近日，太阳滕維超團隊在國家二級重點保護植物格木葉色變化機理上取得重要發現，研究成果以“Synergistic Regulation of Color Transformation by Nutrient Elements, Osmotic Regulators, and Antioxidant Enzymes inErythrophleum fordii”為題在國際期刊Journal of Plant Growth Regulation發表。

葉色是園林中觀賞植物最重要的特征之一，葉片中葉綠素、花青素和類胡蘿蔔素的含量和相對比例直接決定了葉色變化。在大多數植物中，葉片從紅色到綠色的變化是春季新葉生長的顯著特征。格木（Erythrophleum fordii）分布于中國熱帶亞熱帶地區，是國家二級重點保護野生植物，格木在南方作為觀賞植物和行道樹廣泛栽植，在美麗鄉村和鄉村振興計劃中發揮重要作用。盡管格木的春季葉色變化引起了人們的關注，但尚不清楚這一現象的協同調節機制。這項研究評估了格木葉片生長、生理指标和元素含量随葉色的變化，以期确定這些因素在特定階段的差異性，提高我們對葉片變色生理生化過程的理解，為葉色研究工作提供啟示。

這項研究發現第三生長階段對葉色轉化過程至關重要。微量元素Ca、Mg、B和Cu對格木葉片顔色轉化具有顯著的調節作用，且在整個轉化過程中呈增加趨勢。Ca、Mg、B和Cu不僅可以直接提高葉綠素和類胡蘿蔔素含量，也可以通過提高SP含量、降低PAL和CAT活性來間接提高葉綠素和類胡蘿蔔素含量。在整個變色過程中，NO3-N含量逐漸降低，前期較高的NO3-N含量促進PAL形成，導緻花青素含量升高。葉片對N、P、K、Mn的需求在色變前期較高，後期較低。在早期顔色轉化階段，葉片對氮(N)、磷(P)、鉀(K)和錳(Mn)的需求較高，後期需求下降。

在葉片生長和變色過程中，營養元素含量與相對濃度的比值呈上升下降相互交替的趨勢，“上升趨勢”表明當前養分缺乏限制了葉片的生長，因此植物通過提高葉片對營養元素的吸收效率以緩解該階段的元素缺乏。随着養分元素含量增加，營養元素逐漸從缺乏到充足，繼續增加則超過葉片需求，此時葉片通過生長來稀釋這些元素，在該過程中，元素的相對濃度下降，但相對含量繼續增加，此過程即為“下降趨勢”。葉片元素營養水平下降到虧缺狀态時，又限制了葉片的生長。此時，葉片即将再次通過葉片對營養的吸收效率以緩解元素缺乏，上述元素“彙集-稀釋-再彙集-再稀釋”（對應“上升-下降-再上升-再下降”）的權衡關系，是植物自身響應養分豐缺程度的一種調節機制，在葉片生長和轉色的過程中發揮重要作用，了解這些将對葉片顔色調控有實際指導意義。

圖：格木葉色變化的機制

澳门太阳集团9728网站已畢業碩士研究生歐陽子龍和賈湘璐作為共同第一作者，滕維超副教授作為通訊作者，在讀博士研究生黃林娟、已畢業碩士研究生蔣萱參與了本論文的工作，論文的撰寫及數據分析得到白天道副教授的指導。研究得到了廣西森林生态與保育重點實驗室、廣西高校亞熱帶森林培育與利用重點實驗室、國家林業和草原局中南速生林栽培管理重點實驗室的支持。

原文鍊接：https://doi.org/10.1007/s00344-024-11545-y