)的形式存在;在pH值=4—5時花青素以醌型假堿(B)或查而酮(C)形式存在，此時其是無色的;pH值>6時以醇型A存在[9]。正是由于這些結(jié)構(gòu)的變化，花青素在不同pH值下呈現(xiàn)出不同的顏色，當(dāng)pH值<2時呈現(xiàn)明亮的鮮紅色;中性的時候花青素為紫色;堿性的時候花青素顯青色，當(dāng)pH值>11時花青素可呈現(xiàn)墨綠色[10]。K.Aysegul等通過對不同pH值的花青素溶液進(jìn)行加熱，研究色素穩(wěn)定性發(fā)現(xiàn)，在70℃下水浴加熱8h后，pH值<4的色素樣品色素半衰期明顯高于pH值>5以上的色素樣品[11]，這說明花青素在酸性條件下比較穩(wěn)定。

花青素糖苷是一種類黃酮類化合物，具有黃酮類化合物的性質(zhì)。花青素糖苷因分子中多具有酚經(jīng)基，故顯酸性，可溶于堿性水溶液、毗睫、甲酞胺及二甲基甲酞胺中。堿性Y-吡喃環(huán)上的1位氧原子，因有未共用的電子對，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無機(jī)酸，如濃硫酸、鹽酸等生成鹽。例如，堿提取酸沉淀法提取黃酮類化合物過程中，在加酸酸化時，酸性不宜過強(qiáng)，以免生成樣鹽，致使析出的黃酮類化合物又重新溶解，降低產(chǎn)品收率[12]。過高的pH值會導(dǎo)致鐵、鎂等元素難以吸收而出現(xiàn)缺素癥，降低花色素苷的積累。

從理論上講，pH值=4最有利于花色素苷的積累，其次是pH值=5，再次是pH值=6，最后是pH值=7，而pH值=8對花色素苷的積累有明顯的抑制作用。但實驗表明:pH值=6為最好，其次是pH值=5、pH值=7，pH值=8對花色素苷的積累有明顯的抑制作用。雖然pH值=4在理論上有利于花色素苷的積累，但事實上鳳尾雞冠花在pH值=4的土壤中長勢比較差，葉片中花色素苷積累的量也不多。因此，生產(chǎn)上應(yīng)以pH值=6的透氣良好的沙壤土為佳。

3.結(jié)語

土壤酸堿度與花色素苷的積累和花序鮮重有著密切的關(guān)系。土壤酸堿度是土壤條件中對花卉作物生長影響最重要的一個因子。有些花卉對土壤的pH值要求非常嚴(yán)格，如杜鵑類必須在酸性條件下才能生長。大多數(shù)花卉在中性偏酸(pH值為5.5～7.0)的土壤上就能良好生長。一般在這一pH值界限內(nèi)花卉植物需要從土壤中吸取的營養(yǎng)元素都呈可吸收狀態(tài)，高于或低于這一界限，有些營養(yǎng)元素即變?yōu)椴豢晌諣顟B(tài)，從而導(dǎo)致一些花卉發(fā)生營養(yǎng)缺乏癥[13]。過強(qiáng)的酸性土壤雖然有利于花色素苷的積累，但會抑制花序的生長。研究表明:鳳尾雞冠花，最佳環(huán)pH值為中性至微酸性條件[14]。

實驗結(jié)果表明:土壤pH值=6時對花色素苷的積累和花序的鮮重有明顯的促進(jìn)作用，大面積種植鳳尾雞冠花時還應(yīng)該考慮溫光水氣肥等其它環(huán)境因子的影響。

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(指導(dǎo)老師:王斌)