摘要
金叶复叶槭（Acernegundo‘Aurea’）属于槭树科槭属的高大落叶乔木，其叶春季
呈金黄色，后逐渐转为绿色，具有很高的观赏价值。研究表明，彩叶植物中富含类胡
萝卜素、叶绿素、黄酮等物质，可调控叶色变化，然而对金叶复叶槭叶色变化过程中
的生理及分子响应机制尚不明确。因此，本研究以金叶复叶槭叶色变化的三个时间点
（5月、7月、9月）采集的金叶（YL）、嫩绿叶（LGL）和绿叶（GL）为试验材料，
进行生理指标测定，并通过类胡萝卜素代谢物检测以及转录组测序分析，对金叶复叶
槭的叶片呈色机制进行探索，为揭示其叶片呈色机理提供新思路。主要研究结果如下：
（1）总叶绿素/类胡萝卜素比值升高，导致叶片颜色转绿。通过对金叶复叶槭不
同时期叶片进行生理指标的测定，发现叶绿素a、b及类胡萝卜素含量均呈显著性增
长，在金叶（YL）期含量最低，在绿叶（GL）期含量最高，导致总叶绿素/类胡萝卜
素（Chl/Car）比值显著增加，说明金叶复叶槭叶色变化与Chl/Car比值升高有关。
（2）类胡萝卜素物质的积累促使金叶复叶槭叶片呈现金黄色性状。通过对不同
呈色时期金叶复叶槭叶片进行类胡萝卜素代谢组检测，共检测出50种类胡萝卜素，
其中有11种类胡萝卜素酯为YL期独有。此外，发现叶黄素棕榈酸酯和叶黄素肉豆
蔻酸酯含量较高，是金叶复叶槭叶片YL期主要积累的类胡萝卜素酯成分。通过KEGG
富集结果显示，类胡萝卜素生物合成通路中绿叶（GL）期富集的差异代谢物β-隐黄
质含量和玉米黄质含量显著下降，仅为金叶（YL）期的0.22和0.05倍，说明这些物
质的积累促使金叶复叶槭叶片在春季呈现金黄色性状。
（3）对金叶复叶槭三个时期的叶片样本进行高通量转录组测序分析，共获取了
64.15Gb的高质量数据。其中，YL、LGL和GL三组不同时期样本的平均高质量reads
数均达到4600万以上；高质量reads的平均碱基总数（CleanBase）分别为7.2Gb、
7.1Gb和7.0Gb且Q30的平均读度达到了93.94%以上。高质量数据与复叶槭参考基
因组比对效率在90.12%到94.13%之间，所得测序质量较高。转录因子（TF）预测结
果显示，共有488个差异表达基因被推测为与37个转录因子家族相关。
（4）类黄酮合成相关基因表达下调及叶绿素合成相关基因表达上调，导致叶色
由黄变绿。对金叶复叶槭叶片呈色的相关基因进行筛选分析发现，与金叶（YL）期相
比，绿叶（GL）期类黄酮合成途径中PAL、4CL、CHS基因表达下调，导致黄酮和黄
酮醇类物质的积累相对减少。类胡萝卜素合成途径中，PDS基因上调表达，促使类胡
萝卜素的积累。叶绿素合成途径中，关键基因PORB、CAO和光合作用petC基因及
叶绿体发育关键调控的GLK转录因子上调表达，共同促使叶绿素含量增加，从而导
致总叶绿素/类胡萝卜素（Chl/Car）比值显著增加，叶片由金黄色转为绿色。
III
（5）随机选择9个差异基因进行实时荧光定量PCR验证，9个基因中有8个基
因的qRT-PCR验证结果与转录组数据表现出相似的表达模式，表明转录组数据稳定
可靠。
综上所述，金叶复叶槭叶色形成与叶绿体的发育、光合作用效率以及色素代谢途
径基因均密切相关。表现为叶绿素含量增加以及黄酮和黄酮醇类物质含量下降，导致
金叶复叶槭的叶色由金黄色转变为绿色。本研究为进一步探究金叶复叶槭叶片呈色分
子机制提供了理论依据，以期金叶复叶槭更好地配置应用和繁育生产。
关键词：金叶复叶槭；呈色机理；生理指标；代谢组；转录组
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