石蒜属植物（LycorisHerb.）为被子植物亚门单子叶植物纲石蒜科（Amaryllidaceae）多年生草本球根花卉植物，全世界约20余种，主产我国和日本，中国植物志收录有15种和1变种，分布全国15个省区，以华东地区种类最多，为其多样性分布中心。石蒜属植物是一类兼具观赏价值与药用价值的经济植物。其种类繁多、花型奇特、花大色艳、花色丰富，有中国的郁金香之称，如红色的石蒜（Lycorisradiata），白色的江苏石蒜（L.houdyshelii）、长筒石蒜（L.longituba），玫瑰红色的玫瑰石蒜(L.rosea)，橙黄色的忽地笑（L.aurea）、中国石蒜（L.chinensis）；花色变异丰富（紫、粉、橙、黄）的乳白石蒜（L.albiflora）、长筒石蒜（L.longituba）；夏水仙（L.squamigera）、短蕊石蒜（L.caldwellii）从现蕾到花谢，花被片呈现不同的色彩；复色的换锦花（L.sprengeri），带有条纹和斑点的乳白石蒜（L.albiflora）、稻草石蒜（L.straminea），橙黄带有红色晕斑的中国石蒜（L.chinensis）等。石蒜属植物含有多种生物碱（alkaloids），生物活性范围广，影响中枢神经系统，还具有镇痛、抗炎、抗病毒、抗疟、抗肿瘤活性。石蒜花瓣中也含有药用活性生物碱成分，并且首次发现红花-紫/蓝/白花-黄花中生物碱含量呈上升趋势，推论生物碱提高了液泡pH值而改变了花色苷的呈色和稳定性。
本课题通过在体外测定不同结构的生物碱对花色苷吸收值、酸碱平衡常数和活化能的影响，阐明生物碱pKa值是影响花色苷呈色的关键因素，为从花色来寻找高生物碱含量的药用石蒜资源，以及通过调控生物碱来培育花色新品种探索新途径。
花色的形成与花瓣色素种类和含量，液泡pH值(VacuolarpH)、助色素(copigment)、花瓣的解剖学结构等生理因素有关。近年来从红色的石蒜（L.radiata）中发现6种花色苷，分别为天竺葵素-3-O-葡萄糖苷（pelargonidin-3-O-glucoside），天竺葵素-3-O-木糖葡萄糖苷（pelargonidin-3-O-xylosylglucoside），矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（cyanidin-3-O-glucoside），矢车菊素-3-O-木糖葡萄糖苷（cyanidin-3-Oxylosylglucoside），矢车菊素-3-O-双葡萄糖苷（cyanidin-3-O-diglucoside）和矢车菊素-3-O-桑布双糖苷（cyanidin-3-O-sambubioside）。
液泡pH值影响花色的形成最早是由德国学者Willstatter于1913年提出来的。1975年stewart等学者报道250多种花瓣液泡的pH值范围在2.5~7.5之间，红色花的细胞液比蓝色花的酸性更强，而且红色花衰老时液泡pH增加且花色变蓝。月季许多品种的花瓣外表皮细胞的pH值为3.56～5.36，呈现紫色或淡蓝色的月季pH值偏高。裂叶牵牛(Ipomoeanil)紫色花瓣带蓝色斑块，紫色区和蓝色区色素成份相同，但蓝色区pH值比紫色区高0.7。绣球花(Viburnummacrocephalum)红色和蓝色花细胞的pH值，发现后者比前者高出0.8个单位。pH也影响花色苷的共色作用(copigmentationeffect)而改变花色，黄酮和黄酮醇酸性越强黄色越浅，碱性越强黄色越深。
而温度是影响花色的主要环境条件，一般花青素系统的色素受温度影响变化较大。在一定条件下花色苷在溶剂体系中处于一种动态转变的平衡状态，温度的改变会影响其平衡常数，从而使得花色苷的存在形式趋于有利方向转变。低温时花色苷烊盐离子为优势形式，随着温度的升高，平衡偏向吸热的方向，假碱和查尔酮结构为花色苷的主要存在形式。温度对花青素的降解符合一级反应动力学规律，随着温度的升高或时间的延长，花青素的降解速度加快。Sadilova等对来自三种植物的花色苷的花色苷的稳定性做过系统研究，其研究表明在高温95℃的环境下7h后大部分花色苷有显著的降解。而且戊糖苷比已糖苷更容易降解，酰化花色苷比非酰化花色苷在高温环境下稳定。
花色苷与pH值负相关，生物碱与pH值正相关，不同结构的花色苷与生物碱负相关的显著性有差异。体外在液泡pH值范围内加入含特定结构基团生物碱后，花色苷单体呈色蓝移且更为稳定，探索具有较高pKa值生物碱结构对影响花色苷呈色更为重要，为基因工程调控含特定结构基团的生物碱表达进而改造花色开辟新途径。
资料编号：[381202]
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