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枫香树叶的功效与作用及禁忌,枫香遗传多样性与叶色变化机理研究

老铁们,大家好,相信还有很多朋友对于枫香树叶的功效与作用及禁忌和枫香遗传多样性与叶色变化机理研究的相关问题不太懂,没关系,今天就由我来为大家分享分享枫香树叶的功效与作用及禁忌以及枫香遗传多样性与叶色变化机理研究的问题,文章篇幅可能偏长,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

枫香(LiquidambarformosanaHance),金缕梅科,枫香属,树高可达30m,胸径可达1m,性喜气候温和、高湿度的生长条件,主要分布在秦岭和淮河以南的地区。枫香是一种色彩缤纷的落叶乔木,可用作城市景观的彩叶树种,根系健壮,生长速度较快,树形优美,秋季叶色变化突出。

不仅可用于市区景色美化,又可作森林配色景观树种和庭院的培植,极具装饰价值;枫香树冠大,不仅是荒郊造林绿化树种,而且可以吸收大量的碳并释放氧气、抵御有害气体、改良工业园的空气质量,对于生态园林的构建也具有重大的生态价值。

枫香树的经济价值表现在树干通直,木材质地柔软使再加工更容易进行,其锯屑和枝条可以用来种植香菇和蘑菇等真菌类;枫香叶片可抽提芳香油、可用于皮肤表面杀毒灭菌,树脂可散热解毒,果子有除油、促进血液循环的功效,叶片中的花青素物质还有抗增殖活性的作用,应用于医药行业。

树干的腺体排出的液体还可用作建筑行业的防水剂、香气涂料和陶瓷工艺中的黏剂。枫香有着文化历史悠久,不仅在物质方面,而且在精神方面,文化也是深入人们心中。在黔南地区,枫香树已经成为了他们的一张名片,浸透到黔南少数民族的文化认识、信奉和生活中,将枫香树视为神圣的的象征并给予特殊的保护,可用作手艺展示和时节饮食。

彩叶植物中通常含有丰富的膳食生物活性物质,这些活性物质健康安全,可以用于食品着色。植物叶色的变化主要受外部环境和内部遗传基因所影响,色素含量及比例发生变化,从而导致叶片颜色发生改变。

色素含量不仅在叶色表达上起作用,而且从光化学反射指数和叶色素的测定中就能估算叶片光合能力。现已研究出了500多种花色苷,这些花色苷在颜色、抗氧化、光照和抗菌性能等方面各不相同,在对葡萄的研究中发现摘叶处理能够增加其花青素的含量,而甜罗勒叶片表面的花色苷能够起到光保护作用而减轻硼毒害。

在植物的色彩参数和色素含量间也存在着相互影响的关系,植物的色彩参数在不同的时期会有相应的改变,对于蔷薇属的21种种质来说L*、a*、b*在G4的数值最高。通过对五角枫、茶条槭、蒙古栎等树种的叶片色素状况的测定,发现随着叶片发育从成熟到衰老,叶绿素浓度均下降,而类胡萝卜素浓度保持相对稳定。

在吴琰琰等人对北美红枫的研究中表明北美红枫叶片转色的原因主要是因为花色素苷质量比的提高。在对北美栎树叶片在冬季变色机理的研究中发现,花青素含量随着气温的下降而上升,随着可溶性糖含量的上升而上升呈。

发现在槭树叶色变化过程中,红叶的光合色素含量显著低于绿叶,而花青素含量和抗氧化活性显著提高。在对杨树的研究中彩叶杨花色苷和总叶绿素的比值是绿叶杨的25倍,发现3个结构基因和6个转录因子可能参与了花青素合成途径。

枫树秋季平均叶绿素降解量低于栎树和榉树,叶绿素降解速率和脱落形成的协调性因物种而异,颜色变化并不能很好地预测物种间叶片叶绿素降解水平。在对枫香叶片色素含量百分比的研究中,在变色期间,发现了叶绿素a、b含量逐渐降低,而类胡萝卜素含量变化呈波动趋势,先升高然后降低,花色苷含量逐渐上升。

在胡敬志的研究中,表明枫香叶片的变色与花色苷的绝对含量并无显著关系,但花色苷与叶绿素的比值存在相关关系,且叶片PH的下降也是叶片转色的原因之一。在李效文对枫香变色与环境因子的关系研究中,叶绿素和类胡萝卜素含量与气温呈极显著正相关。

而花青素相对含量与气温呈极显著负相关。酸化处理有利于红枫转色期叶绿素的降解和花色苷的合成。在不同季节对枫香“南林红”的类黄酮代谢物进行分析,发现春季总类黄酮含量最高,而秋叶花青素含量最高。

在对槭树的叶色变化机制研究中表明AmDFR和PAL1是参与花青素代谢途径的重要基因。为了创造五彩缤纷的观赏植物,建立了长寿白化突变体来分析叶绿体发育相关基因的功能和产生彩色植物的模型及高效的转化体系。

金线莲红叶和绿叶a*和L*存在显著差异,叶片颜色与不同组织结构相关,2个MYB转录因子可能影响了花青素积累的差异。在对桂花和彩叶的发育过程中,叶绿素降解的差异表达基因(DEGs)的表达上调影响叶绿素的合成。

枫香的总遗传分化系数为(Gst)0.1463,表明枫香85.7%的遗传分化在居群内,14.63%的遗传分化在居群间。收集到的137份枫香样品的基因流(Nm)较大,这说明不同自然居群之间的遗传漂流未受到阻碍,基因交流未受到影响。对6个枫香居群间和居群内的遗传差异分析,居群内部个体之间遗传多样性(Hs)仅是0.3190,居群间的遗传多样性(Ht)为0.3737。

植物的表型由于受到自身的影响和外界的调控,表型会发生变异,提高表型性状的多样性,而变异程度越高的性状就能使得植株变异,从而获得新品种。从枫香叶片表型性状的变异程度来看,单株枫香间的变异性较大。

安徽祁门表型性状的变异程度表现为:叶下表面绒毛>叶裂深度>秋叶变色始期>叶厚度>叶基形状>叶柄颜色(变异性均大于30%)。福建大田表型性状的变异程度表现为:叶裂深度>叶秋季主色>叶下表面绒毛>叶厚度>叶叶柄颜色>叶复色部位>叶缘形态>叶基形状>叶光泽度>秋叶变色始期>叶大小>秋色叶持续时间。

福建南靖表型性状的变异程度表现为:叶裂深度>叶厚度>叶缘形态>幼叶主色>叶基形状>叶光泽度>叶下表面绒毛>叶大小。福建光泽表型性状的变异程度表现为:叶裂深度>叶下表面绒毛>叶秋季主色>叶厚度>秋叶变色始期>叶柄颜色>叶大小>叶缘形态>叶基形状>叶光泽度。

福建将乐表型性状的变异程度表现为:当年生枝花青素着色部位>叶裂深度>叶厚度>叶光泽度>叶大小>秋叶变色始期>叶下表面绒毛>新叶主色>叶基形状>叶缘形态>夏季成熟叶上表面主色。

江西永丰表型性状的变异程度表现为:叶裂深度>叶下表面绒毛>叶复色部位>落叶末期>叶大小>叶基形状>秋叶变色始期。对6个居群的表型性状进行统计分析,结果如表3-3所示,福建将乐的叶裂深度变异程度最高为78.31%。

24个表型性状的多样性指数在2.79~5.09,江西永丰的叶裂深度多样性指数最低为2.79,安徽祁门的叶是否复色多样性指数最高为5.09,从供试样品表型多样性来看说明了枫香表型性状具有一定的多样性。

植物叶色的表达中,色彩参数在很大程度上是取决于色素的表达,JL23的L*明度、色相a*、色相b*与叶绿素a和总叶绿素呈现显著负相关(P<0.01)、花青素和苯丙氨酸解氨酶呈现显著正相关(P<0.01)、叶绿素b呈现显著性负相关(P<0.05)、与类胡萝卜素和可溶性糖不相关。

JL31的L*明度、色相b*与总叶绿素、类胡萝卜素呈现显著负相关(P<0.01),与叶绿素a、叶绿素b、花青素、可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶不相关,a*与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、花青素、可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶不相关。JL8的L*明度与叶绿素a、类胡萝卜素,色相a*与总叶绿素,色相b*与叶绿素a呈现负显著性相关(P<0.05)。

L*明度与苯丙氨酸解氨酶呈现正显著性相关(P<0.01);色相a*与叶绿素a、类胡萝卜素、可溶性糖,色相b*与总叶绿素、类胡萝卜素呈现负显著性相关(P<0.01);色相a*与花青素呈现正显著性相关(P<0.05)。

L*明度与叶绿素b、总叶绿素、花青素、可溶性糖,a*与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、花青素、可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶,b*与叶绿素b、总叶绿素、花青素、可溶性糖不相关。

AH2的L*明度与叶绿素a,a*与叶绿素b*、可溶性糖呈现负显著性负相关(P<0.05);L*明度、b*与叶绿素b、总叶绿素呈现显著性负相关(P<0.01);L*明度、b*与类胡萝卜素和苯丙氨酸解氨酶呈现显著性正相关(P<0.01)。

L*与花青素、可溶性糖,a*与叶绿素a、总叶绿素、花青素,b*与叶绿素a、花青素、可溶性糖不相关。AH17的L*明度、色相a*、色相b*与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素显著性负相关(P<0.01)。

L*明度、色相a*、色相b*与花青素呈现显著性正相关(P<0.01)。AH9的L*、b*与类胡萝卜素、苯丙氨酸解氨酶,a*与花青素呈现显著性正相关(P<0.01);a*与叶绿素a、总叶绿素显著性负相关(P<0.01)。

a*与叶绿素b显著性负相关(P<0.05);b*与花青素显著性正相关(P<0.05);L*与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、花青素、可溶性糖,a*与类胡萝卜素、可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶,b*与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性糖不相关。

GZ10的L*、a*、b*与叶绿素a、总叶绿素、类胡萝卜素,a*与叶绿素b*,呈现显著性负相关(P<0.01);L*与叶绿素b,b*与花青素呈现显著性负相关(P<0.05);a*与苯丙氨酸解氨酶呈现显著性正相关(P<0.01)。

L*、b*与可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶,a*与类胡萝卜素、花青素不相关。GZ17的L*与叶绿素a、总叶绿素,b*与类胡萝卜素呈现显著性正相关(P<0.05);L*、b*与花青素,a*与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素呈现显著性负相关(P<0.01)。

a*与花青素、苯丙氨酸解氨酶,b*与叶绿素a、、叶绿素b、总叶绿素呈现显著性正相关(P<0.01);L*与叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶,a*类胡萝卜素、可溶性糖,b*与可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶不相关。

GZ36的L*、b*与因为叶绿素a,a*与花青素呈现显著性正相关(P<0.01);L*与苯丙氨酸解氨酶,a*与类胡萝卜素呈现显著性正相关(P<0.05);a*与叶绿素a呈现显著性负相关(P<0.05)。

b*与花青素呈现显著性负相关(P<0.01);L*与叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、花青素、可溶性糖,a*与叶绿素b、可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶,b*与叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶不相关。

紫红和黄色枫香种质资源花色苷及类黄酮组分的定量分析

叶片呈黄色主要是因为类胡萝卜素和部分类黄酮物质,而紫红色叶片主要是因为花青素物质。根据对AH17和JI8转色始末期的花色苷及类黄酮组分的测定结果表明,在11月10日-12月01日这个转色期间,8个成分的测定结果总体趋势表明:AH17后两个时期的花色苷及类黄酮的组分含量低于前两个时期,JL8则反之。

AH17和JL8在11月24和12月01日的花色苷及类黄酮组分测定结果显示:矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷、芦丁、木犀草素、槲皮素、芹菜素、山柰酚具有显著性差异,且JL8显著大于AH17。

据实地考察,JL8的叶片色泽在在转色期11月10日-24日叶片的紫红色加深,在11月24日-12月1日,叶片颜色慢慢褪去,紫红色变浅,经花色苷组分的测定发现矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷在转色期的含量变化与叶片表型色泽的变化趋势一致,说明花色苷组分是影响紫红色系枫香单株JL8的主要成分。

最适枫香叶片DNA提取方法为改良CTAB法,最适ISSR-PCR反应体系为20μL(模板DNA浓度为20ng、TaqMasterMix用量为10μL、引物浓度为0.6μmol/L、ddH2O7.8μL),筛选出17条最适枫香的ISSR候选引物及其最适退火温度。

其中扩增位点数最多的为引物UBC-834、UBC-836和UBC-853,扩增位点均为13个,平均多态位点百分率为80.56%,平均多态为点数为145,说明枫香居群的遗传多样性较高。该枫香ISSR-PCR优化体系和候选引物适用于分子标记为枫香遗传多样性与亲缘关系作分析。

基于ISSR分子标记对137份枫香种质资源进行亲缘关系分析,遗传相似系数为0.92时,将6个居群分为3类,第1类包括安徽祁门、福建大田、福建光泽和福建南靖居群;第2类包括福建将乐居群;第3类包括江西永丰居群。

从聚类结果来看,将137份供试材料分为4类:第1类共5株枫香,第2类共4株枫香,第3类共35株枫香,第4类共93株枫香,包括安徽祁门、福建大田和福建光泽等居群。在遗传距离为10时,将6个居群分为2类:第1类包括福建大田、福建光泽、福建南靖和江西永丰居群,叶片表现为小叶、转色不均匀甚至不转色。

第2类包括安徽祁门和福建将乐,叶片表现形态为大叶、光泽度强、转色效果好。将形态学标记与分子标记的聚类结果进行分析,结果表明:福建光泽、福建南靖和福建大田3个居群在两种研究手段下均被聚为一类,均来自福建省,为小叶、不易转色且转色不均型,说明两种手段相结合具有可靠性,可为枫香的分类提供技术手段支持,并对居群产地进行有效划分。

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