Rhododendron Blomst Farge: Genetisk/Kulturell Interaksjon
Rj Griesbach, Ph. d.
USDA, Blomsterbutikker & Nursery Avlinger Laboratorium
Beltsville, Maryland
Gjengitt fra Rhododendron Society Of Canada Bulletin (Vol . 12:2)
Klorofyll, Flavonoider Og Karotenoider
Blomst farge skyldes tre forskjellige pigmenter-klorofyll, flavonoider og karotenoider. Klorofyll er plassert i små «pakker» kalt kloroplaster som finnes i hele petal og sepal celler. Dette pigmentet er ansvarlig for grønn farge og er fett eller lipidoppløselig. Karotenoider finnes også i små «pakker» i cellene. «Pakker» som inneholder karotenoider kalles kromoplaster. Disse pigmentene er ansvarlige for gule og oransje farger og er også lipidoppløselige. Flavonoider, i motsetning til de andre to pigmentene, befinner seg i den cellulære vakuolen som opptar det meste av cellevolumet. Anthocyaniner er ansvarlige for rød og blå farge og er vannløselige.
hvert pigment er resultatet av en annen sekvens eller vei av biokjemiske reaksjoner. Produksjonen av hvert pigment er uavhengig av de to andre. Således har en blokk i flavonoidbanen ingen effekt på karotenoid-og klorofyllsekvensene. For eksempel, i hvite blomstrede former av mange av de røde flekkede rhododendronene, mangler flavonoider som vanligvis er tilstede i flekkene på grunn av fravær av et kritisk enzym i flavonoidbiosynteseveien. Karotenoider er imidlertid upåvirket. Derfor er flekkene gule på en hvit bakgrunn.
Blomst farge er et resultat av å blande de tre pigmentene (flavonoider, klorofyll og karotenoider) i forskjellige proporsjoner. For eksempel vises En Blomst Av ‘Vulcan’ rød på grunn av tilstedeværelsen av røde flavonoider og fraværet av både klorofyll og karotenoider. På Den annen side virker blomstene av r. japonicum oransje på grunn av tilstedeværelsen av røde flavonoider kombinert med oransje karotenoider. På samme måte ser r. sanguineum blomster ut brune på grunn av tilstedeværelsen av røde flavonoider kombinert med grønne kloroplaster. Ved å blande og matche de tre pigmentene, kan en endeløs rekke forskjellige farger opprettes.
Svært lite er kjent om biokjemi av karotenoider og klorofyll som relatert til blomst farge. Imidlertid er mye informasjon kjent om flavonoid biokjemi og blomst farge. Flavonoider kan deles inn i flere grupper-anthocyaniner, flavonoler, auroner, kalkoner og gossypetiner.
Anthocyaniner
den gjenværende delen av denne artikkelen vil diskutere anthocyaniner. Det er seks store anthocyaniner-pelargonidin, cyanidin, delphinidin, malvidin, petunidin og peonidin. Det er flere faktorer som påvirker anthocyanin farge. Disse faktorene kan deles inn i to typer, de med en genetisk basis og de med en miljømessig basis. Lysintensitet, temperatur og jevn jord pH kan påvirke blomst farge.
pH-Endringer Og Farge
generelt er cellene av blå blomster mer alkaliske enn røde. Men i hortensiaer vil en jord pH på 6,0 produsere rosa blomster mens en pH på 5,5 vil produsere blå. Ved sur pHs blir aluminium mer tilgjengelig og finnes i høyere konsentrasjon i kelnerne enn ved mer alkalisk pHs. Tilgjengeligheten av aluminium overstyrer effekten av pH. Aluminium, Når det komplekser med anthocyaniner, kan endre fargen på anthocyaninet fra rosa til blått. Typen av gjødsel kan også påvirke fargen på hortensiaer. En 25-5-30 formulering vil føre til blå blomster mens en 25-20-20 formulering vil føre til rosa seg.
Fargeendringer knyttet til blomst aldring styres også av pH. i morning glory er de friske blomstene rosa med en petal pH rundt 6.5. Som blomstene alder pH øker til ca 7,5 og blomstene vises blåere. Når blomstene er klare til å lukke ph reduseres til ca 6,0 og fargen endres til rosa.
i de fleste rhododendroner er blomstene bufret. Dette betyr at jord pH har ingen effekt på blomst farge. I tillegg endrer aldring ikke fargen på blomster(aldring kan endre fargeintensiteten). Generelt er pH av rhododendronblomster overveiende under genetisk kontroll med svært lite miljøinteraksjon. Dette faktum er svært viktig i avl og dømme, for det forteller oss at den type potting medium ikke vil påvirke blomst farge. I tillegg, for å skape rødere eller blåere blomster kan man avle for pH. ph av kronblad ser ut til å være kontrollert av et lite antall gener. Ved å krysse blomster som er rødlig i fargen med blomster som er sure i pH, kan man produsere en rødere blomst.
Lys Og Temperatur
Lys og temperatur kan også dramatisk påvirke blomst farge. Høy lysintensitet under blomstutvikling kan også føre til mer levende farger. Ved høy lysintensitet skjer fotosyntese i en svært rask hastighet som fører til produksjon av økte mengder sukker. Ved kjølige temperaturer reduseres plantens vekst, noe som begrenser mengden sukker som trengs for respirasjon. Kule temperaturer og høy lysintensitet tillater dermed anlegget å samle en reserve av sukker. Sukkermolekyler er bundet til anthocyaninmolekyler og har effekten av å stabilisere farge. I tillegg oppstår økt anthocyaninproduksjon ved høye lysintensiteter. Anthocyaniner bidrar til å beskytte cellen mot skadelig effekt av økt bestråling. Alle disse faktorene kombinert sammen fører til en økning i anthocyanin under kjølige temperaturer og høy lysintensitet. Høy lysintensitet og høye temperaturer kan føre til at anthocyaninene bryter ned og fører til fading. For å beholde den levende fargen, kan blomstene, etter åpning, plasseres i lavt lysintensitet, kjølig miljø for å forhindre fading.
Foruten miljøinduserte fading eller intensitetsforskjeller, er det gener som styrer mengden av produserte anthocyaniner. Disse genene kan enten øke mengden pigment per celle eller øke antall celler som produserer pigment. Når man sammenligner planter for forskjeller i fargeintensitet, må man være forsiktig med å skille forskjeller på grunn av genetikk fra forskjeller på grunn av kultur eller miljø. For å gjøre saken enda vanskeligere, er det en genetisk komponent til miljøindusert fading.
Copigmentering
samtidig forekomst av anthocyaniner og andre flavonoidpigmenter kan føre til blåfarging av blomsterfarge. Denne effekten kalles copigmentering. Ved normal celle pH (mellom pH 3 og 5) er rene anthocyaniner ikke så sterkt farget som ved sur pH (pH 2 eller mindre). Tilsetningen av flavonoler ved fysiologisk pH forårsaker en økning i stabiliteten og intensiteten av anthocyaniner. En sport Av ‘Red Wing’ Azalea med oransje i stedet for røde kronblad ble oppdaget På Beltsville, MD. Denne endringen i farge var resultatet av en reduksjon av konsentrasjonen av kopigmenter.
med et gitt anthocyanin er det mulig å oppnå alle farger mellom rødt og blått ved å variere enten pH, konsentrasjonen av det anthocyanin eller forholdet mellom anthocyanin og flavonol. Et godt eksempel på dette er sett i den blå kornblomst hvor anthocyanin er cyanidin, som er rød in vitro . Som nå skal være ganske tydelig, har fargen på et rent anthocyanin in vitro lite forhold til fargen in vivo . Ved avl for slike egenskaper som økte eller reduserte flavonoler eller pH i stedet for avl for anthocyanin, er det mulig å skape et nesten uendelig utvalg av forskjellige blomsterfarger. Man bør også innse at det er mange miljøfaktorer som vil påvirke blomst farge. En grundig kjennskap til både foreldre og kulturelle forhold er nødvendig for å tilstrekkelig avle eller dømme blomst farge.
Dr. Griesbach presenterte dette papiret som en del av en paneldiskusjon om «Avl Rhododendroner og Azalea For Gule Og Blå Farger» På Oppdretterens Roundtable, 1986 ARS National Convention, Cleveland, Ohio. Dr. Griesbach er en forskningsgenetiker med USDA, Beltsville, Maryland.