不同花色玫瑰类黄酮成分及其与花色关系_魏丽琴.pdf

北方园艺 （）：园林花卉第一作者简介：魏丽琴（），女，硕士研究生，研究方向为园林植物与应用。：责任作者：种培芳（），女，博士，教授，现主要从事园林植物及荒漠植物生理生态等研究工作。：基金项目：甘肃省自然科学基金资助项目（）；年高校研究生“创新之星”资助项目（）。收稿日期：不同花色玫瑰类黄酮成分及其与花色关系魏 丽 琴，种 培 芳，包 新 光（甘肃农业大学 林学院，甘肃 兰州 ）摘要：以 苦水玫瑰 墨红玫瑰 和 保加利亚白玫瑰个不同花色的玫瑰为试材，采用 表色系法测量玫瑰花色，用超高效液相色谱四级杆飞行时间质谱（）联用技术定性定量分析玫瑰花中类黄酮化合物成分与含量，运用多元线性回归方法，研究玫瑰花瓣中类黄酮成分对其花色的影响，以期为玫瑰花色形成的物质基础提供参考依据。结果表明：种不同花色玫瑰中共检测到 种类黄酮成分，其中花青苷只有种，为矢车菊葡萄糖苷，约占 ；黄酮类有 种，约占 ；黄酮醇类种，约占 ；黄烷醇类有种，二氢黄酮类有种，异黄酮类有种，查尔酮有种，其它及多酚类物质有种；种不同花色玫瑰中的黄酮和黄酮醇类化合物的含量不同，保加利亚白玫瑰 花瓣中的占其类黄酮总量的 ，而 苦水玫瑰 花瓣和 墨红玫瑰 花瓣中的分别占其类黄酮总量的 和 ；多元线性回归分析显示儿茶素和乔松素是影响花色的最主要因素，其含量积累会影响参数、值和，含量越高花色越偏向于红色。因此，矢车菊素是 墨红玫瑰 和 苦水玫瑰 呈色的主要物质，儿茶素和乔松素是影响 苦水玫瑰 和 墨红玫瑰 花色的色素成分，而黄酮和黄酮醇类化合物对 保加利亚白玫瑰 的花色影响很大，其中的木犀草素和槲皮素葡萄糖苷是影响 保加利亚白玫瑰 花色的色素成分。关键词：花色；类黄酮；玫瑰；超高效液相色谱四极杆飞行时间质谱（）中图分类号：文献标识码：文章编号：（）花色作为观赏植物的一个重要观赏特性，具有重要的观赏价值和商业价值。植物的花色不但对授粉的吸引有很大的影响，而且它还为植物提供了多种色彩，具有很高的审美价值，并且植物的花色也在园林绿化中广泛的被应用。植物花色的形成主要是由多种因子协同作用的结果，包含了多种代谢物质，最为主要的是色素，而色素的种类很多，主要有三大类：类胡萝卜素、类黄酮、生物碱，植物体内类黄酮次生代谢产物的积累对植物的花色起主要的决定作用，其中花青素苷是花瓣中红色、蓝色及紫色的主要呈色物质，查尔酮是黄色花中的重要呈色物质，而黄酮和黄酮醇类一般为无色或着浅黄色。该研究通过分析不同花色玫瑰中类黄酮成分与含量，可为研究玫瑰花色形成的物质基础提供参考依据。玫瑰（）属蔷薇科蔷薇属植物，产于中国，具有悠久的栽培历史，是香料、保健品、水土保持、园林绿化应用于一体的观赏植物和经济植物，玫瑰是世界上最主要的观赏植物之一，但大部分玫瑰品种的花色都是紫色的，只有几种是 粉 红 色 和 白 色 的，没 有 黄 色、橙 色 和 红色；与同属植物月季品种的花色相比，玫瑰的花色比较单一，限制了其在园林中的应用，。目前对于玫瑰的研究主要集中在精油的开发和利用上，而对于影响花色成分的研究较少，巩慧玲等、李文絮 研究发现，苦水玫瑰 花红色素的主要成分为矢车菊葡萄糖和辅色素槲皮黄素苷等；金晶 认为矢车菊素是 墨红玫瑰 的主要类黄酮成分，显著高于其它类物质；施蕊等 认为 墨红玫瑰 的花色素主要是由黄酮和黄酮醇生物合成中的差异积累的代谢产物，说明玫瑰花色受到不同色素成分的影响。因此，对不同花色玫瑰的类黄酮成分进行分析，探讨花色素成分与花色之间的关系，揭示玫瑰花色形成的物质基础，可以提高玫瑰在园林绿化中的应用。该研究主要以 苦水玫瑰 墨红玫瑰 和 保加利亚白玫瑰个不同花色的玫瑰为试材，利用 联用技术对种不同花色的玫瑰植物花瓣中类黄酮代谢物成分及其含量进行分析，并结合花色表型值，阐明花色与类黄酮化合物成分之间的关系，以期为探讨玫瑰花色形成的物质基础提供参考依据，对于促进玫瑰在园林绿化中的应用具有重要的意义。材料与方法 试验材料供试 材 料 为 苦 水 玫 瑰（）、墨红玫瑰（）和 保加利亚白玫瑰（）个不同花色的玫瑰（）（图），年月 日至月日，采集于甘肃省永登县玫瑰研究所玫瑰种质资源基地。每种试材因选取生长条件相同的植株，并且每株取盛开期树冠外围枝条的花朵，每一品种分别进行次生物学重复。取样后将花瓣样品装入具有编号的密封袋内，并将样本的名字记录在案后，将其放入冰盒中以防其凋谢。精密色差仪，深圳市威福光电科技有限公司。图个玫瑰材料表型性状图 试验方法 花色表型测定花色利用国际照明委员会制定的 表色系法 测定，采集新鲜花瓣，用 精密色差仪测定玫瑰花瓣的亮度、红度和黄度，彩度 和色调角 实现花色的数字化。在光源 下，将集光孔对准花瓣上表皮中央部位进行测量，每样品分别测量朵花的花色参数，取平均值。记录、值，并根据、值，计算出彩度（）和色相角（）。（）；（），。类黄酮定性和定量分析将新鲜花瓣进行 冷冻干燥处理后再进行研磨至粉末状（，），取样品 加入 离心管，加入提取液（甲醇含乙酸），涡旋，匀浆 ，冰水浴超声 ；在，离心 ；取上清液 ，并用氮气吹干，再用 提取液（甲醇含 甲酸，含内标）复溶；涡旋 后冰水浴超声 ，离心 ；上清通过 滤膜过滤后，小心取 于进样瓶，每个样品各北方园艺月（上）取等体积混合成 样品，上机检测分析 。利用 联用技术对花瓣中类黄酮 进 行 定 性 与 定 量 分 析。超高效液相色谱系统（，），质谱系统（，），软 件 系 统。色 谱 柱 为 购 自 的 色 谱 柱（，）。以 甲酸水溶液（）和乙腈（）为液相色谱流动相，流速 ；洗脱程 序 为 ，；，；，；，；，；，。设定了 的柱温箱、的自动进样器和 的进样量。数据采集以多反应监测（）模式进行质谱分析。数据分析该研究中数据是由原始数据矩阵处理而来。计算及数据处理方法为对原始数据中的缺失值进行模拟（），数值模拟方法为最小值二分之一法，数据标准化处理（）。利用内标（，）进行归一化。以色差仪测定的色差值、和为参数，应用 软件对花色表型值与类黄酮化合物进行多元逐步回归分析，用 软件制图。结果与分析 不同色系玫瑰花瓣中的花色特征比较在 体系中，表示明暗度变化，随值越大花色的亮度越高。从表可以看出，保加利亚白玫瑰 的较高，而 墨红玫瑰和 苦水玫瑰 的比较低。色相由正值到负值，是红色到绿色的变化程度，墨红玫瑰 的值最大，花色为深红色，而 保加利亚白玫瑰 的最小，其花色最浅为白色。色相由正值到负值，是黄色到蓝色的变化程度，保加利亚白玫瑰 的介于其它二者之间，花色为白色带黄晕。彩度数值越大，颜色越深，表中 墨红玫瑰值最大颜色最为鲜明，其次是 苦水玫瑰。色调角 是对种颜色红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色调的描述，红色区域分布于 附近，在 左右是黄色区域，到 是经过紫色区域的变成了红色区域。墨红玫瑰 和 保加利亚白玫瑰值处于 ，属于红色黄色范围；而 苦水玫瑰值处于 ，经过了紫色区域。表不同色系玫瑰的花色表型均值 ，明度色相色相彩度色相角 墨红玫瑰 保加利亚白玫瑰 苦水玫瑰 注：表中数据为平均值标准误。同一列不同小写字母代表不同花色多重比较，氏新复极差法检验在 时有显著性差异。：不同色系玫瑰花瓣中类黄酮代谢物成分与含量关系由图可知，在种玫瑰样品中，共有类黄酮代谢物 种，其中有 种黄酮类约占 ，种黄酮醇类约占 ，种花青素苷约占 ，种黄烷醇类约占 ，种二氢黄酮类约占 ，种异黄酮类，种查尔酮约占 和种其它及多酚类物质约占 。苦水玫瑰 花瓣共有 种代谢物，墨红玫瑰 和 保加利亚白玫瑰花瓣共有 种代谢物。墨红玫瑰 花瓣的总花青素苷相对含量高于其它二者；保加利亚白玫瑰 花瓣的黄酮类和黄酮醇类相对含量高于 苦水玫瑰花瓣 和 墨红玫瑰；苦水玫瑰 花瓣中的查尔酮类、二氢黄酮类、黄烷醇类与异黄酮类代谢物相对含量总量均高于其它二者。对每种类黄酮代谢物相对含量进行横向归一第期 北方园艺注：不同颜色代表标准化处理后得到类黄酮类代谢物的含量，其中红色代表高含量，蓝色代表低含量。：，图不同色系玫瑰花瓣样品中类黄酮物质相对含量热图 化处理（图），这种不同色系玫瑰花瓣类黄酮代谢产物有明显的差异。在组样品中检测到类黄酮代谢物共 种，其中有一种花青苷为矢车菊葡萄糖苷，其含量 墨红玫瑰 和 苦水玫瑰 都高于 保加利亚白玫瑰。苦水玫瑰 花瓣中黄酮类、黄烷醇类、黄酮醇类和二氢黄酮类物质的相对含量比较高，而黄酮类物质主要有牡荆素、金合欢素、木犀草苷、芹菜素葡糖苷、异荭草素、异鼠李素芸香糖苷、羟基芫花素、芫花素、芹菜素、染料木素、山奈苷等。墨红玫瑰花瓣黄酮类物质主要有斯皮诺素、槲皮苷、杨梅苷、香叶木素、乔松素，黄酮醇类物质主要有芦丁、槲皮素、槲皮素葡萄糖苷、山奈酚芸香糖苷相对含量明显高于其它色系；白色系花瓣中银锻苷、木犀草素、扁蓄苷、紫云英苷、金丝桃苷（槲皮素半乳糖苷）、山柰酚相对含量明显高于其它色系，前三者均为黄酮类代谢物，后三者属于黄酮醇类物质。不同色系玫瑰花瓣中类黄酮的主成分分析以种玫瑰花瓣中的类黄酮类化合物为研究对象，对 种共检出的类黄酮类化合物（表）进行归一化处理，并进行主成分分析（表）。结果表 明，第 主 成 分 的 方 差 初 始 特 征 值 为 ，第 主 成 分 的 特 征 值 为 ，第主成分的特征值为 ，第主成分的特征值为 。前个主成分分析累积贡献率达到 ，很大程度地保留了原始信息，所以为了更好的地解释原有变量所包含的信息，应选取前个主成分。由各特征向量值可以看出，决定第主成分大小的主要有：（）没食子儿茶素没食子酸酯、芹菜素、紫云英苷、柚皮苷查尔酮、儿茶素、黄杞苷、（）没食子儿茶素、染料木素、槲皮素半乳糖苷、山奈素、山奈苷、异鼠李素芸香糖苷、牡荆素；决定第主成分大小的主要有：扁蓄苷、矢车菊葡萄糖苷、圣草酚、槲皮素葡萄糖苷、山柰酚、山奈酚芸香糖苷、表儿茶素、乔松素、原儿茶酸、紫衫叶素、鸢尾黄素、芦丁；决定第主成分大小的主要有：芹菜素葡糖苷、木犀草苷，以上值均大于正负 。不同色系玫瑰花瓣中类黄酮主成分与花色关系以决定类黄酮的第、主成分的含量为自变量，并以花色表型的、为因变量，进行多元逐步回归分析，研究不同色系玫瑰花瓣中类黄酮成分与花色关系。为了使得回归模型更有说服力，将采用非标准化系数。因此，相关回归方程系数见表。方程的值和回归系数显示，不同花色玫瑰中类黄酮成分与花色呈极显著相关性（），而方程式系数的绝对值则可以直接判定其对花色的贡献。色相 表示明暗程度，其值越大花色就越亮，方程中儿茶素和乔松素与 呈显著的负相关关系，其含量的累积会使花色的亮度下降。色北方园艺月（上）注：不同颜色代表标准化处理后得到类黄酮类代谢物的含量，其中红色代表高含量，蓝色代表低含量。：，图不同色系玫瑰花瓣样品中类黄酮聚类热图 表不同色系玫瑰花瓣的 种类黄酮含量 二级分类 物质 定量均值 定量均值 定量均值 花青素苷 矢车菊葡萄糖苷 黄酮类 芹菜素 芹菜素葡糖苷 扁蓄苷 木犀草苷 染料木素 异鼠李素 山奈苷 表儿茶素 杨梅黄酮 杨梅苷 异鼠李素芸香糖苷 柚皮素 第期 北方园艺表（续）（）二级分类 物质 定量均值 定量均值 定量均值 乔松素 槲皮苷 银锻苷 牡荆素 黄烷醇类 （）表儿茶素没食子酸酯 （）表没食子儿茶素 （）表儿茶素没食子酸酯 （）没食子儿茶素没食子酸酯 儿茶素 （）没食子儿茶素 原花青素 二氢黄酮类 黄杞苷 圣草酚 甘草苷 紫衫叶素 黄酮醇类 紫云英苷 槲皮素半乳糖苷 槲皮素葡萄糖苷 山奈素 山柰酚 山奈酚芸香糖苷 槲皮素 芦丁 酚类 根皮素 原儿茶酸 查尔酮类 柚皮苷查尔酮 异黄酮类 鸢尾黄素 表主成分分析的成分载荷矩阵 （）化合物 第主成分 第主成分 第主成分 第主成分 （）没食子儿茶素没食子酸酯（）芹菜素 芹菜素葡糖苷 紫云英苷 扁蓄苷 柚皮苷查尔酮 儿茶素 矢车菊葡萄糖苷 木犀草苷 黄杞苷 圣草酚 （）没食子儿茶素 染料木素 槲皮素半乳糖苷 山奈素 山奈苷 山柰酚 山奈酚芸香糖苷 表儿茶素 北方园艺月（上）表（续）（）化合物 第主成分 第主成分 第主成分 第主成分 异鼠李素芸香糖苷 乔松素 原儿茶酸 紫衫叶素 鸢尾黄素 牡荆素 槲皮