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芍药(Paeonia lactiflora Pallas)隶属于芍药科(Paeoniaceae Raf.)、芍药属(genus Paeonia L.)、芍药组(section Paeonia DC.),为多年生宿根草本观赏名花和药用植物。本研究以野生种芍药(P.lactiflora)和138个栽培品种的花瓣为材料,在分析花色表型的基础上,利用高效液相色谱(HPLC-DAD)和液质联用技术(HPLC-MS2)对芍药花瓣中的类黄酮成分进行了定性和定量分析。调查了芍药花瓣类黄酮组成的多样性,并探讨了类黄酮组成对花色呈色的影响。主要研究成果如下:1、芍药花色的多样性芍药花色的R.H.S.C.C.值从4C变化到79C。CIEL*a*b*系统的a*、b*分布图显示芍药的花色色相a*值从-10.00到64.03,色相b*值从-25.32到22.30。a*、b*值间存在负相关关系。花色L*值、a*值、b*值的聚类分析表明芍药花色可以聚为6类。第1类主要为白色,第2类为粉色,第3类为粉紫色,第4类为红紫色,第5类为红色,第6类为黄色。2、花色素成分的结构鉴定通过筛选流动相体系,优化洗脱比例、温度和流速等分析参数,建立了一种微量、高效、同时定性、定量分析芍药花瓣中花青苷和黄酮醇两大类色素的HPLC方法。利用HPLC-DAD及HPLC-MS2等技术,推定了芍药花瓣中47种类黄酮成分,包括11种花青苷、30种黄酮醇苷、4种黄酮苷、1种黄烷酮苷和1种查耳酮苷。其中38种物质在芍药中属首次报道,包括5种花青苷:芍药花素-3-没食子酰葡萄糖-5-半乳糖苷(Pn3GloG5Gal)、矢车菊素-3-没食子酰葡萄糖苷(Cy3GloG)、芍药花素-3-没食子酰葡萄糖-5-葡萄糖苷(Pn3GloG5G)、芍药花素-3-丙二酰葡萄糖苷-5-葡萄糖苷(Pn3MloG5G)、芍药花素-3-没食子酰葡萄糖(Pn3GloG);28种黄酮醇苷:槲皮素-3,7-二葡萄糖苷(Qu3G7G)、槲皮素-3-阿拉伯糖苷(Qu3Ara)、槲皮素-3-半乳糖苷-7-阿拉伯糖苷(Qu3Ga17Ara)、槲皮素-3-丙二酰葡萄糖苷-7-葡萄糖苷(Qu3MloG7G)、槲皮素-3-没食子酰葡萄糖苷(Qu3GloG)、槲皮素-3-葡萄糖苷(Qu3G)、槲皮素-3-葡萄糖苷-7-阿拉伯糖苷(Qu3G7Ara)、槲皮素-7-葡糖糖苷(Qu7G)、异鼠李素-3,7-二葡萄糖苷(Is3G7G)、异鼠李素-3-阿拉伯糖苷(Is3Ara)、异鼠李素-3-半乳糖苷(Is3Gal)、异鼠李素-3-丙二酰葡萄糖苷-7-葡萄糖苷(Is3MloG7G)、异鼠李素-3-没食子酰葡萄糖苷(Is3GloG)、异鼠李素-3-葡萄糖阿拉伯糖苷(Is3GAra)、异鼠李素-3-葡萄糖苷(Is3G)、异鼠李素-3-葡萄糖苷-7-阿拉伯糖苷(Is3G7Ara)、异鼠李素-7-阿拉伯糖苷(Is7Ara)、山奈酚-3,7--二己糖(Km3,7-di-hexoside)、山奈酚-3-阿拉伯糖-7-葡萄糖苷(Km3Ara7G)、山奈酚-3-阿拉伯糖苷(Km3Ara)、山奈酚-3-阿拉伯糖苷(Km3Ara)、山奈酚-3-丙二酰葡萄糖苷(Km3MloG)、山奈酚-3-丙二酰葡萄糖苷-7-葡萄糖苷(Km3MloG7G)、山奈酚-3-没食子酰葡萄糖苷(Km3GloG)、山奈酚-3-没食子酰葡萄糖苷(Km3GloG)、山奈酚-3-葡萄糖苷-7阿拉伯糖苷(Km3G7Ara)、山奈酚-7-葡萄糖苷(Km7G)、杨梅素-3,7-二葡萄糖苷(My3G7G);4种黄酮苷:木犀草素-7-阿拉伯糖苷(Lu7Ara)木犀草素-7-没食子酰葡萄糖苷(Lu7GloG)、犀草素-5-没食子酰葡萄糖-7-鼠李糖苷或木犀草素-5鼠李糖-7-没食子酰葡萄糖苷(Lu5GloG7Rha或Lu5Rha7GloG)、木犀草素-5-葡萄糖苷-7-鼠李糖苷或木犀草素-5-鼠李糖苷-7-葡萄糖苷(Lu5G7Rha或Lu5Rha7G)和1种黄烷酮苷:圣草酚-7-葡萄糖苷(Er7G)。3、芍药开花过程中花色和色素的变化芍药(P.lactiflora)在开花过程中花色明度增加,红色和彩度都降低。这与TA降低和TF升高有关。其中Pn3G5G含量的降低,Qu3G、Qu7G、Is3G含量的增加是主要原因。TA在松瓣期含量最高,TF在谢花期含量达到最高。4、芍药花色素的组成特点芍药花瓣中类黄酮的组成和含量在品种间差异明显,尤其在不同色系之间,但差异主要集中在花青苷含量上。白色和黄色品种不含花青苷或含有微量的Pn3G5G。粉紫色品种只含有Pn3G5G或还同时含有少量的Cy3G5G。粉色品种只含有Pn3G5G和Cy3G5G,红紫色的品种一般含有5～8种花青苷。查耳酮是形成黄色芍药品种的重要色素。Pn3G5G是花瓣中含量最高的花青苷,Km3G7G和Km3G是主要的花黄素。5、芍药花瓣类黄酮代谢途径根据检测到的终产物,推定了目前最完整的芍药花瓣类黄酮代谢途径。即从香豆酰-CoA和丙二酰-CoA生成4,2’,4’,6’-四羟基查耳酮开始,一方面生成查耳酮-2’-葡萄糖苷(chalcone2’G),另一方面发生异构反应生成柚皮素(naringenin)。接下来以柚皮素为中心,在一系列酶的催化下,产生了圣草酚、木犀草素、槲皮素、异鼠李素、杨梅素、山奈酚、天竺葵素、矢车菊素和芍药花素9种苷元,最后经过糖苷化、酰基化修饰形成各种类黄酮糖苷。本文对芍药花色和花色素的多样性进行了深入的调查,通过分析花色与类黄酮组成之间的关系,阐明了芍药花色形成的化学机理,推定了最完整的芍药花瓣类黄酮代谢途径,为今后进一步研究芍药的花色遗传规律、类黄酮化学标识、代谢物组学、花色分子育种、功能色素成分的利用奠定了科学基础。