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王莲为睡莲目(Nymphaeales)睡莲科(Nymphaeaceae)王莲属(Victoria)多年生或一年生大型浮叶草本植物,包括两个种,即克鲁兹王莲(Victoria cruziana A.D.Orb.)和亚马逊王莲(Victoria amazonica(Poepp.)J.C.Sowerby)。王莲有多个品种,其中,由美国长木公园将克鲁兹王莲(父本)和亚马逊王莲(母本)杂交获得的朗伍德王莲(Victoria ’Longwood Hybrid’)栽培较为广泛。王莲单朵花花期较短,在北京地区一般仅为30 h,并且花色随着开花时间的变化而逐渐加深。本研究中,以克鲁兹王莲、朗伍德王莲以及不同杂交后代的花瓣(包括内瓣和外瓣)和植株的不同部位(包括花萼、花柄、拟雄蕊群、可育雄蕊群、心皮附属物、圆盘柱状头杯、叶片卷边、叶脉)为实验材料,利用高效液相色谱(HPLC-DAD)和液质联用技术(UPLC-MS2)对王莲开花不同阶段花瓣和不同部位的类黄酮成分进行了定性和定量分析。研究了王莲在开花过程中,花色形成和变化的化学机制,并探讨了王莲的类黄酮代谢途径。用分光色差计(NF333,Spectrophotometer)在C/2°光源下测定花色的明度L*值、色相a*值和b*值,以此对花色进行描述,每个品种的七个不同开花阶段花色分布差异较大,品种间差异不明显。在以L*a*b*为坐标的三维空间中,所有的散点大体分布在一条三维曲线上,说明王莲的花色随时间变化呈现出规律的变化,总体比较单一。在以a*和b*为坐标的二维空间中,各阶段王莲花瓣的花色落在一条跨越一、二、四象限的曲线上,花色变化:第二象限的白色到第一象限的粉色,再第四象限的红色。整体呈现出越来越深的颜色变化。通过比较不同流动相和不同长度色谱柱的组合,调整流动相体系、温度、洗脱梯度、流速等参数,建立了一种适合王莲类黄酮成分分析的微量、高效的HPLC-DAD方法。利用UPLC-MS2技术和标准品比对,在王莲开花的不同阶段的花瓣中,共检测并推定了 15种类黄酮成分,包括4种花青苷:飞燕草素3-O-半乳糖苷(Dp3Ga1);飞燕草素3-O-(2"-O-没食子酰-半乳糖苷)(Dp3ga1loy1Gal);矢车菊素衍生物(Cy derivative);矢车菊素3-O-(2”-O-没食子酰-半乳糖苷)(Cy3galloylGal)。11种黄酮醇苷:山奈酚3-O-己糖-7-O-己糖香(Ka3Hex7Hex);槲皮素7-O-半乳糖苷(Qu7Gal);槲皮素7-O-葡萄糖苷(Qu7Glc);槲皮素3-0-半乳糖苷(Qu3Gal);杨梅酮3-O-葡萄糖苷(My3Glc);山奈酚3-O-半乳糖苷(Ka3Gal):山奈酚4’-O-半乳糖苷(Ka4’Gal);槲皮素4’-O-半乳糖苷(Qu4’Gal);山奈酚4’-O-葡萄糖苷(Ka4’Glc);槲皮素4’-O-葡萄糖香(Qu4’Glc);山奈酚3-0-(2”-O-没食子酰-半乳糖苷)(Ka3galloylGlc)。其中Dp3Gal和Cy derivative在各阶段含量均较高,为主要花青苷;各黄酮醇在各阶段含量各有不同,主要以Qu7Gal、Qu3Gal、Ka3Gal、Ka4’Gal、Qu4’Gal、Qu4’Glc 为主。通过多元回归逐步法分析发现,影响王莲花色的主要类黄酮因素包括Dp3Gal、Dp3galloylGal、Qu7Glc、My3Glc、Ka3Gal 等。其中 Dp3Gal 和 Qu7Glc 与明度L*呈负相关,Dp3galloylGal、My3Glc 和 Ka3Gal 与明度 L*呈正相关;Dp3galloylGal 和Ka3Gal与色相a*值呈负相关,Dp3Gal与色相a*值呈正相关;而Dp3Gal与色相b(值呈负相关,Dp3galloylGal与色相b*值呈正相关。总结以上规律,我们发现,Dp3Gal含量的增加,将使得花瓣红色调增加并且色彩更加鲜艳,而Dp3galloylGal和Ka3Gal含量的增加,将使得花的浅黄色调增加;Dp3galloylGal、My3Glc、Ka3Gal的增加,将有助于使花瓣明度降低。对王莲其它部位样品的提取液进行类黄酮分析,根据花青苷的紫外-可见吸收光谱特征,在王莲其它部位中共检测到20种类黄酮成分,包括5种花青苷和15种黄酮、黄酮醇苷,其中4种花青苷和6种黄酮醇苷在花瓣中已有检测。王莲各部位中的类黄酮成分差异较大,分布情况如下:花萼:Dp3Gal、Dp3galloylGal、Cy derivative、Cy3galloylGal、My3galloylGal、Qu7Gal、Qu7Glc、Qu3Gal、My7Glc、Qu4’Gal、Qu4,Glc;花柄:Dp3galloylGal、Qu7Glc;拟雄蕊群:Dp3Gal、Dp3galloylGal、Cy derivative、Cy3galloylGal、Qu7Glc、Ap derivative、Ap derivative;可育雄蕊群:Dp3Gal、Dp3galloylGal、Cy derivative、Cy3galloylGal、Qu7Glc;心皮附属物:Dp3Gal、Dp3galloylGal、Cyderivativel、Qu7Glc;圆盘柱状头杯:Dp3Gal、Dp3galloylGal、Cy3galloylGal、Qu7Glc;叶片卷边:Dp3Gal、Dp3galloylGal、Cy3galloylGal,Dp3galloyl-acetylGal、Ap3Hex、Di derivative、My3 derivative、My3Gal、Ka3Hex、My3galloylGal、My3Rha、Qu7Glc、Qu3Gal、My7Glc、Qu4,Glc;叶脉:Dp3Gal、Dp3galloylGal、Cy3galloylGal、Ap3Hex、Di derivative、My3Rha、Qu7Glc、Qu3Gal、My7Glc、Qu4’Glc。根据王莲中检测到的类黄酮化合物,推定了王莲类黄酮代谢途径。与一般的类黄酮生物代谢途径类似,首先是香豆酰-CoA和3个丙二酰-CoA在CHS作用下生成4,2’,4’,6’-四羟基查耳酮,再在CHI作用下发生异构反应生成柚皮素。此后以柚皮素为中心,分别在F3H、F3’H、FNS、F3’5’H、DFR、FLS等酶的作用下生成4个分支,产生7种不同类型的类黄酮。